亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        OPNET在非計算機專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

        2015-05-30 12:05:34劉彪趙鵬張麗娜
        計算機教育 2015年10期
        關(guān)鍵詞:實驗教學(xué)

        劉彪 趙鵬 張麗娜

        摘要:針對非計算機專業(yè)中計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,提出將虛擬的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)引入實驗教學(xué)中來,結(jié)合OPNET軟件,介紹具體實驗過程。

        關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);網(wǎng)絡(luò)仿真;OPNET

        0、 引言

        網(wǎng)絡(luò)通信的需求日益提高,規(guī)模越來越龐大,網(wǎng)絡(luò)健壯性和可靠性等指標(biāo)也很難進行準(zhǔn)確評估。不論是構(gòu)建新網(wǎng)絡(luò),還是對原有網(wǎng)絡(luò)升級改造,或者開發(fā)測試新協(xié)議,都需要對整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸指標(biāo)(例如數(shù)據(jù)傳輸最大速度、平均速度、網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)吞吐率等)、健壯性和可靠性進行客觀評估,以使網(wǎng)絡(luò)具有較高的性價比,最大程度地保護已有投資,提高軟硬件資源利用率,提供最好的服務(wù)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)越來越多地進入各個行業(yè),對該方面人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求,所教授的內(nèi)容在不少非計算機專業(yè)學(xué)生的工作、學(xué)習(xí)、生活中得到應(yīng)用。

        1、非計算機專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

        對于非計算機類專業(yè)學(xué)生(如電氣專業(yè)),學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)這門課程的積極性并不是很高。以筆者所在的電氣專業(yè)為例,開設(shè)的計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)課程課時少,內(nèi)容較淺但很全面,涵蓋了全部計算機網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層內(nèi)容和概念抽象,教學(xué)方法傳統(tǒng),學(xué)生一般為了拿到學(xué)分而參與學(xué)習(xí),主觀能動性較差。同時由于實驗條件有限,實驗內(nèi)容均按照實驗教案設(shè)計好的流程,讓學(xué)生一步步機械執(zhí)行,最后記錄結(jié)果,該方式對學(xué)生學(xué)習(xí)知識、開闊思維并未起到預(yù)期的作用,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生興趣下降,學(xué)習(xí)效果不太理想。

        筆者所在的計算機網(wǎng)絡(luò)課程組結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)造成上述問題的具體原因有以下幾點:一是課堂講授理論性太強,過于抽象,教學(xué)過程缺乏趣味性,難以吸引學(xué)生進一步自主學(xué)習(xí);二是大部分學(xué)生覺得實驗項目較少、缺乏連貫性且模式固定,不能很好地將理論與實踐相結(jié)合,無法保證學(xué)生動手能力得到鍛煉和提高;三是計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)投入的經(jīng)費有限,實驗設(shè)備更新?lián)Q代難以跟上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。仍以筆者所在的電氣專業(yè)為例,之前計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)這門課程的教學(xué)實驗包括四大類,共計6個實驗,其中第1個實驗認識網(wǎng)絡(luò)配置為認知類實驗,第2個實驗學(xué)習(xí)制作網(wǎng)線為簡單動手驗證實驗,第3個實驗IIS配置和第4個實驗CRC校驗驗證均為驗證類實驗,第5個實驗網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析為協(xié)議驗證實驗,第6個實驗轉(zhuǎn)發(fā)表與路由器實驗是在現(xiàn)有模擬軟件的基礎(chǔ)上進行的驗證類實驗。上述實驗偏向于按照固定的步驟操作后進行知識點驗證,而且各知識點相互獨立,實驗過程中很多學(xué)生局限于按照提示步驟得到實驗結(jié)果,缺乏綜合性、設(shè)計性,不利于學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)的提高。然而,如果在實驗教學(xué)中設(shè)計需要硬件設(shè)備支持的綜合性實驗,還受到經(jīng)費和實驗環(huán)境的限制,可操作性不大。

