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随着计算机技术的发展和运用，社会需要大量的计算机网络技术方面的专业人才。为了满足这一需求，许多高校和高等职业院校都设置了计算机网络技术专业。但是目前所开设的课程存在许多不足之处，其中之一就是因为学校的教学不符合社会的实际需求，教学中理论知识多于实践操作，使学生走出校门进行网络方面的工作时，无法驾驭网络设备选型、网络设计、故障排除等方面的应用。因此，建立网络实验室进行实训是十分迫切的任务。
一、 计算机网络实验室进行实训的重要意义
（一） 提高计算机网络课程的教学质量
目前许多高校或者职业教育学校开设的计算机网络课程由于缺乏必要的实验室练习与操作，使学生的知识掌握与动手能力不能很好地结合在一起，影响了教学水平，教学评估的结果与理想目标相差甚远。因此建设计算机网络实验室，指导学生进行实训，对提高计算机网络课程的教学质量具有很大的帮助。
第二，网络实验室实训教学是对教师教学水平的考验，使教师不再安于现状。在实训过程中，教师能够接触到比较先进的、位于科技前沿的网络技术，也对网络理论的革新有一定的把握，教师的学科素质得到了提高。通过网络实验室的实训教学，教师可以与网络设备的厂商进行技术上的沟通与交流，以此为纽带，了解更多的计算机网络技术方面的新的科研成果，与时俱进，使教授的课程内容紧跟时代步伐，使教学更加适应社会需要。
（二） 网络实验室实训使学生的实践能力增强，有利于就业
开设计算机网络课程的目的就是培养这方面的专门人才，现代社会需要的人才不仅有扎实的知识基本功，还要有动手实践的能力，纸上谈兵的不是人才。因此，通过计算机网络实验室实训，学生掌握的理论知识在实践中得到了验证，巩固了知识，动手能力也提高了。学生与学校都明白用人单位更加看重学生的实践经验和实践操作能力，但是目前学校教育中的弊端之一就是“重理论、轻实践”，而计算机网络实验室实训就能够很好地改善这一现象。
计算机网络实验室中的网络环境是模拟真实的，学生们能够在这里亲手进行网络的搭建、网络的设计以及网络的调试和网络的配置，体会理论应用于实践的这个过程，使学生能够及时发现问题并解决问题，学生的专业技能和经验、实战能力都得到了很大程度的提高，是课堂教学不能比拟的。通过实训，学生在实际操作运用中了解了所学知识的原理，又积累了经验，在将来的就业中会占有一定的优势。
二、 计算机网络实验室的标准
现代计算机网络教学所需要的实验室已经不是传统意义上的计算机实验室了，传统计算机实验室往往只具备演示功能和验证功能，没有研究开发的功能，显然已经不能满足现代企业对于人才的需要。现代计算机网络实验室应当具备以下标准才能够培养现代所需要的专门人才。
（一）设备必须先进
理应根据当代计算机发展的最先进水平来配置设备，比如硬件和软件的配置，应当选择稳定而新近的产品，并且应该根据计算机网络发展的形势进行相关设备的更新。因此，在设备配置之前，就应该事先考虑到将来的升级管理。
（二） 计算机网络通讯协议以及接口要向国际标准看齐。
计算机网络实验室的设备必须与国际通用的网络协议相匹配，这样做是为了和其他网络之间实现平滑连接互通。
（三） 设备具有实用价值
计算机网络实验室的设备配置考虑的首要原则就是要满足实训的需求。在此基础上，网络实训过程应该本着简易化的原则，即容易安装和操作，管理方面力求不繁琐；要购置性价比较高的设备，以便充分利用其多种功能，快要淘汰的设备坚决不要选购，这样会浪费资金。
三、 计算机网络实验室的功能
（一）网络实验的功能
为了培养学生的独立思考能力以及动手实践的能力，学生在掌握了一定的理论知识后，理应进行网络实验，比如网络组建和网络应用。因此计算机网络实验室必须具备网络实验的功能，才能够进行实训练习。
（二）一般实验室的功能
计算机网络实验室是在一般计算机实验室的基础上建立的，除了重视其网络实验功能外，也应该包含一般实验室的功能，比如数据库建设的实验、编程实验等。
（三） 多媒体教学功能
网络实验室需要配备多媒体设备，教学用的电脑以及投影设备等，方便教师讲解设备选型、组建网络的知识，以及任务引入和任务拓扑等。计算机网络实验室完全可以承载教学的整个过程，讲课以及实训都可以在此完整进行。
（四） 计算机网络实验室的科研功能
现代计算机网络实验室都配备了先进的设备，除了教学和实训的功能，还可以为科研提供必要的环境和所需的条件。科研的成果可以辅助实训，使实训更有价值和意义。
四、 充分发挥计算机实验室的实训功能
现代计算机网络实验室除了具备以往实验室的演示功能和验证功能外，还应具备研究开发功能，这也是当代企业对人才的基本要求。学校本着对学生负责的态度，培养人才的标准应当和社会需求相统一，因此，应当充分发挥计算机网络实验室的实训功能，基于此，可以选用在实训中模拟某个企业的计算机网络的管理流程及方式。
在实训过程中，教师可以充当企业的管理者，根据管理的要求，教师应当担负起组织、协调、控制和评价的工作。在实训前，教师组织学生团队依据当今企业的实际情况设计实训方案，然后进行细致的分工，每个成员都掌握一项具体的任务，彼此分工协作。学生是实训的主体，因此实训应当围绕提高学生的能力素质展开，为此教师应该严格要求，要求每个成员独立完成任务，并规定时间期限。经过这样的实训，使学生在操作的过程中培养了思考以及解决问题的能力，并学会合作，不懂的问题可以大家进行讨论解决。这种实践使学生了解了企业的计算机网络管理的流程和原理，通过这样的网络设计可以达到那些目标，在此基础上还可以进行哪些技术的改造等问题。通过实训，学生掌握的计算机网络知识和社会具体运用的环节实现了有效的衔接，大大提高了学生将知识转化成能力的效率。教师应当做的是，及时进行评估和总 结，将发现的问题记录下来师生讨论解决，解决不了的，寻求他人以及组织的帮助。
五、 计算机网络实验室的具体实训项目
计算机网络技术专业的学生，除了应该会应用网络调试方面的工作外，还应该练习承担网络系统的整体设计与维护任务，下面从综合布线、交换机和路由器的相关任务，无线网络的配置和服务器的配置等方面来介绍具体的实训项目。
（一）综合布线展示
综合布线系统联系起数据、信息管理系统，而且和外部的通信网络连接，是一个建筑物的基本通信设施。在实训中，首先由老师讲解，然后老师进行现场的演示；然后学生要了解展示台上的综合布线产品，比如各种类型的通信电缆和必须的安装工具等；第三，进行管槽安装练习，可以参照展示的模型；第四，综合布线中的链路安装练习；第五，进行故障测试；最后，进行实训的验收工作。
（二）网络交换技术的实训
为了实现信息交换和网络资源共享，连接几个计算机网络或者通信网络的技术被称作网络互连技术；而在高速网络中，这一技术就被称作“网络交换技术”。平时所说的网络交换机就是进行网络交换的设备。在对这一模块的实训中，学生小组应该先设计绘制拓扑图，教师再对图进行点评，学生再去改进，然后就是组装；在交换机、路由器和防火墙等布局上，应该考率其合理性，并按照需要添置零件，尽量使用节约资源且优质的方案。
（三） 配置无线网络的实训
无线网络的应用越来越普遍，在实训中应该加强练习，了解无线网络的配置原理，在此基础上掌握技能。
（四） 配置网络服务
计算机网络实验室都有服务器区域，可以加以利用，进行访问权限设置等实验。
（五）拓展功能实训
可以和信息安全实验室建立相互连接，利用信息安全的相关设备，拓展网络实验室的功能，使实训更加切合实际。
总结：
现代计算机网络技术的应用越来越普遍，社会所需的这方面的人才大增，因此，现代计算机网络教学应该紧跟时代步伐，了解企业所需的人才标准，在保证学生掌握了基础知识的前提下，开展具有实践意义的实训教学，增强学生的动手能力和专业技能，从而使学生的就业率大大提高。
参考文献：
前言
在计算机和网络等有关专业教学中，计算机网络是基础必修课程之一，对网络安全、信息技术、软件开发等课程有辅助作用。关于计算机网络的实践教学，互联网协议始终是教学的难点问题，传统课堂教学不能加强学生的感性认知，导致教学效果不佳。因此，基于加强学生对知识理论掌握的目标，许多学校都设置了计算机网络实验课程。然而在这种实验教学模式下，由于采取的是专业性网络分析应用系统，其功能繁琐，教学效果不明显［4］。关于专业性网络分析应用系统，尽管其被广泛运用于计算机网络教学实验，然而该系统设计的目标并非是教学实验，而是用于互联网检测与分析，采集的数据相对复杂，需相对专业的分析方能被利用，提高了教学实验开展的困难程度［1－3］。而计算机网络教学实验的目标是借助实验让学生了解互联网通讯过程，比如开始和结束会话、通讯协议、会话窗口管理、流量监控等，都是计算机网络教学实验的主要内容。结合计算机网络教学实验的目的，在TCP/IP协议基础上，对应每层开发一组实验项目，关于实验时所需的数据信息，可借助专用性网络分析应用系统和教学实验系统来捕获。再以Web形式显示，向学生展示完整的互联网通讯过程。上述这种方式对捕获数据的实时性要求不高，便于简化计算机网络教学实验，加强教学效果。并且以Web形式展示的教学成果受环境影响较小，学生可自主学习。
1计算机网络模型和网络协议
