《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實驗教學(xué)探討

劉東

（廣東外語外貿(mào)大學(xué)南國商學(xué)院信息科學(xué)技術(shù)系，廣州 510545）

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實驗教學(xué)探討

劉東

（廣東外語外貿(mào)大學(xué)南國商學(xué)院信息科學(xué)技術(shù)系，廣州 510545）

針對《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程理論性較強(qiáng)，學(xué)生實踐動手能力不足的教學(xué)實際，指出《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程中的實驗教學(xué)的重要性。結(jié)合我校實際情況，設(shè)計五次的課程實驗。通過課程實驗加深學(xué)生對理論知識的理解，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；實驗教學(xué)；實踐

0 引言

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是一門實踐性很強(qiáng)的課程，課程不僅僅要學(xué)生掌握一定的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論知識，同時也對學(xué)生的實踐動手能力提出了要求?，F(xiàn)在《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的教材大多數(shù)都是偏向理論教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的重點是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計到的課程實驗較少，如果單純地進(jìn)行理論教學(xué)，學(xué)生很難對這些理論知識有深刻的理解，這樣的教學(xué)效果很難保證。所以，開展實驗教學(xué)是加深理解和驗證《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》理論知識的重要環(huán)節(jié)[1]。

1 《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前不少學(xué)校開設(shè)的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程主要偏向理論教學(xué)，人才培養(yǎng)方案里面有安排實踐課時，但由于實驗環(huán)境的限制，真正開設(shè)的實驗課非常少。但是《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程本身來講是一門實驗性的課程，課程里面的所有理論知識都來源于實驗和實踐應(yīng)用。由于涉及網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)設(shè)備價格都比較昂貴，實驗室的規(guī)模比較小，設(shè)備的數(shù)量有限。對于《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實驗的教學(xué)會有一定的影響，不好深入開展一些實踐性、綜合性強(qiáng)的實驗，一定程度上會影響教學(xué)的效果。

2 結(jié)合學(xué)校實際設(shè)置《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實驗學(xué)時

在廣東外語外貿(mào)大學(xué)南國商學(xué)院，《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的教學(xué)計劃里面設(shè)置的總課時是54課時，計劃里面沒有對實驗課時的要求?？紤]到實驗課時的需要，我們把總的課時54分解成理論和實驗，理論44課時，實驗10課時。也就是設(shè)計了5次的實驗課程。

3 《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實驗課程的設(shè)置

由于我校的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置的專業(yè)方向是Web與多媒體，那么在設(shè)置實驗課程的時候，一要考慮到《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程本身理論性的驗證性實驗，二要考慮到本專業(yè)方向本身的特點。在整個實驗教學(xué)過程中，使得學(xué)生通過我們設(shè)置的幾次實驗課，能夠明白我們要做些什么實驗，能夠傳授給學(xué)生是哪些知識，讓學(xué)生理解實驗教學(xué)最終目的，提高實驗的效果，最終提高學(xué)生對本課程的理解能力以及實踐動手能力。針對以上情況，我們設(shè)置了5次實驗課程，具體實驗內(nèi)容安排如下。

（1）雙絞線網(wǎng)線的制作。本實驗是課程的第一個實驗，針對課程內(nèi)容第二章里講述的傳輸介質(zhì)內(nèi)容：1995年將布線標(biāo)準(zhǔn)更新為EIA/TIA-568-A[2]。該實驗讓學(xué)生動手自己制作網(wǎng)線，并且可以帶回宿舍使用或者作為留念，學(xué)生通過課本理論的學(xué)習(xí)后，自己再親手制作網(wǎng)線，并且通過測試可以實際使用，會有一定的成就感，也從一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。

