王崇霞

（長治學院 計算機系，山西 長治 046011）

0 前言

計算機網絡是一門快速發(fā)展的前沿學科，它綜合計算機技術和通信技術，是一門實踐性強、知識更新快的計算機課程，是計算機相關專業(yè)學生必須學習的專業(yè)基礎課。《計算機網絡》課程的實驗教學是學生加強計算機網絡理論知識理解，提高實踐應用技能的重要環(huán)節(jié)。隨著地方本科院校向應用性人才培養(yǎng)模式的轉型發(fā)展，更突出了實驗教學的重要性。傳統(tǒng)的實驗教學方法和教學內容已不能滿足《計算機網絡》實驗教學的需求。文章針對地方本科院校《計算機網絡》實驗教學的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行探討。

1 《計算機網絡》實驗教學現(xiàn)狀

1.1 計算機網絡實驗教學的特點

《計算機網絡》作為一門計算機專業(yè)課程，其實驗內容、方法與其他課程的實驗相比，有如下特點。

（1）知識更新快、涉及面廣。隨著計算機技術和通信技術的迅猛發(fā)展，計算機網絡實現(xiàn)的原理、方法和協(xié)議不斷更新，致使網絡的實現(xiàn)技術發(fā)生了很大變化。計算機網絡的實驗教學必須緊隨網絡技術的發(fā)展，隨時更新調整。同時，計算機網絡涉及到國際、國家信息管理標準與計算機硬軟件的相關技術。因此，在實驗教學過程中，既要培養(yǎng)學生基本的網絡結構，也要與當前先進的網絡規(guī)則、知識相結合，切實反映基本理論與先進網絡技術的方法和思路。

（2）實踐性強、實驗內容繁多。本科學生在學習《計算機網絡》課程時，要全面系統(tǒng)地掌握計算機網絡的知識體系內容繁多。而復雜的理論知識需要實驗來加以驗證，如果沒有相關的實驗操作，學生很難樹立整體概念。

1.2 《計算機網絡》實驗教學存在的問題

《計算機網絡》實驗教學存在的問題主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）計算機網絡實驗項目主要涉及幾方面，網絡基本命令的使用和網絡互聯(lián)硬件的模擬仿真實驗；網絡服務器的建設與設計；網絡實現(xiàn)的層次及其協(xié)議的了解和驗證。對地方本科院校來說，《計算機網絡》實驗教學還只停留在演示性和驗證性的實驗項目上[l]，加之實驗課時和場地的限制，學生沒有進行綜合性、設計性實驗的機會。

（2）計算機及網絡技術的快速發(fā)展，對計算機網絡實驗室設備性能及可操作性的要求越來越高，但實驗室的更新改造卻很難及時改進。再加經費限制及安全方面的考慮，實驗室不可能向學生全開放。

（3）計算機網絡發(fā)展較快，新知識層出不窮，而實驗方法、實驗環(huán)境以及實驗內容無法緊跟計算機網絡快速發(fā)展的步伐，不能滿足學生的實踐教學需求。完善的、與網絡發(fā)展前沿相適應的實驗教學環(huán)境可以促進學生理解計算機網絡課程教學中的理論知識和先進的網絡技術，緊跟網絡發(fā)展速度，培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析、設計網絡架構的實踐能力，對學生了解當前計算機網絡發(fā)展動態(tài)和方向都有重要的意義。

2 《計算機網絡》實驗教學發(fā)展趨勢

綜合性、設計性實驗就成了《計算機網絡》實驗教學改革、提高實驗教學質量的一個重要問題。業(yè)界為此提出了多種方案，其中，網絡虛擬實驗技術的發(fā)展和建設為《計算機網絡》實驗教學改革提供了新的思路。虛擬實驗教學是通過模擬網絡環(huán)境，仿真當前比較流行的網絡硬軟件，利用網絡模擬器或其他仿真軟件進行相關實驗，網絡虛擬實驗環(huán)境基本可以實現(xiàn)了高校大部分課程的虛擬實踐教學。