通常来讲，计算机网络模型是实现互联网通讯的基本条件之一，其分层架构划分出互联网通讯过程中的各项功能，任何计算机网络教学都是在网络模型的分层架构基础上开展的［5］。计算机网络模型一般可分为开放性互联参照模型与TCP/IP模型两种。1.1OSI模型和网络协议关于OSI参照模型，主要是由数据物理层、数据层、网络层、传输层、会话层、显示层和应用层七层，并且定义了每层的功能，而网络模型中每层功能是通过网络协议实现的。在OSI参照模型公布时，随之也了有关的网络协议，但这些协议的整体发展并不理想。正是由于上述原因，OSI参照模型目前只能用于计算机网络教学实践之中，市场上应用较多的是TCP/IP模型［6］。2.2TCP/IP模型和网络协议尽管OSI参照模型对网络不同层的功能进行了定义，然而由于没有有效网络协议的支撑，导致其应用难以实现。目前，在计算机网络之中，采用的TCP/IP协议群又被称为TCP/IP网络模型。TCP/IP网络模型及相应的协议如图1所示。在TCP/IP模型中，每一层TCP/IP协议族都被赋予了固定的协议，从而来实现该层被指定的功能，使得TCP/IP成为互联网通讯的标准。
2基于TCP/IP模型的计算机网络教学典型实验设计
关于网络通信的发展，TCP/IP的应用较为广泛，因此对网络通信的认识即对TCP/IP网络模型各协议的认识［7－8］。网络协议抽象性的特征使其讲授比较困难，是计算机网络课程教学的难点问题。对此，本文就实际运用比如网页浏览器等，通过分析网页浏览器服务器连接、网页跳转、网页下载等内容，来了解两个系统间的通讯过程，从而对基于TCP/IP网络模型的计算机网络教学实验设计进行研究。网页浏览器是学生常用的应用程序，对其感性认知较强，可通过对该应用程序的通讯来让学生全面了解互联网通讯。
2.1HTTP应用协议和应用程序通信
一般而言，计算机通讯的实质是两个系统间的通讯。就应用程序而言，可按照是否具有通讯功能来划分应用程序。比如:Excel表格只能在本地工作，不具备互联网通讯功能;IE浏览器、微信、Skype等都具备互联网通讯功能，属于互联网通信应用程序［9］。不管是哪一种网络模型，HTTP应用协议都作用于用户程序之中，生成传递方的用户信息。按照网络通讯原理，网络架构中每层都是由对应协议来定义相关功能的。结合应用程序的不同功能，应用层会采用对应网络协议，来进行数据封装。由此可见，就应用程序而言，可从应用层协议功能及其创建来加强学生对HTTP应用协议的理解。
2.2TCP传输协议和传输监控实验
关于TCP/IP网络模型，TCP协议是用于创建、断开连接和流量监控，是针对连接的传输协议。在某个程序要进行互联网通讯时，会向TCP申请建立连接来传递数据，直至连接断开为止。在TCP接收程序连接申请时，将通过三次握手来创建连接。在连接创建之后，TCP协议将分段封装协议数据，获得用于传递的TCP段，再传递给下一层，也就是IP协议［10］。对TCP协议的理解，可从三次握手和协议分段封装两方面来理解，结合数据形式可深入理解窗口、接口等抽象定义。
2.3IP网络协议和网络寻址
在互联网通讯之中，TCP协议负责双向通讯，要确保两方都能理解传递数据，接收一方能解封装和监控流量，不管是三次握手亦或数据发送，都要确保路由的准确性，还要将TCP段封装为IP包，而IP包是通过IP协议实现的。TCP段通过调用IP协议来封装IP包，要含有源主机与目的主机的IP地址，其是网络寻址的重要条件。在IP包通过路由时，路由会按照IP包中的目的主机IP地址，将数据包通过不同网络传递到目的主机［11－12］。
2.4接入层协议和信息传递
在对数据进行IP包封装之后，可确保数据包能从源主机传递至目的主机，在局域网中，数据接收和发送是根据互联网连接的MAC地址来确定的。由此可见，在传输数据包之前要将其封装为数据帧格式，而帧封装通常是在网卡中运行的。按照互联网类型的不同，数据也会被封装为各类数据帧。关于将数据包封装为数据帧，也就是在数据包上添加源主机MAC地址和目标主机MAC地址，一般情况下，每个计算机系统中都存储了一个MAC地址表，含有本机MAC地址和有通讯联系的其他主机MAC地址［13］。对于需通讯的主机MAC地址不在系统MAC地址表中的情况，计算机会广播ARP来取得目标主机的MAC地址［14］。关于目标主机的MAC地址取得，有以下两种情况:第一，双方在同一网络之中，目标主机在接受源主机ARP广播之后，会反馈给其MAC地址;第二，双方在不同网络之中，目标主机会接收不到源主机的ARP广播，此时对应网关会反馈其MAC地址，实现链路层封装，源主机将数据传递给网关，再根据IP地址传递至目的网络。
提升计算机网络实验教学的效率，首先需要开设独立的计算机网络实验课程，其目的在于实验教学不再完全依附于理论课程，其独立设课，不需要与理论课程同步进行。计算机网络实验教学的目的在于帮助提高学生的实验素质，培养其实验与创新能力，教学任务往往通过一些设计性、研究性与验证性的实验活动，帮学生掌握网络分析、管理、应用和设计能力，从而提升学生的综合网络能力与素质。计算机网络实验教学是对理论教学的补充与深化，独立设课，能够让学生认识到实验课程的重要性，树立正确的学习理念，明确学习态度，从而加强对理论与实践的结合。通过理论知识指导实践，能够引导学生在实验中遇到的问题运用理论知识来解决，体现计算机网络实验课程和理论课程的互相融合，相辅相成。
1.2建立层次化的网络实验教学体系
针对目前国内计算机网络实验教学的状况，需要建立一个层次化的计算机网络实验教学体系，注意培养学生的网络创新能力、编程设计能力、网络应用能力和工程实践能力等，可以分三个层次构建教学体系：第一层次实验主要以计算机网络基础课程为主，开设基本的网络技能实验课程，包括网络素材的搜集与使用、网络的基本故障定位与判断和网络的基本接入实验等，主要培养学生的网络应用能力。第二层次实验主要是计算机网络原理课程，开设网络协议仿真实验，加强学生对计算机网络原理知识的认识与理解，主要培养学生对网络原理的理解与应用能力。第三层次实验是面向网络管理与工程课程为主，开设网络管理与网络工程的实验项目，以此来培养学生的工程实践能力、创新能力、网络管理能力和编程能力。
1.3完善计算机网络实验教学的内容
计算机网络课程比较复杂，理论性较强，包括计算机软件、硬件与通信等。通过实验教学具体操作，可以培养学生的网络分析、管理、应用、设计和分析等能力，能够加深对计算机网络理论知识的认识和理解。在计算机网络实验教学过程中，各个实验之间的关系联系紧密，后续实验往往需要以之前的实验为基础，实验综合性较强、知识跨度较大，因此对实验教学的要求较高。计算机网络实验内容的设计与完善在整个教学活动中，地位十分重要，是提升教学水平与质量的突破口。因此，计算机网络教师需要制定和完善实验教学内容，根据教学大纲要求和实验条件，在实验教学中贯穿理论知识，保证实验内容的可操作性与先进性，还可以设置层次性实验项目，从而开展灵活性、科学性和层次性的计算机网络实践教学活动。
1.4创新计算机网络实验教学的项目
在计算机网络教学中，运用创新型的实验教学项目，目的在于与强化学生网络方案的设计能力、网络工程实践能力、网络理论的系统应用能力与团体项目的创造能力等。目前主要包括以下两个网络实验项目：第一，要求学生根据具体情况，设计出一些网络解决方案，包括实验室机房组网、办公室组网、网吧组网和宿舍组网等，可以提升学生对计算机网络知识的综合运用能力，包括理论和实践等。第二，IPV6实验，学校根据自身网络实验室机房的田径，让学生亲身参与IPV6实验，包括其协议的安装、局域网的互联、IPV6和IPV4的相互连接及转换、登录访问、服务器的设置与IPV6服务的应用等。通过这些创新型的网络实验教学项目，主要培养学生的动手实践能力，从而提升计算机网络技术应用的综合能力。
1.5计算机网络实验教学的组织管理
在计算机网络实验教学过程中，需要强调教师的主导作用，树立学生为教学主体地位，加强教师在教学中的引导、管理与组织作用。在每一个计算机网络实验项目开始之前，教师都应该详细的讲解该实验项目的理论知识点、实验内容、实验目的、实验中的与难点等，然后引导学生进行实验。在实验过程中，教师要多加巡视，发现问题首先让学生自主处理，如果较为困难可以给学生给予一定的气氛和指导。学生在实验完成后，需要结语实验过程，分析实验结果，而计算机网络教师要根据学生的实验报告进行结语反思，从而使学生在网络实验项目中积累经验，掌握更多的实验技巧，提升计算机网络实验能力，同时还能够加深对计算机网络理论知识的学习与理解。
《计算机网络》是许多高校计算机专业学生的必修课之一,是计算机专业学生对计算机网络及其相关应用进行深入研究的基础课程。不同高校根据不同专业的要求,对于课程的教学有偏重基本理论与注重具体实现两种大趋势。通过优化组合计算机网络的实验课程,可将学生从枯燥的单一实验中解放出来,提高实验的趣味性和知识相关性,增强学生的动手创新能力,从而帮助学生加深对基本概念、原理的理解,极大地提高学生实验的积极性。针对这种情况,我对传统计算机网络课程的实验内容进行了优化组合,在实践中收到了理想效果。
1.《计算机网络》实验教学现状