（2）常用的網(wǎng)絡(luò)命令練習(xí)。這是本課程的第二個實驗，常用的網(wǎng)絡(luò)命令是對理論協(xié)議知識的很好的實踐補(bǔ)充，現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要是介紹基于TCP/IP的，里面有大量的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以通過命令行的方式來驗證。例如：ping的命令是用來測試網(wǎng)絡(luò)連通性的，但是它是基于ICMP報文的，還有tracert命令是用來跟蹤一個分組從源點到終點的路徑，也是基于ICMP報文的，通過這兩個命令的驗證，可以讓學(xué)生進(jìn)一步了解ICMP網(wǎng)際控制報文協(xié)議。還有ipconfig命令，用來查看本地主機(jī)的相關(guān)參數(shù)，課本上講到的IP地址、子網(wǎng)掩碼、MAC地址這些概念、格式、如何表示，等等，通過ipconfig命令的方式就可以直觀地查到。還有netstat、route、arp、nslookup等命令，都可以很直觀地觀察結(jié)果，來驗證協(xié)議。

（3）使用Wireshark軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)包分析。教材上講述到的各種數(shù)據(jù)格式，如數(shù)據(jù)鏈路層的MAC幀、IP層的IP數(shù)據(jù)分組、傳輸層的TCP與UDP數(shù)據(jù)報的格式、應(yīng)用層的DNS和HTTP協(xié)議等都有詳細(xì)的描述，也是理論知識的重點和難點。在課堂上講述完理論知識后，學(xué)生對各種協(xié)議所具體采用的格式雖然有了一定的理解，但很難深刻牢記。Wireshark是一個典型的數(shù)據(jù)包嗅探和分析的軟件，可以從網(wǎng)絡(luò)上收集原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成可讀形式。最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行真正的深入分析。而且該軟件是基于圖形界面的，通過抓包分析，可以從網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包分析得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如：源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、數(shù)據(jù)包的長度，等等。這樣，學(xué)生對各個協(xié)議的報文格式會有更深的記憶和理解。

（4）使用Serv-U，搭建FTP服務(wù)器。FTP協(xié)議是第六章應(yīng)用層的知識，教材上主要是對FTP協(xié)議的概念與工作原理進(jìn)行了介紹，并未對FTP的使用進(jìn)行介紹。為了加深學(xué)生對FTP的理解以及更好地應(yīng)用FTP，利用Serv-U搭建FTP服務(wù)器是很好的一次實驗。Serv-U是當(dāng)前主流的FTP服務(wù)器軟件。通過使用Serv-U，學(xué)生能夠?qū)⑷魏我慌_PC設(shè)置成一個FTP服務(wù)器，這樣，使用者就能夠使用FTP協(xié)議，通過在同一網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺PC與FTP服務(wù)器連接，進(jìn)行文件或目錄的復(fù)制、移動、創(chuàng)建和刪除等。通過學(xué)生自己動手搭建FTP服務(wù)器，能讓他們真正理解規(guī)定計算機(jī)之間進(jìn)行文件傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，正如FTP這樣的專門協(xié)議，才使得人們能夠通過不同類型的計算機(jī)，使用不同類型的操作系統(tǒng)，對不同類型的文件進(jìn)行相互傳遞。

（5）使用Apache搭建Web服務(wù)器。這個實驗的設(shè)計也是針對第六章應(yīng)用層的，教材上主要是對WWW萬維網(wǎng)進(jìn)行介紹，以及HTTP超文本傳輸協(xié)議的原理及過程進(jìn)行了描述，教材還對HTML語言進(jìn)行了介紹，編寫了一個簡單的網(wǎng)頁。由于本系學(xué)生的專業(yè)方向是Web多媒體設(shè)計，所以考慮到專業(yè)及后續(xù)課程的需要，我們設(shè)計了這個搭建Web服務(wù)器的實驗。學(xué)生們對于如何上網(wǎng)以及HTTP協(xié)議經(jīng)過理論學(xué)習(xí)，已經(jīng)有了一定的理解，但對于Web服務(wù)器的搭建都比較陌生，而且對于學(xué)生的專業(yè)方向，這個實驗有一定的針對性。Apache HTTP Server是世界使用排名第一的Web服務(wù)器軟件。它可以運行在幾乎所有廣泛使用的計算機(jī)平臺上。學(xué)生通過搭建Web服務(wù)器，以及將自己所制作的靜態(tài)的HTML網(wǎng)頁在瀏覽器中運行，甚至可以讓學(xué)生制作一個簡單的動態(tài)網(wǎng)頁在服務(wù)器上運行。這對于學(xué)生來說有很強(qiáng)的實用性，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)也奠定了一定的基礎(chǔ)。