        網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)是通過建模和統(tǒng)計分析的方法模擬網(wǎng)絡(luò)行為,從而獲得特定網(wǎng)絡(luò)特性和參數(shù)的技術(shù),其中建模分為網(wǎng)絡(luò)建模(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信鏈路等)和流量建模兩部分。模擬網(wǎng)絡(luò)行為是模擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在實際網(wǎng)絡(luò)中傳輸、交換和復(fù)用的過程。通過網(wǎng)絡(luò)仿真,可以獲取多種網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù),常用的有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點性能統(tǒng)計量、網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)延遲、全局性能統(tǒng)計量等,既能夠得到業(yè)務(wù)層數(shù)據(jù)統(tǒng)計量,也能夠得到指定協(xié)議內(nèi)部特殊參數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果。利用這種虛擬實驗形式,將計算機硬件和專用軟件組合,在計算機上完成多種實驗項目而不需要傳統(tǒng)的實驗硬件器材,可以低成本、高效率地提高實驗教學(xué)效果,從而使學(xué)生的素質(zhì)和能力得到進一步的提升。

        目前在教學(xué)和科研活動中使用較多的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件很多,包括Berkeley NS、OMNeT++、SSFNET、OPNET等,其中OPNET Modeler的功能最強大,提供了大部分通信網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)建模的模擬仿真開發(fā)環(huán)境,是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的一種網(wǎng)絡(luò)仿真軟件。筆者選擇以O(shè)PNET為仿真載體進行探討。

        2、OPNET介紹

        OPNET是美國OPNET Technologies Ins公司的產(chǎn)品,是一款功能強大的網(wǎng)絡(luò)仿真和建模工具軟件。它支持面向?qū)ο蠼?,并提供友好的圖形化編輯界面,能夠完全模擬研究通信協(xié)議和路由算法的真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,利用詳細完備的結(jié)果分析器可以對網(wǎng)絡(luò)性能進行快速高效、形象直觀的分析并輸出為用戶需要的多種圖表。

        OPNET是一個網(wǎng)絡(luò)仿真軟件包集合,能夠分析較復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的行為與性能,利用其建立網(wǎng)絡(luò)模型后,可以在任意位置插入探頭,用于信息量采集及數(shù)據(jù)統(tǒng)計。仿真輸出能夠以數(shù)字方式、圖形化界面方式進行觀察,也可以輸出到第三方的軟件包進行進一步的分析。同時OPNET的模型庫提供了多種系列仿真模型,利用這些仿真模型可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)不同層次的獨立仿真或者交叉仿真。

        在實驗教學(xué)方面,OPNET可實現(xiàn)多種類型的仿真實驗,包括認知性、驗證性、設(shè)計性、創(chuàng)新性以及綜合性的實驗,主要具有以下特色:(1)通過建立綜合性仿真實驗平臺,使學(xué)生能夠全面、立體地對課堂內(nèi)容進行設(shè)計、操作與驗證,相對于原有各自分立的幾個實驗,在提高學(xué)生素質(zhì)和專業(yè)知識方面有較大幅度的提高;②提高學(xué)生參與實驗設(shè)計的比重,使學(xué)生直觀地感知各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,自行完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、配置、驗證過程,加強學(xué)生多維思路的開拓;③讓學(xué)生動態(tài)地、有機地感受計算機網(wǎng)絡(luò)通信中關(guān)鍵協(xié)議與算法的執(zhí)行流程,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)和參與實驗的興趣,更加綜合性地理解、掌握與靈活運用課堂知識;④在增加較少硬件成本的情況下實現(xiàn)綜合性實驗。

        3、實驗樣例

        3.1實驗流程介紹

        提供實驗樣例的目的是為了讓學(xué)生盡快掌握實驗的流程,參照此流程可以按照自己的思路設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲,加入各類設(shè)備,調(diào)整網(wǎng)絡(luò)范圍,在不同情況下對網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)進行仿真分析,從而提高學(xué)生參與實驗設(shè)計的比重,直觀地感知各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,自行完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、配置、驗證過程,加強學(xué)生多維思路的開拓。