《计算机网络》是计算机专业学生了解网络及其相关应用的基础课程,要让几乎没有理论基础的学生能接受网络基本理论,并且逐步深入理解。其主要内容有:计算机网络体系结构与网络协议的相关概念,局域网、城域网技术与组网,Internet基础,网络操作系统,基本的网络应用服务,网络安全与管理,等等。通过学习这门课程,学生可以系统性地了解到计算机网络的主要种类和常用的网络协议及其相关应用,对学生进行计算机网络设计、操作、管理和维护提供了最基本的知识框架。而当前的计算机网络课程实验,由于实验本身对高校软硬件要求较高,存在以下几个问题。
(1)实验条件和实验环境要求较高。计算机网络课程一般学习人数都是一个自然班几十号人,而对于实验所需要的交换机、路由器、网线、服务器等实验设备,各高校都无法做到人手一套,一般都是进行分组实验。
(2)实验项目较为单一,缺乏规划与总体统筹的层次感。计算机网络课程在各高校的教学计划中学时并不多,教师多半根据当前理论课教学内容来设计代表性的实验,实验之间互不相关,因此无法保持知识的连贯性,学生对于单一的实验兴趣不大,因为学到的知识并不能直接加深他们对计算机网络的总体理解,无法做到融会贯通。
(3)实验结果的考核方式较为陈旧。大部分高校对于计算机网络实验还是采用传统的实验任务书和递交实验报告为主的形式,而学生对于相对来说较为简单的实验不愿意用大量文字去描述,导致产生厌学心理,同时也扼杀了学生的创新性和主动性。
2.优化与改革方案
针对以上几个存在的问题,我通过对于传统的计算机网络课程实验的重新组合和优化,以具体的任务带动一系列的相关实验,使学生在进行实验时感觉到不仅仅是在做一个实验,而是多个实验互相配合,在接收到大量的知识的同时产生解决问题的浓厚兴趣,并在解决问题的过程中能运用自己的理论知识进行理解,在一定程度上巩固了对基础理论的认识,极大地提高了学生对实验的积极性。
传统的计算机网络课程主要有以下几种:
在上表中,有许多实验是无法让学生有强烈目的驱动的,比如1、2、6、9等实验,完成之后可以看见的成果并不能让学生有一种强烈的成就感,从而使学生在进行实验时兴趣不高,而由于实验资源较少,分组时往往是大多数人看,少数人动手,造成实验效果不理想,
解决问题的方法有二:一是将复杂的实验从一开始就定义为整个综合实验的目的,以目的驱动实验,通过几次实验课程完成一个大的实验流程。让学生在一开始的时候就知道自己要做一件很复杂的工作,从而产生强烈的好奇心和求知欲,在做一些比较枯燥的工作时也能有强烈的兴趣。二是在分组时不要让所有的组都做相同的实验,不同的组可以负责不同类型的实验,而所有的组别通过合作可以促进整个大实验流程的进行,这样可以使学生产生竞争心理,并且加深他们的互助合作,取长补短,总体上提高学生的学习乐趣。
经过改进后,计算机网络课程的实验可以成为以下方式:
经过改进后,原先的十几个实验被并入两个大的综合实验中,而综合实验可以不用在一个实验学时中就完成,可以延续多个学时,在每个学时设置阶段性成果,让学生感觉自己在一步一步接近目标。同时,不同的小组在做完了自己小组的工作后,可以参与到其他小组的工作中去帮忙,在所有小组的工作都做完后可以将综合实验重做一遍,只是不同小组互换彼此的角色,而且在做设计网络相关的工作时,不同的小组可以体现不同的设计理念。这样既有助于学生把握整个实验的各方面细节,巩固知识,又能更好地发挥学生的创新性和主观能动性,提高计算机网络实验的趣味性和知识性。在进行综合实验时,教师还可以针对不同小组出现的问题从理论上予以解答,这样能更加加深学生对理论和实践的融会贯通。
3.结语
计算机网络是一门知识高度综合的课程,理论性强,实践环节也非常重要。针对计算机网络实验教学的现状,以及各高校对学生培养目标的要求,本文通过对传统实践教学课程的优化设计出一种综合实验内容的实践方案。教师通过加强综合实验的目的性,对各个学生的小组进行明确目标分配及分工合作,这样会使学生积极地准备,从而充分调动学生的主观能动性,并能增强学生的创新意识。由于网络技术发展很快,网络产品种类繁多且更新换代频率高,要有效利用现有资源并不断改进计算机网络实验教学方法、探索实验教学的改革、更新教学内容以获得最大投资收益。为了让高等院校学生更好地掌握计算机网络课程的知识内容,具备理论联系实际的应用能力,计算机网络课程的实验教学必须不断更新、与时俱进,才能真正使学生学以致用。
参考文献:
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[5]徐建东,王海燕.计算机网络技术实验平台构建[J].中国电化教育,2004,(5):79-81.
计算机网络实验教学是提高计算机应用专业学生实际动手解决问题能力的一个重要环节。在当今计算机网络应用非常广泛的时代，面对不断更新的网络技术，开创加强基础、培养能力、提高素质、鼓励探索、勇于创新的计算机网络实验教学改革思路。在教学方法上，注重启发学生的科学思维和创新意识，并注重动手能力的培养。为培养学生的不断跟踪、学习网络新技术的能力，必须优化计算机网络实验教学环境。在优化实验教学内容基础上，必须大力提倡开设综合开放性实验和设计性实验。
一、计算机网络实验教学策略
培养创新人才，实施创新教育必须注重开发训练学生的创造思维，鼓励学生以独特的方法去思考，不断地提出问题，并以实验验证，鼓励学生开拓思路，用不同的方案解决同一个问题，以求最佳实验效果，力求在实践中得到验证。计算机网络实验环节教学设计是依据对学习需求的分析，提出解决问题的最佳方案，使教学效果达到优化的系统决策过程。根据计算机网络实验教学的要求和目标，对适合实验教学的内容进行教学设计，在实践中可以采用如下策略：
1.自主式学习策略
教师对计算机网络实验的内容进行分析，通过精心地教学设计，培养学生独立搜集、分析、组织和表达信息的能力，培养学生自主探究的意识和技能。在计算机网络实践的内容和环节上进行改革，坚持以学生为本，教师将每次实验内容制作成实验指导书，简要地概括本次实验相关的基本理论知识点、实验目的、实验重点内容及操作难点在所，结合实验难点给出相应提示，对学生实验提出具体要求。教师要求学生自己通过查阅相关资料和使用网络资源来独立完成实验内容，倡导由学生自主研究解决实验过程中出现的问题。在一些关键问题上，教师作相应的启发性提示、释疑和引导。
2.探究式学习策略
在教师指导下，学生研究式学习，在这种方式下，教师鼓励学生发现实验过程中出现的问题，引导学生进行合理地推理分析，将所学知识创造性地解决实际问题。以校园网建设为例进行网络拓扑图的设计，教师引导学生熟悉不同网络设备以及相关的接口，如路由器、交换机、主机，在这基础上学习利用不同网络设备搭建网络系统。
3.协作式学习策略
协作式学习具有交互方便、灵活多样的特点。在计算机网络实践性教学中，采取分组实验，让学生合作来共同解决问题，这样既可以加强学生之间的相互学习研究、协调沟通能力，又可以培养学生的团队合作精神，在相互协作中快速地完成实验项目，集体的成功的会极大地激发学生的学习计算机网络的积极性。
4.情感激励法策略
情感激励法是教师在教学过程中利用情感因素的作用激发学生的学习积极性、提高教学效率的方法。在计算机网络实验时，教师的面对面的对学生进行提问，现场评分，无形中促使学生之间产生一种竞争和激励，这种竞争和激励会进一步推动学生学习的主动性和能动性。在情感激励法下，不少学生在做完基本实验内容后，主动积极地去扩展实验内容，这样会使学生更进一步地拓展学习网络相关理论。
二、实验室开放的总体要求与模式
计算机网络实验教学促进了学生对计算机网络理论知识的理解，开放的计算机网络实验室给学生提供一个相对轻松的学习场地，有利于学生对计算机网络基本理论知识的掌握和理解。学生在计算机网络实验过程中发现问题后会创新性提出解决方案，从而提高了学生的创新能力。
为培养学生的创新能力，开放教学实验室就形成了一定的环境，给学生创造了一定的条件。不仅在时间上开放实验室，而且在教学方法和教学手段上开放，从而改变传统的以传授知识为主的教学方式，树立以传授知识和培养能力并重的观念，将学习的主动权交给学生，最大限度地激发学生学习的积极性。因此，这也是教师计算机网络实践性教学观念意识上的开放。为了培养学生的创新精神，体现以学生为中心的教育理念，实行全方位、多层次的开放式实验教学与管理。在长期的实践中，使用了以下几种开放方式：
1.时间的开放
突破实验教学在时间上的限制，结合学院特点和专业特色，开放实验网上预约系统、为学生搭建网络化实验教学平台。在工作日保证开放实验室的基础上，根据学生实际需要安排晚上及双休日开放实验室。时间上可以预约开放，由学生事先向实验室提出申请，对需要做的实验内容及所需的仪器、设备、元器件提出要求，然后网络实验室根据学院的实际情况、学生人数及实验内容由实验室统计统一安排。
2.内容的开放
学生可以做基础实验，也可以做尚未取得实验结果的实验，更欢迎做一些自行设计的实验。学生在完成一个阶段实验任务后，由教师统一安排时间，对该阶段的实验内容集中开放。各阶段学生可按照实验室所规定的时间去实验外，还可以自己安排开放时间去实验室复习和操作。学生除完成规定的实验内容外，鼓励学生参加科技活动型开放实验，吸收优秀学生参与教师的科研项目。在计算机网络实验内容的多层次、多角度地考虑，促使更多学生在完成基础性实验后去参与复杂的具有创造力的实验。