4 實驗課程設(shè)計的關(guān)鍵

設(shè)計實驗課程，首先任課教師要將實驗的步驟、文檔以及實驗報告的格式準(zhǔn)備好。針對每個實驗只有2學(xué)時，課堂上既要講實驗的目的和內(nèi)容給學(xué)生介紹清楚，又要留有充足的時間給學(xué)生實踐操作，這就需要任課教師做好充分的準(zhǔn)備，而且實驗文檔每個步驟及關(guān)鍵點要清楚地列舉出來。例如，第一個實驗制作網(wǎng)線，教師現(xiàn)場演示網(wǎng)線制作過程，看似簡單，但學(xué)生在操作過程中容易出現(xiàn)一些問題：壓線鉗剝?nèi)ゾW(wǎng)線的外皮的長度、排線的順序、雙絞線插入RJ-45水晶頭的方向等，稍不注意，某個環(huán)節(jié)出了問題，最后的網(wǎng)線可能都不能正常連通。還有FTP服務(wù)器的搭建、對于域的解釋、用戶和群組的說明、用戶目錄的位置、權(quán)限的設(shè)置，等等，都直接影響到最終服務(wù)器的使用。

對于學(xué)生而言，在每次實驗之后，要有詳細(xì)的實驗報告作為實驗的記錄文檔，由于實驗課時有限，因而實驗課之前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作也十分重要，不然很難在短的時間里面對各個實驗內(nèi)容進(jìn)行充分的調(diào)試和模擬，難以獲得良好的實驗效果。

5 結(jié)語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗是《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。由于本課程具有很強(qiáng)的實用性，我們嘗試設(shè)計了5個典型的實驗案例，此環(huán)節(jié)中進(jìn)行實驗內(nèi)容對理論課教學(xué)起到至關(guān)重要的作用，學(xué)生們從理論到實踐，進(jìn)一步加深了對于《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》理論知識的學(xué)習(xí)。合理的實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生理解深奧的網(wǎng)絡(luò)理論知識,掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的基本概念和協(xié)議工作原理,尤其是后面的兩個實驗案例，搭建FTP服務(wù)器和Web服務(wù)器，對于Web多媒體專業(yè)方向的學(xué)生來說，有很強(qiáng)的實用性，同時也可以拓寬學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力[3]。

[1] 陳鳴.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：原理與實踐[M].北京:高等教育出版社,2013

[2] 謝希仁.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].6版.北京:電子工業(yè)出版社,2014

[3] 王玉璟.《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實驗課程教學(xué)探討[J].科技資訊,2014(18):165

Research on the Experimental Teaching of Computer Network

LIU Dong
（Department of Information Science and Technology,South China Business College,Guangdong University of Foreign Studies, Guangzhou 510545）

According to the strong theoretical of Computer Network curriculum and students lack practical ability,points out the importance of experimental teaching of Computer Network curriculum.Combined with the actual situation of our school,designs five experiments.Through the course of the experiment to enhance the students'understanding of theoretical knowledge,and improve students'interest in learning.

Computer Network;Experimental Teaching;Practice

1007-1423（2015）03-0034-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.03.009

劉東(1982-)，男，湖北石首人，碩士，講師，研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2014-12-04

2014-12-26

廣東省高等教育教學(xué)改革項目（No.BKYB2011101）