網絡虛擬實驗教學在發(fā)達國家已十分普及，如2004年美國巴爾的摩的約翰霍普金斯大學教育資源中心發(fā)起的基于Java技術的虛擬物理實驗室項目；新加坡國立大學電子工程系開發(fā)的用于工程教育的虛擬實驗室等等[2]。我國的網絡虛擬實驗的研究起步較晚，但是發(fā)展速度較快,如清華大學、北京郵電大學、思科、中軟吉大、西普陽光等都分別設計了虛擬實驗系統(tǒng)并開展多種學科的虛擬實驗教學。根據目前從可查到的各院校開放的對外服務看，國內部分大學已陸續(xù)建立了網絡虛擬實驗系統(tǒng)輔助教學。

云計算是網絡技術發(fā)展到一定階段的產物，它通過整合現(xiàn)有的離散的計算資源形成一個統(tǒng)一的基礎計算設施(Infrastructure)，作為提供服務的主體[3]。云計算的本質就是計算機的虛擬化，而云計算更多運用高性能集群(HPC)虛擬化技術，構建計算資源虛擬池[2]。所以云計算就是一種通過Internet以服務的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計算模式[4]。目前，中國部分高校已經開始基于云計算對現(xiàn)有校園網絡和教學平臺進行改革的研究，國外部分科研機構已經開始著手基于云計算的虛擬實驗平臺的開發(fā)和研究[5-7]，它將對傳統(tǒng)的教學和實驗模式提出了挑戰(zhàn)?；谠朴嬎愕挠嬎銠C網絡虛擬實驗環(huán)境的探索就是將理論教學、傳統(tǒng)實驗和自主性的網絡虛擬實驗結合起來，對提高學生的學習興趣、實踐能力、創(chuàng)新能力都有很好的幫助，可以向學生提供更寬廣、完善的虛擬網絡實驗環(huán)境，對促進《計算機網絡》實驗教學的設計和研究有重要的意義。

3 結束語

實驗教學是《計算機網絡》課程學習過程中的重要組成部分，隨著地方本科院校向應用型人才的轉型發(fā)展，更突出了實驗教學的重要性?；谠朴嬎愕奶摂M實驗教學可以改善實驗教學方式，加強實用性和針對性強的實驗教學，為學生提供理論結合實際的教學環(huán)境，促進學生綜合性、設計性實驗的建設，充分提高學生的學習興趣性和積極性，提高實驗教學質量和實踐教學效果，對培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力具有很好的幫助作用，將是下一步《計算機網絡》實驗教學的發(fā)展趨勢。

［1］丁美榮，柴少明. 基于虛擬實驗與真實實驗整合的計算機網絡實驗教學改革［J］. 現(xiàn)代教育技術,2007,17(7):99-102

［2］李樹波, 羅林, 楊艷. 云計算與虛擬化技術研究. 軟件導報［J］. 2013,12(1):141-143

［3］吳迪, 薛政, 潘嶸. 基于XEN 云平臺的網絡安全實驗教學［J］. 實驗室研究與探索,2013, 32(7):62-66 .

［4］Bob Gourley. Computing and Net Centric Operations（云計算系統(tǒng)示例與研究現(xiàn)狀）［EB］.htp://www.allinio.com/wp-content/uploads/2009/01/ bobgourley cloud computing.pdf，2008

［5］Xu L., Huang D. , Tsai W.. Cloud-Based Virtual Laboratory for Network Security Education［C］. Education, ⅠEEE Transactions, Ⅰssue:99

［6］Correia, R.C., Fonseca, J.M., Donellan, A.. Euronet lab a cloud based laboratory environment［C］. Global Engineering Education Conference(EDUCON), 2012 ⅠEEE, pp:1-9

［7］Schaffer,H.E.,Averitt,S.F.,Hoit,M.Ⅰ..NCSU's Virtual Computing Lab:A Cloud Computing Solution［J］.Computer,Volume:42,Ⅰssue:7,pp:94-97.