3.对象的开放
可以对学生开放，鼓励学生多进实验室多做实验，提高学生的动手能力和创新能力，也可以对教师开放，鼓励教师多做科研实验、进行科学研究，促进实验室的和谐发展。这样增加了师生之间的交流活动，激发学生的学习计算机网络相关理论的热情，同时也对教师的业务能力提出了更高的要求，形成良性的循环。
三、改革实验内容，提高学生的创新能力
加强实验教学内容的设计，改革实验教学内容，从而培养学生综合运用所学计算机网络知识，解决实际问题，加深对计算机网络基本理论和基础知识的理解与应用。计算机网络实验教学内容的设计要符合实验室实际情况，紧紧围绕实验教学目标和教学任务来开展。从基本操作型、验证型出发，逐步开展综合型与创新型计算机网络实验。对于硬件设备无法满足的实验，可以选择使用相应的仿真系统，让学生对新技术新设备的设置有个直观的认识，同时可以弥补计算机网络实验设备购买经费相对不足对实验的影响。
通过基本操作型、验证型实验，让学生掌握基本实验理论和实验方法，掌握网络设备的操作。我们在实践中使用了以下基本操作型、验证型实验：
1.网线制作和局域网组建
（1）学会使用网线制作工具并制作二种不同标准的网线，完成后进行检测；
（2）了解网线制作的技能技巧及对网络性能的影响；
（3）利用做好的网线通过HUB和SWITCH组建局域网。通过双绞线的制作、局域网的组建，培养学生动手能力，同时对局域网有了更一步的理解，在实验内容设置时注重社会应用。
2.在PC机上熟悉常用网络命令
如Ping.exe，Netstat.exe， Telnet.exe， Tracert.exe， Winipcfg.exe，Arp.exe，Ftp.exe， Ipconfig.exe， Net.exe， Route.exe等网络命令使用。
3.使用SNORT观察网络数据包和TCP链接
（1）安装使用自由软件SNORT；
（2）截获以太网数据包，并描述以太网数据包的各层的帧结构；
（3）截获ARP，ICMP协议数据包并进行分析。
学生通过综合型实验，运用所学计算机网络知识，观察、分析一些典型的工程技术问题，设计实验方案、选择实验设备，从而达到培养学生综合应用能力的目的。我们在实践中使用了以下综合型实验：
1.使用SOCKET编程实现mini FTP Client/ Server及聊天程序
（1）独立完成mini FTP Client端及 Server端程序；
（2）聊天程序要求：能相互对发文本消息；
（3）尝试与现有的标准FTP Server互通，实现GET file，PUT file，CD(change Directory)，PWD(display current directory in server)等功能。
（4）可以进一步在自己机器上的linux / unix平台下实现mini FTP Client/ Server或聊天程序。
2.复杂网络设计
（1）通过参考软件中自带的帮助、参考资料和教师的讲解等，熟悉模拟器操作的常用命令。对配置模式、配置参数的查看、保存、清除等进行了解。
（2）网络拓扑图的设计。熟悉不同网络设备以及相关的接口，如路由器、交换机、主机，学习利用不同网络设备搭建网络系统。
（3）网络路由器不同端口的配置。学习如何对网络路由器的以太网接口、快速以太网接口、串行接口以及相关参数的配置，以及环回接口、令牌环接口的配置，并且能够对配置结构进行验证。
（4）静态路由的配置。学习静态路由的设置，默认路由的设置，以及已有路由的删除。
（5）动态路由的配置。深入掌握RIP协议的原理，能够进行动态RIP路由设置，并对设置的结果进行验证。
由此可见，我们的计算机网络实验安排遵循由易到难、由浅入深的原则，学生通过基本操作型、验证型实验，掌握了计算机网络的基本知识。学生通过综合型实验，深入理解协议的运行机理，培养其编程开发能力，学生的创新意识和创新能力得以培养。
四、结束语
在计算机网络实验教学中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。通过计算机网络实验，不仅深化掌握了计算机网络的理论知识，而且使学生具备、分析、维护、开发软硬件产品的能力，学习掌握和应用现有设备的能力，特别是组织构造系统应用环境的集成能力，使学生学有所用，在计算机网络实验教学中逐步养成科学态度，培养创新意识，提高实践能力。
参考文献：
[1]何建新，习胜丰，陈伟宏.网络实验教学改革研究与实践[J].实验科学与技术，2009，7(4)：99-101.
学号：
姓 名
成绩
班 级
指 导 教 师
课程名称
计算机网络基础
学时
2学时
设备型号及配置
DELL
地点
目的 :
1、了解RJ－45接口标准；
2、理解直通线、交叉线使用场合；
3、掌握双绞线的制作规范、制作步骤；
4、掌握剥线钳、压线钳的使用；
5、掌握双绞线网线连通性的测试方法。
步骤 :
1、先用双绞线剥线器将双绞线的外皮除去3厘米左右。
2、4对芯线（颜色各不相同），将绞在一起的芯线分开缕直，按照T568B的标准 ( 白橙－橙－白绿－蓝－白蓝－绿－白棕－棕 ) 排列好。
3、把线理直整齐，将裸露出的双绞线用专用钳剪下，只剩约1.4厘米的长度，并剪齐线头。RJ-45插头的弹簧卡朝下，然后将正确排列的双绞线插入RJ-45插头中。
4、确定双绞线的每根线已经放置正确，并查看每根线是否进入到水晶头的底部位置。
5、将插入双绞线的RJ-45插头插入网线钳的压线插槽中，用力压下网线钳的手柄，使RJ-45插头的针脚都能接触到双绞线的芯线。同样完成另一端的接头。
6、使用测线器对网线进行测试，如果8个绿色指示灯都顺利闪过，说明制作成功。
结果 :
一、引言
社会对计算机网络技术人才的需求与日俱增，如何培养专业技能扎实、职业素养全面的人才成为了中职计算机网络专业的重要任务。在对中职计算机网络教学现状的研究过程中，我们发现，许多学校由于实验室条件不足，在组织课程教学活动时重理论、轻实践，造成学生实践能力薄弱，对理论知识缺乏深刻理解[1]。为转变这种教学现状，必须加强计算机网络实验室的建设，全面培养学生的实践能力，为社会输送合格的计算机网络技术人才。
二、对中职计算机网络实验室建设的三点建议
2.1遵循先进性原则。职校的计算机网络实验室建设频繁用于教学活动，因此开展建设工作应考虑学生的实验需求，合理设计网络架构，满足不同学生、不同阶段的学习需求。社会对计算机网络技术的要求在变，学生的实践需求也随之改变。个别学校实验室设备陈旧、技术落后，已明显不能满足学生的实验需求，背离了学生的学习需要。“新瓶装旧酒”式的实验室建设没有多大意义，并不符合“先进性”原则。学生在变，实验室建设工作也要顺势而变，时刻以学生需要为第一工作指向，保证实验室的计算机网络技术始终走在学生前面，最大限度地支持老师的正常教学。计算机网络技术同生产实践紧密结合，食品加工、服装制造、车间工作、机器生产、建筑设计等等，无一不与计算机网络技术息息相关。在计算机网络实验室的建设过程中，应参考当前社会生产实践的现实情况，做出有针对性、有计划性、有目的性的改革工作。遵循先进性原则，要将目光放长远一些，关注社会对计算网络技术的新需求，做到常改常新，始终使建设工作朝着有效方向发展。实验室的建设还要参考网络通信技术的最新发展，开设一些水平较高的网络和通信实验课程。
2.2硬件建设是核心。中职计算机网络实验室建设要以硬件建设为核心工作。实用先进的实验专用设备是提高学生实验质量、保证科研活动顺利开展的物质基础，同时也是衡量一所学校办学水平的重要指标。办学竞争激烈，很多中职学校已经实行学费全免的政策，如果不能形成自己的办学优势，非常容易在竞争中掉下队来。建设高水平职校、培养高素质的创新型计算机网络人才离不开高水平的实验室和硬件设备。干净的墙壁、宽敞的空间、明亮的门窗、清洁的实验台面、整齐摆放的设备、高端精密的仪器，不仅能给学生带来愉悦舒适的心情，还能让学生对实验活动产生好感，愿意积极参与实践活动[2]。仪器设备的购置既要考虑计算机网络专业的教学需要，也要考虑科研活动的研究需要。网络接口卡、中继器、网桥、集线器、交换机、路由器、网关等计算机网络专用设备的配置要兼顾先进性和实用性原则，在“精”不在“多”，保证学科教学需要和科研发展要求即可。以硬件设备为计算机网络实验室建设工作的核心，并不是要铺张浪费，造成经费紧张，资源应优化配置，避免重复购置，不挤占学校其他学科的发展空间。购置仪器设备，要从职校的发展规划、计算机网络专业设置、实验室教学需求、科研需要等角度出发，统筹规划，实事求是，科学购买。
2.3满足专业科研需要。网络技术作为计算机学科中最前沿的领域之一，是社会应用中最有前途的领域，如果能在科研上有所突破，很快就能转化为生产力，促进经济社会的进步。设备先进的一流网络实验室要跟上技术发展的前沿，科研人员通过在专业的实验室中进行前沿实验，可以跟踪先进网络技术，开阔科研思路，提高科学研究水平。实验室还可尝试与计算机网络设备供应商建立合作伙伴关系，从供应商身上获得最新的技术信息。合作顺利的供应商，学校可以与其合资，建立联合开发研究实验室，共同进行科研开发，争取以最快的速度将科研成果转化为产品。计算机网络是一门与实践紧密结合的课程，各职校要高度重视实验室建设工作，为学生提供真实丰富的实验环境，为科研人员提供良好的科研平台，帮助学生在动手实验的过程中加深对网络基础理论的认识，为他们从学校到社会工作的过渡打好基础，提高创新能力，完成实验教学目标。