        考慮到非計算機專業(yè)實驗課時和專業(yè)深度問題,教師讓學(xué)生通過自己構(gòu)思,針對自己感興趣的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo),選擇不同網(wǎng)絡(luò)拓撲接頭、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)范圍,通過仿真的手段觀察、分析、對比網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化。實驗設(shè)計占用4個學(xué)時(含1個課外學(xué)時),包括教師對仿真軟件的概述、實驗流程講解及仿真軟件中常用設(shè)備介紹l學(xué)時,學(xué)生利用課外時間構(gòu)思自己的實驗架構(gòu)與參數(shù)指標(biāo)1學(xué)時,利用OPNET網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自己的思路并進行仿真及分析2學(xué)時。

        實驗指導(dǎo)書以介紹OPNET用法的書籍、論文上給出的初級應(yīng)用為例,對具體試驗流程簡要介紹如下。

        (1)建立工程,設(shè)置環(huán)境,給出網(wǎng)絡(luò)絡(luò)覆蓋的范圍、性質(zhì)、模型家族種類等內(nèi)容。

        (2)為網(wǎng)絡(luò)指定網(wǎng)絡(luò)拓撲、節(jié)點模型和鏈路模型??勺寣W(xué)生選擇一種拓撲結(jié)構(gòu),包括星型(star)、總線型(bus)、環(huán)型(ring)、樹型(tree)等多種連接方式;按照自己的構(gòu)想設(shè)定網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點設(shè)備的類型及數(shù)量,可選擇不同廠商的設(shè)備模型,選擇結(jié)點設(shè)備模型及數(shù)量;選擇所連接的鏈路模型;在上一步給出的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍中給出中心結(jié)點的坐標(biāo)及半徑,這一步僅是一個初始設(shè)定,后期可根據(jù)需要任意拖動各設(shè)備的物理位置;添加服務(wù)器并連接到網(wǎng)絡(luò)中;添加業(yè)務(wù)配置模型,可選定后拖動到場景中。

        (3)設(shè)定待觀察的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù),比如選擇服務(wù)器的吞吐量或者整個網(wǎng)絡(luò)的延時、沖突次數(shù)等內(nèi)容。

        (4)設(shè)定仿真參數(shù),運行仿真,顯示待觀察的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)并進行分析。

        (5)設(shè)計或者擴展用于對比的網(wǎng)絡(luò)拓撲,再次運行仿真并對結(jié)果進行對比分析。

        3.2具體實驗樣例

        以計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室為背景,該實驗室包括70臺電腦,場地范圍為80m2,分別通過兩種方式進行組網(wǎng):第一種方式采用一臺交換機,第二種方式采用兩臺交換機,均采用星型拓撲方式。兩個實驗場景占用9m×9m的空間按照上述流程設(shè)計:第一種方式包含1個服務(wù)器、1個交換機和連接在該交換機上的70個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)點;第二種方式包含1個服務(wù)器、2個交換機和等量連接在這2個交換機上的70個結(jié)點,交換機結(jié)點35通過交換機結(jié)點71連接到服務(wù)器結(jié)點73。

        設(shè)定要觀察的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù),包括服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)時延以及整個網(wǎng)絡(luò)的時延、負載率( Bit/sec)、吞吐量(Packages/sec)。運行0.5h的仿真,分別觀察上述性能參數(shù)對比情況。

        兩種方式整個網(wǎng)絡(luò)的時延結(jié)果分別如圖l和圖2所示,可以看出采用兩個交換機的方式網(wǎng)絡(luò)時延也有明顯的增加。

        兩種方式服務(wù)器時延結(jié)果分別如圖3和圖4所示,可以看出采用兩個交換機的方式服務(wù)器時延明顯增加了30%左右。

        兩種方式服務(wù)器的負載率和吞吐量結(jié)果并沒有太大的差異,分別平均在6000bits/sec和2.5packages/sec附近,這說明負載率和吞吐量與網(wǎng)絡(luò)總體容量(包括信息和設(shè)備)關(guān)系較大。