参考文献
中图分类号：G642 文献标识码：B
1引言
清华大学计算机系从1985年起开设“计算机网络原理”课程，开设了滑动窗口协议和应用层协议等网络实验内容。之后陆续开设了“计算机网络体系结构”、“无线网络和移动计算”和“计算机网络前沿研究”等研究生课程。2006年开设了强化实验课程“计算机网络专题训练”。在教学实践中，我们提出了“本科打基础、硕士重能力、博士出创新、科研促教学、实践贯始终”的教学理念，强化了计算机网络实验教学。针对不同阶段的学生，设置了不同的实验内容。本科生的网络课程重点在于基础网络协议和原理的掌握，通过配置观察实验和基本协议实验，加强感性认识，提高动手能力；硕士生的网络课程注重综合能力和对网络体系结构的整体把握，通过复杂协议编程实验，提高包括分析、设计和实现等在内的综合能力；博士生的课程则注重研究和创新，利用实验系统的可扩展性设计新实验、验证新算法。图1给出了计算机网络实验教学内容、课程体系和人才培养目标之间的关系。
计算机网络实验教学设计存在很多难点。网络协议数量巨大，TCP/IP协议栈的常用协议有数百个，主机、路由器等网络结点的协议栈实现有很大区别，各个协议的原理、功能和实现均不相同；协议描述文本难于理解、协议实现复杂，例如RFC 793(TCP)有85页，代码长度近一万行，RFC 2328(OSPF)有244页，代码长度超过三万行；课程实验依赖具体的操作系统，常用的操作系统包括Windows、Linux、BSD、Solaris等；网上存在大量开源代码供学生参考使用，难以公平评价学生的实验结果；网络协议栈复杂，难以有效检查；学生多，实验多，难以管理。
总结国内外以往的计算机网络原理实验教学，主要存在以下几个不足：
由于缺乏软硬件支撑环境，通常会设计一些模拟实验来代替实际的网络实验。这样做的缺点是学生缺乏对真实网络环境的感性认识和理解。
由于常用的操作系统只提供应用层的网络编程接口，学生只能做网络应用实验。应用层实验虽然能够锻炼学生网络编程的能力，但却不容易帮助学生理解底层协议的原理和工作流程，进而忽视“计算机网络原理”课程的核心内容和教学目标。
缺乏网络核心协议的实验，例如BGP和OSPF。
网络实验的管理和维护非常困难。做网络实验的学生多、实验项目多。在每次实验之前，实验管理人员和助教需要花费大量的时间调整网络来满足实验要求。
我们在长期从事计算机网络教学的基础上，利用科研成果，研制开发了NetRiver计算机网络实验系统。NetRiver系统包括客户端、测试服务器和管理服务器三个组成部分，具有以下特点：可控真实的全协议栈网络实验环境，支持实验代码编辑、编译和调试的集成编译环境，可视化的协议报文捕捉与行为分析，多层次实验手段，基于脚本语言的可扩展实验描述和执行，基于协调测试法的自动实验测试和功能丰富的实验管理平台。NetRiver实验系统拓宽了计算机网络实验内容，丰富了实验手段，提高了实验效率。
2相关工作
北京航空航天大学在2004年启动“先进计算机网络实验基地建设”项目，建立了北京市重点实验室――网络技术实验室。该网络实验室基本上采用全套的华为网络路由器和交换机设备，从低端到高端，建立了一个小型的互联网模拟实验室。该实验室构建了国内一流的计算机网络技术教学实验环境，但其存在一个很大的问题就是硬件投资过大，并且在IT技术发展迅猛的今天，这些硬件设施存在生命期短的问题。
Stanford大学本科计算机网络课程“Introduction to Computer Networks”为学生的实验提供了一个Linux操作系统下的集群作为中央服务器，学生可以远程登录，在集群环境中对自己的代码进行编译及调试。但由于没有便捷的一体化集成环境，在Linux操作系统中所有编译和调试的工作都需要学生手工进行，要求比较高，可能造成学生精力分散，无法集中于网络协议的设计和实现，并且这也需要Linux下编程的相关先修课支持。
MIT大学的本科生网络教学是放到课程“Computer Systems Engineering”中进行的，主要的动手环节是学生自己做Project的全套工作。虽然这样比较锻炼学生的动手能力，但跟Stanford大学的实验类似，对学生Linux下编程能力要求比较高，对于没有修过相关课程的学生来说，精力过多消耗在Linux编程上，而淡化了网络协议的理解。
3计算机网络实验系统NetRiver
计算机网络实验系统NetRiver是为计算机网络教学开发的一套网络实验平台系统。目前的网络实验大多以配置观察实验为主，无法使学生深入了解网络协议运行机制。由于网络实验本身往往涉及到系统底层实现，在真实环境中进行模拟实验一般会比较困难。比如进行TCP实验时，由于操作系统内核对TCP协议栈已经有了实现，因此学生所写测试程序发出的数据包往往会作系统处理或丢弃，导致无法进行TCP处理过程的模拟。针对上述问题，本系统为学生提供了进行网络协议编程、调试、可视化执行和自动测试的实验平台。在此平台上，学生无需关心系统对实验的影响，能够直接编写和测试协议相关的核心内容。
图2为实验系统常用的连接拓扑示意图。NetRiver系统由一台或多台测试服务器、一套客户端软件和一套实验管理软件构成。测试服务器通过与客户端交互协议包，实现实验功能，并提供自动测试和实验结果评分。客户端软件运行于多台PC机上，为用户提供基于Windows的集成实验环境，学生编写实验代码、调试和运行实验程序均在客户端软件上执行。管理服务器保存用户信息、测试例、实验代码和测试结果，管理客户端和测试服务器，实现基于Web的实验管理功能。
3.1NetRiver客户端
NetRiver客户端提供了界面友好的编程开发、调式和测试环境，同时还可以动态捕捉和分析实验过程中收发的数据报文，方便学生检查程序错误和进行调试。
图3所示是代码编写界面，学生在此界面中可以编写代码，并使用系统自带的编译工具进行编译和调试。
图4是报文分析界面，提供可视化的报文分析功能，可清楚的看到发出和收到的数据包，同时对数据包中的字段进行解析并显示，帮助学生分析程序中可能存在的问题。
3.2NetRiver测试服务器
学生完成实验之后，可选择相应测试例并开始对自己所做实验进行测试。测试过程是在客户端和测试服务器之间自动完成的，包含一系列的发包、收包过程。整个过程由事先编写好的脚本系统控制。根据实验内容和所选测试例，测试服务器会向客户端发出包含一定内容的数据报文，由学生所编写的程序对该报文进行处理，并得出一定结果(如回复、转发、丢弃或接受等)，经过一系列的收发包过程，测试服务器会对实验完成情况做出相应评测，并将结果提交到管理服务器。
整个测试过程可描述如下：测试服务器打开脚本配置文件script，并将脚本装载到内存。客户端根据主界面传入的命令行参数获得需要测试服务器IP、测试例号和测试项目号。客户端和测试服务器建立socket连接。测试服务器收到建连请求后创建一个脚本解析器。客户端建立一个解析器。客户端向测试服务器发送下载脚本的请求。测试服务器收到请求后，找到对应地脚本解析器，并在脚本解析器中完成初始化，步骤包括以下两个部分。根据请求中包含地测试项目号和测试例号组装包含客户端脚本内容的分组，并发送给客户端。根据请求中包含地测试项目号和测试例号下载服务器端的脚本内容到本解析器，初始化相关变量。客户端收到包括脚本的分组后，填充到解析器中，并完成初始化操作。客户端和测试服务器端的解析器根据脚本的内容逐行解释执行，并调用相应的回调函数完成测试过程。测试服务器判定测试结果是否正确。测试服务器将结果发送到客户端。客户端将结果发送到主界面。
3.3NetRiver管理服务器
管理服务器用于对学生和实验信息进行管理，包括学生帐号和基本信息、实验内容及测试例、每个学生的试验完成情况等。由于整个实验是一个基于脚本控制的自动完成的过程，学生在对自己的实验进行测试之后，成绩会自动提交到管理服务器进行登记。教师或者助教可方便的在管理服务器提供的Web界面上查看所有学生的实验完成情况并进行汇总统计，学生也可通过该界面查看自己的实验结果。
3.4目前支持的网络实验
NetRiver实验系统目前所支持的实验如表1所示。由于系统使用了可扩展的脚本描述方法来定义实验和测试例，因此教师可根据需要方便的增加所需实验内容，实现扩展实验。NetRiver系统为每个实验都提供配置实验和编程实验两种实验方式，适应不同的实验要求。
4NetRiver实验系统的特色和创新点
可控真实的全协议栈网络实验环境
本实验系统提供了一个IPv4/IPv6全协议栈的网络实验环境，并且该环境建立在可控真实网络基础上。学生在一个真实网络环境中做实验，但是实验过程中不会受到杂乱数据的影响，可集中关注与实验相关的数据包收发。同时，学生实验可涉及到完整协议栈，无论是数据链路层、网络层还是传输层和应用层，都可以通过编程开发或者交互式配置观察来深入理解相应网络协议机制。
支持实验代码编辑、编译和调试的集成编译环境
实验系统面向学生的客户端提供了一整套开发调试解决方案。学生可在客户端上完成包括登录、实验选择、测试例选择、代码编写、编译、调试和测试在内的完整过程。界面设计友好，可让学生迅速进入实验状态。
可视化的协议报文捕捉与行为分析
为了便于学生观察报文和调试程序，本实验系统还提供了可视化报文分析功能。系统可在学生程序运行过程中实时捕捉实验相关报文，并且按照其时间顺序和发送方向以可视化的方式在界面上描绘出来，并且学生也可具体查看每个分组解析之后各域的内容，从而判断自己的程序潜在的错误。
面向因材施教的多层次实验手段
实验系统不但提供了全协议栈的实验支持，而且对学生也提供了多种可选的实验手段。除了编程开发实验之外，也可进行交互式配置观察实验。即，学生可在图形化界面上根据当前实验要求通过手动填写分组各个域的值来完成实验。这样既可以让学生掌握分组组成和协议运行过程，同时也不要求学生掌握编程技术，可适合于文科类学生使用。
基于脚本语言的、可扩展的实验描述和执行
实验系统所支持的实验是基于脚本语言编写的，具有良好的可扩展性。即，当实验内容发生变化，或者需要增删实验时，只需要修改或编写相应的脚本，而无需对系统本身进行修改，极大地简化了实验系统的更新和维护工作，同时使其具有非常灵活的可定制性。
基于协调测试法的自动实验测试
完成某个实验之后，实验平台可按照学生选择的测试例自动对该学生所做的配置或者编写的代码进行测试，同
时返回测试通过的数量和失败的数量。学生可在此基础上进行检查和调试，整个过程无需教师或助教的参与。
功能丰富的实验管理平台
实验系统针对学生和实验管理提供了一个功能丰富的B/S结构管理平台。学生可登录到该Web界面查看自己做过哪些实验以及实验的通过情况；助教可通过该平台查看所有学生的实验情况，并可进行汇总分析；教师除了可看到所有学生的情况之外，还可对学生和实验进行增删等管理操作。该平台避免了手工管理大量学生实验成绩的繁琐，可十分高效、方便而又准确的对学生实验情况进行管理。
5总结
NetRiver实验系统从2006年开始在 “计算机网络原理”课程中使用，取得了很好的效果。到目前为止，共有约两千多人次使用本系统完成教学实验。通过便捷、系统的实验以及与原理课程的紧密结合，极大促进了学生对网络体系结构的认识和对网络协议及相关原理的掌握。另外，由于实验系统的使用，打破了传统教学中需要学生学习复杂的系统接口、无法深入编写协议相关代码、无法清晰的观察协议运行机理的局面，赢得了学生的高度评价。
目前NetRiver系统已经在以下几个单位得到了部署和应用：清华大学计算机系、清华大学软件学院、清华大学网络中心dragonlab实验室、北京大学、信息工程大学。另外，黑龙江大学和浙江工商大学等院校正在远程试用。
参考文献
客户端若要在Windows XP操作系统下登录局域网的服务器，只要在该平台的网络对象图标添加网络操作系统协议及网卡驱动程序，以及设置一些相关的参数。客户端就能访问服务器，客户端之间就可以互相通信、资源就能共享。可以说这些都需要计算机网络在计算机实验室中发挥作用。下文对此进行了探讨。
一、网络在实训教学方面所发挥的作用
(一)保证学生实训数据(文件)的安全性及学习的连续性目前，由于计算机的普及，对于所有的学校来说，几乎所有的班级都需要到计算机实验室上与计算机课程相关的实操课。例如某大学的计算机实验室有8间，大约有400百台计算机，基本组建成Windows Server2003及Linux/ Windows XP局域网实验室。每学期开设计算机实操课的班级有六十多个班次，平均每个班有50人左右，这样，就存在着学生文件存放安全问题。即以前单机模式时，学生来计算机实验室上实训课时，一般把文件数据存放在本地硬盘上，就有可能会被下一个使用该计算机的学生破坏。有了网络就能解决这一问题。
例如:可以在服务器或教师机的D盘为每个班级开辟一个空间，也就是为每个班级建一个文件夹;然后，在每个班级文件夹里将该班所有学生的名字新建子文件夹名，并给予设定相应的属性或权限。这样，学生每次上机只要登录了局域网、访问到服务器或教师机、找到自己班级的文件夹，就可以到自己的文件夹进行取、写数据。保证了学生数据的安全性和学习的连续性。以上的做法可以通过一些面象对象的编程软件来实现，这样，更能体现网络的先进性。
(二)便于考生数据实时、安全传送及无纸化考试目前，某大学所有专业的学生每年(几千人次)要参加《全国高等学校计算机课程联合考试》即计算机等级考及《高等学校英语应用能力考试(A、B级)》。近十年来，某大学计算机中心都是作为该等级考试的考点。而考试的方式从原有的单机、用3寸软盘存储、有纸化;到采用局域网C/S网络结构收发卷系统、半有纸化;再到近年开始采用了B/S网络结构的考试系统、该系统是通过FTP服务将客户端考生数据实时、安全传送到服务器端保存、完全的无纸化考试。另外，在日常的实训教学中网络也起到节省纸张资金的作用。我们可以把所有的资料以文件的形式录入存放在文件服务器中，然后把其共享供客户端用户存、取。
二、网络在计算机实验室管理与维护方面所发挥的作用
(一)便于硬件的管理与资源共享
网络可以实现资源共享。也就是说，计算机实验室如果有了网络就可以节约经费及造成不必要的资源浪费。因为，一些比较昂贵的配件可以通过网络来实现共享。如大容量的硬盘、激光打印机等，若每台工作站都配备，费用极高，而且这些设备多数时候都处于空闲状态，这样就浪费了资源。所以，我们可以通过网络共享的形式，减少设备的投入，提高设备的使用效率，而且便于管理。通常打印机一般安装在教师机上。如果工作站要使用它，就可通过网络进行共享。例如:某台工作站需要打印文件时，我们可先在教师机的Windows XP平台桌面的“网上邻居”图标上点击鼠标右键，再按“属性”按钮，打开网络对话框，再按“文件与打印共享”按钮，选择“允许其它计算机使用我的打印机”的复选框。然后，该工作站可通过合法用户登录网络，通过远程把文件传送到教师机的打印机上输出。
(二)便于软件的安装、升级及管理与维护
1.便于客户端(工作站)Windows XP系统及应用软件的备份与恢复由于Windows XP操作系统是安装在硬盘上，无法控制用户对它的操作，有些用户在操作过程中有时会有意或无意删除了一些系统文件，会导致Windows XP操作系统无法正常工作，这种情况只能重新安装Windows XP操作系统及相关的软件。而有的用户将系统平台上的一些图标改名或改变图标、有的用户把“控制面板”里的有些对象设置改变，给下一个上机用户设置障碍，作为管理者就必须找出原因，把设置更改好。 所以管理和维护Windows XP操作系统就要花比较多的时间和精力。另外，对于实验室的计算机，由于学生经常使用，系统将会不断的产生一些临时文件，或是注册表被改，造成系统越用越慢，所以，建议最好3个月左右重新安装系统。一间机房通常大约有50台左右同样配置的机器，而一台PC从安装Windows XP操作系统、安装应用软件，到添加网络操作系统协议、网卡驱动程序，以及设置一些相关参数等。这一全过程的安装和设置需要3 h~4 h才能完成。那么，要完成这批机器所有软件的安装，所需要的时间就得几天。如果有了网络，再通过其它一些工具软件的辅助，只要一天的时间就可以完成。首先，我们选一台工作站，将Windows XP系统和实训教学所要用到的应用软件及添加网络操作系统协议、网卡驱动程序，以及设置一些相关参数安装到本机的C盘，然后，将该工作站以管理者身份登录NetWare网络的服务器，把Ghost.exe(克隆工具软件)拷贝到服务器K:\TOOLS\目录下，然后执行Ghost.exe命令(这条命令是将C盘的数据打包。将产生后缀名为gho (如:WinXPback.gho)的映像文件)，这时出现了主菜单“Symantec”，我们只要依次的选择LocalPartition(分区)To Image(做映像到)，再按提示一步一步的选择相关的按键，大约十分钟在服务器的K:\TOOLS\的目录里就产生了WinXPback.gho的映像文件。制做该映像文件目的是:提高工作效率，保证实训教学的顺利进行。即便于日后在短时间内，对所有同样配置工作站的C盘进行数据恢复。例如:某台工作站的系统崩溃，需要重装，只要把该工作站以管理者登录NetWare环境，到服务器的K:\TOOLS\的目录里执行Ghost.exe命令，这时出现了主菜单“Syman-tec”，我们只要依次的选择LocalPartition(分区)FromImage(把映像做到)，然后选择WinXPback.gho的映像文件，大约10分钟的时间，该工作站的所有软件系统就可以完全得到恢复。另外，即使有多台工作站需要重新恢复数据，也可同时执行该映像文件，因为，NetWare网络操作系统在DOS状态下，可实现一对多的映像工作。
2.便于计算机防病毒软件的升级