        另外對比了第二種方式中兩個交換機的時延,按照與服務(wù)器的距離,遠端交換機結(jié)點35和近端交換機結(jié)點71的時延分別如圖5和圖6所示,可以看出時延與物理連接的關(guān)系,并通過課堂教學(xué)中所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)實驗構(gòu)成進一步分析。

        4、結(jié)語

        將OPNET引入網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué),可以迅速建立網(wǎng)絡(luò)模型并且方便模型的變化,對網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計提供可靠的定量依據(jù),實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)性能的預(yù)測。同時在幾乎不增加硬件成本的情況下完成教學(xué)實驗。尤其是面向非計算機專業(yè)學(xué)生,可以針對一些課堂教學(xué)中基礎(chǔ)的性能指標(biāo)進行驗證,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣點自行設(shè)計網(wǎng)絡(luò)模型,提高學(xué)生參與實驗的比重,使學(xué)生直觀地感知各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,自行完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、配置、驗證過程,加強學(xué)生多維思路的開拓,使學(xué)生能夠個面、立體地對課堂內(nèi)容進行設(shè)計、操作與驗證,相對于原有各自分立的幾個實驗,在提高學(xué)生素質(zhì)和專業(yè)知識方面能夠有較大幅度的提高。

        猜你喜歡
        實驗教學(xué)
        問題引導(dǎo)在初中化學(xué)實驗教學(xué)中實踐探索
        家長(2023年2期)2023-03-14 06:55:16
        關(guān)于基礎(chǔ)教育階段實驗教學(xué)的幾點看法
        光反應(yīng)與有機化學(xué)實驗教學(xué)結(jié)合的研究
        云南化工(2021年8期)2021-12-21 06:38:04
        小議初中化學(xué)演示實驗教學(xué)
        甘肅教育(2020年4期)2020-09-11 07:42:36
        電容器的實驗教學(xué)
        物理之友(2020年12期)2020-07-16 05:39:20
        對初中化學(xué)實驗教學(xué)的認識和體會
        甘肅教育(2020年8期)2020-06-11 06:10:04
        幾何體在高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用
        基于云計算的計算機實驗教學(xué)探討
        高中生物實驗教學(xué)中形成性評價的實施——以“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”實驗教學(xué)為例
        高中自然地理課堂實驗教學(xué)的探討
        精品性影院一区二区三区内射| 久久精品熟女亚洲av艳妇| 免青青草免费观看视频在线| 一本大道加勒比东京热| 亚洲最新精品一区二区| 国产av自拍视频在线观看| 亚洲av综合一区二区在线观看| 国产永久免费高清在线| 欧美日韩一区二区综合| 国产精品美女久久久浪潮av| 亚洲av日韩aⅴ无码电影| 无码一区二区三区在| 久久精品网站免费观看| 国产人妖伦理视频在线观看| 新中文字幕一区二区三区| 老子影院午夜伦不卡| 每天更新的免费av片在线观看| 亚洲天堂资源网| 久久aⅴ无码av高潮AV喷| 男女动态91白浆视频| 少妇人妻综合久久中文字幕| 色橹橹欧美在线观看视频高清| ā片在线观看| 国产精品国产三级国产专区5o| 国产一级黄色av影片| 精品视频在线观看日韩| 国产精品久久久久免费观看| 亚洲色欲久久久综合网| 午夜精品一区二区三区无码不卡 | 国产精品一区二区AV不卡| 婚外情长久的相处之道| 女人18毛片a级毛片| 最近免费中文字幕| 亚洲人成网站在线播放小说| 亚洲av毛片在线免费看| 狠狠色婷婷久久一区二区三区| 精品无码av不卡一区二区三区| 国产三级在线观看性色av| 日本一区二区精品高清| 天天躁日日躁狠狠躁av| 蜜桃在线播放免费一区二区三区|