计算机病毒是一种人为编制的程序，它以各种各样的形式不断的出现，它不仅能破坏软件系统，也能破坏硬件系统。为了维护设备的完好，保证实训教学的顺利进行。我们可以通过网络，实时对所有工作站的防病毒软件进行升级。例如:工作站都采用了金山毒霸防病毒软件，那么，我们要对它进行实时的升级该怎样做呢?首先，我们找一台能访问互联网的工作站，因为金山毒霸软件给我们提供了访问互联网的主网，所以，我们只要双击“金山毒霸”图标，单击“帮助”菜单，点击“金山毒霸主页”，来到该主页我们可按以下顺序点击(下载专区升级选择标准版金山毒霸标准版完整升包(大小3 M左右)以FTP下载方式选择金山毒霸广州，将KVII*.EXE文件(该文件是一个升级包)下载到该工作站的D盘)。然后，通过局域网把该文件共享，并发送到各个工作站，在各个工作站上，执行该防病毒软件包进行更新。这样，我们就可以对工作站的防病毒软件进行实时的更新。
3.便于应用软件的安装及更新由于应用软件的增加或版本的不断更新，为了满足实训教学需要，每学期计算机实验室都要安装一些新的应用软件或更新版本。如果在单机进行安装(工作站没有光驱)，那么所需的工作量是很大的。如果有了网络，我们可以发挥网络操作系统及工作站Windows XP操作系统的各自功能，尽可能快速的安装或更新应用软件，以保证教学。总而言之，只要我们能充分利用计算机网络在计算机实验室的功能，不仅可以达到资源共享、信息交换的目的，还能使网络技术的先进性、优越性充分发挥出来以提高工作效率，同时还可以科学地管理和维护计算机实验室。
参考文献:
中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 07-0000-02
Computer Network Application Research in the Computer Lab
Lin Han
(Dazhou Vocational and Technical College,Dazhou635000,China)
Abstract:The current Web page authoring software,multimedia authoring software,professional software necessary to support the Windows XP operating system installation and operation be carried out. So network application specific computer labs can be reflected in what.Present theory with practice on the computer network in the computer lab Gongneng discussed the application of Jin Xing.
Keywords:Computer networks;Practical teaching;Laboratory management and maintenance
客户端若要在Windows XP操作系统下登录局域网的服务器,只要在该平台的网络对象图标添加网络操作系统协议及网卡驱动程序,以及设置一些相关的参数。客户端就能访问服务器,客户端之间就可以互相通信、资源就能共享。可以说这些都需要计算机网络在计算机实验室中发挥作用。下文对此进行了探讨。
一、网络在实训教学方面所发挥的作用
(一)保证学生实训数据(文件)的安全性及学习的连续性目前,由于计算机的普及,对于所有的学校来说,几乎所有的班级都需要到计算机实验室上与计算机课程相关的实操课。例如某大学的计算机实验室有8间,大约有400百台计算机,基本组建成Windows Server2003及Linux/ Windows XP局域网实验室。每学期开设计算机实操课的班级有六十多个班次,平均每个班有50人左右,这样,就存在着学生文件存放安全问题。即以前单机模式时,学生来计算机实验室上实训课时,一般把文件数据存放在本地硬盘上,就有可能会被下一个使用该计算机的学生破坏。有了网络就能解决这一问题。
例如:可以在服务器或教师机的D盘为每个班级开辟一个空间,也就是为每个班级建一个文件夹;然后,在每个班级文件夹里将该班所有学生的名字新建子文件夹名,并给予设定相应的属性或权限。这样,学生每次上机只要登录了局域网、访问到服务器或教师机、找到自己班级的文件夹,就可以到自己的文件夹进行取、写数据。保证了学生数据的安全性和学习的连续性。以上的做法可以通过一些面象对象的编程软件来实现,这样,更能体现网络的先进性。
(二)便于考生数据实时、安全传送及无纸化考试目前,某大学所有专业的学生每年(几千人次)要参加《全国高等学校计算机课程联合考试》即计算机等级考及《高等学校英语应用能力考试(A、B级)》。近十年来,某大学计算机中心都是作为该等级考试的考点。而考试的方式从原有的单机、用3寸软盘存储、有纸化;到采用局域网C/S网络结构收发卷系统、半有纸化;再到近年开始采用了B/S网络结构的考试系统、该系统是通过FTP服务将客户端考生数据实时、安全传送到服务器端保存、完全的无纸化考试。另外,在日常的实训教学中网络也起到节省纸张资金的作用。我们可以把所有的资料以文件的形式录入存放在文件服务器中,然后把其共享供客户端用户存、取。
二、网络在计算机实验室管理与维护方面所发挥的作用
(一)便于硬件的管理与资源共享
网络可以实现资源共享。也就是说,计算机实验室如果有了网络就可以节约经费及造成不必要的资源浪费。因为,一些比较昂贵的配件可以通过网络来实现共享。如大容量的硬盘、激光打印机等,若每台工作站都配备,费用极高,而且这些设备多数时候都处于空闲状态,这样就浪费了资源。所以,我们可以通过网络共享的形式,减少设备的投入,提高设备的使用效率,而且便于管理。通常打印机一般安装在教师机上。如果工作站要使用它,就可通过网络进行共享。例如:某台工作站需要打印文件时,我们可先在教师机的Windows XP平台桌面的“网上邻居”图标上点击鼠标右键,再按“属性”按钮,打开网络对话框,再按“文件与打印共享”按钮,选择“允许其它计算机使用我的打印机”的复选框。然后,该工作站可通过合法用户登录网络,通过远程把文件传送到教师机的打印机上输出。
(二)便于软件的安装、升级及管理与维护
1.便于客户端(工作站)Windows XP系统及应用软件的备份与恢复由于Windows XP操作系统是安装在硬盘上,无法控制用户对它的操作,有些用户在操作过程中有时会有意或无意删除了一些系统文件,会导致Windows XP操作系统无法正常工作,这种情况只能重新安装Windows XP操作系统及相关的软件。而有的用户将系统平台上的一些图标改名或改变图标、有的用户把“控制面板”里的有些对象设置改变,给下一个上机用户设置障碍,作为管理者就必须找出原因,把设置更改好。所以管理和维护Windows XP操作系统就要花比较多的时间和精力。另外,对于实验室的计算机,由于学生经常使用,系统将会不断的产生一些临时文件,或是注册表被改,造成系统越用越慢,所以,建议最好3个月左右重新安装系统。一间机房通常大约有50台左右同样配置的机器,而一台PC从安装Windows XP操作系统、安装应用软件,到添加网络操作系统协议、网卡驱动程序,以及设置一些相关参数等。这一全过程的安装和设置需要3 h~4 h才能完成。那么,要完成这批机器所有软件的安装,所需要的时间就得几天。如果有了网络,再通过其它一些工具软件的辅助,只要一天的时间就可以完成。首先,我们选一台工作站,将Windows XP系统和实训教学所要用到的应用软件及添加网络操作系统协议、网卡驱动程序,以及设置一些相关参数安装到本机的C盘,然后,将该工作站以管理者身份登录NetWare网络的服务器,把Ghost.exe(克隆工具软件)拷贝到服务器K:\TOOLS\目录下,然后执行Ghost.exe命令(这条命令是将C盘的数据打包。将产生后缀名为gho (如:WinXPback.gho)的映像文件),这时出现了主菜单“Symantec”,我们只要依次的选择LocalPartition(分区)To Image(做映像到),再按提示一步一步的选择相关的按键,大约十分钟在服务器的K:\TOOLS\的目录里就产生了WinXPback.gho的映像文件。制做该映像文件目的是:提高工作效率,保证实训教学的顺利进行。即便于日后在短时间内,对所有同样配置工作站的C盘进行数据恢复。例如:某台工作站的系统崩溃,需要重装,只要把该工作站以管理者登录NetWare环境,到服务器的K:\TOOLS\的目录里执行Ghost.exe命令,这时出现了主菜单“Syman-tec”,我们只要依次的选择LocalPartition(分区)FromImage(把映像做到),然后选择WinXPback.gho的映像文件,大约10分钟的时间,该工作站的所有软件系统就可以完全得到恢复。另外,即使有多台工作站需要重新恢复数据,也可同时执行该映像文件,因为,NetWare网络操作系统在DOS状态下,可实现一对多的映像工作。
2.便于计算机防病毒软件的升级
计算机病毒是一种人为编制的程序,它以各种各样的形式不断的出现,它不仅能破坏软件系统,也能破坏硬件系统。为了维护设备的完好,保证实训教学的顺利进行。我们可以通过网络,实时对所有工作站的防病毒软件进行升级。例如:工作站都采用了金山毒霸防病毒软件,那么,我们要对它进行实时的升级该怎样做呢?首先,我们找一台能访问互联网的工作站,因为金山毒霸软件给我们提供了访问互联网的主网,所以,我们只要双击“金山毒霸”图标,单击“帮助”菜单,点击“金山毒霸主页”,来到该主页我们可按以下顺序点击(下载专区升级选择标准版金山毒霸标准版完整升包(大小3 M左右)以FTP下载方式选择金山毒霸广州,将KVII*.EXE文件(该文件是一个升级包)下载到该工作站的D盘)。然后,通过局域网把该文件共享,并发送到各个工作站,在各个工作站上,执行该防病毒软件包进行更新。这样,我们就可以对工作站的防病毒软件进行实时的更新。
3.便于应用软件的安装及更新由于应用软件的增加或版本的不断更新,为了满足实训教学需要,每学期计算机实验室都要安装一些新的应用软件或更新版本。如果在单机进行安装(工作站没有光驱),那么所需的工作量是很大的。如果有了网络,我们可以发挥网络操作系统及工作站Windows XP操作系统的各自功能,尽可能快速的安装或更新应用软件,以保证教学。总而言之,只要我们能充分利用计算机网络在计算机实验室的功能,不仅可以达到资源共享、信息交换的目的,还能使网络技术的先进性、优越性充分发挥出来以提高工作效率,同时还可以科学地管理和维护计算机实验室。
参考文献:
计算机网络实验管理系统是基于客户/服务器模式进行研发的，根据学校中的主要用户主体，可以分别提供教师使用时的功能以及学生使用时的功能.在教师身份登录的条件下，计算机网络实验管理系统可以完成以下几个功能：其一，教师可以向所有学生或者是某一个学生发送实验的内容以及实验要求；其二，教师可以与学生进行交流，了解学生的学习进程；其三，教师可以利用该系统对学生进行监视，从而实现自动在线点名[1]；其四，教师可以对学生提交的实验报告进行自动收取；其五，教师可以对学生的实验情况进行全程监督，同时还可以对某一个学生显示器上呈现的内容进行有效的动态扑捉.在学生身份登录的条件下，计算机网络实验管理系统可以完成以下几个功能：其一，学生可以对教师发送的实验内容与实验要求进行浏览，从而了解实验的基本信息；其二，学生可以向教师提交实验的报告；其三，学生可以对实验进行模拟；其四，学生可以利用该系统与教师以及学生进行交流.通过以上分析，可以看出，计算机网络实验管理系统的应用不仅可以大大减少教师的工作量，提高教师的教学效率，而机上对话功能的运用可以降低实验室内的噪音，从而使实验室保持良好的环境.同时，该系统的应用还可以有效地调动学生的学习积极性，激发学生的学习潜能，提高学生的学习效果.
2计算机网络实验管理系统的设计
2.1计算机网络实验管理系统的设计目标
计算机网络实验管理系统在设计过程中必须具有以下几个方面的功能：第一，该系统应该建立两种类型的数据库，分别是教师数据库与学生数据库，从而满足教学过程中教师与学生的不同需求；第二，该系统必须建立运行库，而运行库应该是在注册信息与数据库关联的基础上建立起来的，同时运行库还必须拥有导出功能；第三，该系统应该具有监视网络上每一台机器运行情况的功能；第四，该系统应该可以使教师对实验要求进行讲解并可以分发到每一台机器中，同时还可以对学生的实验报告进行提交与保存；第五，该系统应该具有对实验进行模拟的功能[2]；第六，该系统应该能够为教师与学生交流意见时提供对话的平台.在以上六种功能之外，还可以适当的增加一些智能化的功能，比如自动输入的功能.
2.2计算机网络实验管理系统的模块设计
根据计算机网络实验管理系统功能的需求，我们可以将系统分解为以下五种模块：第一，系统的登录与注销模块.对于登录模块来说，该系统可以根据登录模块对用户的身份以及上机时间的长短进行确定，同时可以根据用户身份的不同提供不同的功能.对于注销模块来说，该系统可以对用户的下机时间进行确定.通过登录与注销模块、数据库以及运行库的情况，从而对教师与学生的出勤情况进行考察.从教师的角度来说，能够计算出教师每个月的课时数；从学生的角度来说，能够检查出学生迟到、早退以及旷课的情况，这在无形中帮助教师实现了点名.第二，系统的实验相关模块.该系统的实验相关模块中主要包含了三个功能，分别是实验要求的分发、实验报告的提交以及对实验进行模拟.在实验要求的分发功能中系统应该具有信息群发与单发的功能；在实验报告的提交功能中系统应该有自动存盘的功能.第三，系统的意见交换平台模块.该系统的意见交换平台模块应该实现教师与学生的对话要求，主要包括两种方式，分别是“一对一”与“一对多”的方式.第四，系统的监视模块.该系统的监视模块只有教师可以使用，该模块可以显示每个终端的连接情况，实现对终端使用情况的监视.此外，它还可以对运行资料库进行查阅，同时对运行资料库进行导出并保存所需的信息.第五，系统的帮助模块.该系统的帮助模块可以对软件的操作方法进行讲解，同时还可以使用户迅速的学会软件的使用方法[3].
2.3计算机网络实验管理系统的数据库设计
计算机网络实验管理系统中包括了三个数据库，分别是教师库、学生库以及运行库.其中，教师库与学生库中包括了教师的相关信息，比如用户的身份标识号、姓名以及上机时间等信息，从而掌握教师与学生的上机情况；运行库中主要包括了该系统在运行过程中所需要的一些基本信息.与此同时，该系统在运行过程中可以建立一个临时库，从而可以方便储存一些临时需要的数据.
3计算机网络实验管理系统的实现
3.1Socket接口
所谓的Socket是一个网络上跨平台的应用程序进程间的通信机制，对于计算机的应用程序来说，Socket类似于一个服务协议插座，程序中不同的协议，对应着不同的端口[4].微软公司在它们的Windows平台上提供了WindowsSocket规范，主要是为了给应用程序的开发者提供API，同时为了使软件供应商能够有统一遵守的规范.与此同时，WindowsSocket也定义了一个二进制接口，从而有效保障WindowsSocketAPI的应用程序可以在任何网络供应商的符合WindowsSocket协议的实现上工作.WindowsSocket规范定义并记录了API与网络协议族连接，特别是对于全部的WindowsSocket实现都可以支持流套接口以及数据报套接.应用程序主要是利用WindowsSocket的API，从而实现了计算机相互之间的通讯.同时WindowsSocket又可以通过下层的网络通讯协议功能以及操作系统调用实现实际的通讯工作，它们之间的关系如下图所示.在建立分布式应用的时候，目前主要使用的方法是运用客户服务器模型.该模型在使用过程中有一定的要求，即使用过程中必须有一整套由客户机与服务器达成共识的协议，该协议可以有效保障服务能够被提供或者是可以被接受.在不同的情况下，该协议的存在方式两种，分别是对称性的不对称性的.其中，在对称性的协议中，协议中的每一方都有可能会扮演主从角色.而在不对称性的协议中，往往是一方扮演着主机角色，相应地另一方则扮演着从机的角色.对于一个服务程序而言，往往是在一个“熟知端口”监听对方服务的请求，这也就是说，在没有请求发出的时候，该服务器进程是处在休眠状态的，直到有客户对这个服务器提出了连接的请求，此时，服务程序会被这一请求而“唤醒”，同时立即给客户提供相应的服务，即对客户的请求进行相应的反应.一般来说，在设计客户服务器应用程序的时候，连接的服务是其设计的标准，但是在特殊情况下，某些服务也是可以利用数据报套接口来提供的.Socket作为应用程序间的通信端口，在同一台计算机上的不同计算机的两个进程间可以分别建立两个Socket.通过连接之后，应用程序的两个进程之间就可以进行数据的相互交换工作.一般来说，Socket接口主要包括三个部分，分别是Socket的IP地址、Socket的通信端口以及Socket的类型，其中，Socket的IP地址主要是为了确定通信目的的计算机；Socket的通信端口主要是为了确定目的计算机的应用程序进程；Socket的类型中的套接口根据通讯的性质可以分为三种类型，分别是流式套接口、数据报套接口以及原始套接口[6].通常情况下，应用程序主要是用在同一类的套接口之间的通讯，但是只要底层的通行协议允许，那么不同类型的套接口之间也可以实现通讯.目前，对于客户而言，可以使用的套接口有两种，分别是流量套接口与数据报套接口.
3.2计算机网络实验管理系统的实现
本文中设计的系统的总体结构如下图所示.在使用该系统的时候，主要是通过Delphi语言来实现，使用Delphi语言的数据库引擎BDE可以使系统程序的编写与移植更加的简便，同时还能够有效地适应客户/服务器模式.Delphi的使用主要具有以下两种功能：其一，通过使用Delphi提供的访问数据库功能，从而可以对教师与学生数据库进行管理，同时还可以对学生上机时的出勤情况进行考察.此外，它还可以实现数据库的相关功能；其二，Delphi的集成开发环境提供了客户与服务器端Socket的ClinetSocket与ServerSocket构件，通过Delphi的Socket集成，从而可以达到教师与学生以及学生与学生之间进行交流的目的，其交流内容主要包括了实验要求的分发、实验报告的提交以及每个终端之间的对话等.
