吳君青，許 博，黃 華，曾 瓊

（1.陸軍工程大學(xué) 指揮信息系統(tǒng)學(xué)院，江蘇 南京 210007；2.福建省平和縣文化廣電體育局，福建 漳州 363701；3.陸軍工程大學(xué) 信息管理中心，江蘇 南京 210007）

1 概 述

網(wǎng)絡(luò)架設(shè)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中重要的實(shí)踐科目，對(duì)本科學(xué)員理解整個(gè)專業(yè)內(nèi)容有重要作用[1-2]，在軍事工程院校中，其對(duì)應(yīng)科目為“‘綜合演練’網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”。該科目的目標(biāo)是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成指揮所的網(wǎng)絡(luò)架設(shè)，并部署必要的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。該科目具有實(shí)踐教學(xué)特性，對(duì)學(xué)員能力要求高，而且最終效果檢驗(yàn)方法直觀，因此該科目在歷次實(shí)施中均受到各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視。

野外環(huán)境下實(shí)施教學(xué)，存在如下特點(diǎn)：①教學(xué)限制多。野外教學(xué)相關(guān)配套設(shè)施較簡(jiǎn)單，所有物資都需要現(xiàn)場(chǎng)組裝，同時(shí)在保障方面有客觀缺陷，教學(xué)中需要考慮臨時(shí)斷電、電壓不穩(wěn)等客觀現(xiàn)實(shí)。②訓(xùn)練時(shí)間集中。為了強(qiáng)化實(shí)踐學(xué)習(xí)效果，相關(guān)專業(yè)課程基本集中在3～5天內(nèi)完成。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)較緊湊，一旦確定則很難有時(shí)間調(diào)整改動(dòng)。

由于上述客觀條件的限制，野外課程對(duì)學(xué)員要求更高：①需要掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。學(xué)員不僅要有良好的理論基礎(chǔ)，還需要有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)能夠有良好的全局意識(shí)，不能局限于某個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)。②具備合適的管理協(xié)調(diào)能力。整個(gè)課程不僅需要小組內(nèi)部的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，還需要小組與其他組的人員溝通協(xié)調(diào)，相關(guān)組別有軟件組、網(wǎng)絡(luò)組、硬件組、攻防組等。

在實(shí)際教學(xué)中，很少有學(xué)員同時(shí)滿足要求。當(dāng)前參訓(xùn)學(xué)員中，大部分只有參加訓(xùn)練時(shí)才能接觸到相關(guān)的設(shè)備和硬件。雖然設(shè)置了骨干人員，但是其自身也缺乏足夠的專業(yè)訓(xùn)練，從而難以勝任整體協(xié)調(diào)工作。課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)員進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)技能并鍛煉其管理協(xié)調(diào)能力。作為教學(xué)組織者，需要按照學(xué)員的學(xué)習(xí)規(guī)律，制訂合理的教學(xué)計(jì)劃。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)方案時(shí)，需要針對(duì)野外環(huán)境的特殊性，綜合考慮現(xiàn)有學(xué)員的現(xiàn)狀，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2 當(dāng)前實(shí)施方案分析

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為重要基礎(chǔ)，將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在一起，形成龐大的信息網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)信息資源的傳遞與共享[3-4]。實(shí)踐教學(xué)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的重要組成部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力有極為重要的作用。當(dāng)前有多個(gè)文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行研究總結(jié)[5-7]，基本思路是基于虛擬仿真平臺(tái)完成實(shí)踐教學(xué)，其教學(xué)環(huán)境基本是室內(nèi)教學(xué)環(huán)境。作為軍事工程院校，其實(shí)踐環(huán)節(jié)具有野外特性，需要使用實(shí)物網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2.1 教學(xué)目標(biāo)和要求

“‘綜合演練’網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”課程的教學(xué)目標(biāo)是使參訓(xùn)學(xué)員通過(guò)實(shí)踐教學(xué)掌握網(wǎng)絡(luò)部署的基本原理和實(shí)踐組織方法，其教學(xué)內(nèi)容可分為局域網(wǎng)架設(shè)、廣域網(wǎng)架設(shè)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)包括線路部署和監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)IP規(guī)劃和配置、交換機(jī)配置、路由器配置和運(yùn)維服務(wù)器配置。

整個(gè)課程需要架設(shè)的整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1（a）所示。為了便于教學(xué)開(kāi)展，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)以基本建筑為單位，可分為基本指揮所（簡(jiǎn)稱基指）、后方指揮所（簡(jiǎn)稱后指）和前線指揮所（簡(jiǎn)稱前指）。其中，基指包括基指大帳篷和基指小帳篷兩個(gè)帳篷，后指為一個(gè)帳篷，前指則通過(guò)3臺(tái)節(jié)點(diǎn)車之間互聯(lián)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)。為了進(jìn)一步配合網(wǎng)絡(luò)攻防的現(xiàn)地教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑ｉT(mén)加入攻防小帳篷?；负秃笾钢g通過(guò)有線以太網(wǎng)互聯(lián)，基指和前指之間通過(guò)微波互聯(lián)。

基指大帳篷是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)的核心拓?fù)洌疽鈭D如圖1（b）所示。在大帳篷中，包含12臺(tái)業(yè)務(wù)終端和2臺(tái)運(yùn)維服務(wù)器。所有業(yè)務(wù)設(shè)備都以以太網(wǎng)方式互聯(lián)到二層交換機(jī)S2700，然后進(jìn)一步連接到三層交換機(jī)S5700。二層交換機(jī)和三層交換機(jī)各自接入一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維服務(wù)器，進(jìn)行基本的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)維護(hù)。

在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中，對(duì)學(xué)員的要求是掌握線路部署和故障排除以及全網(wǎng)的IP規(guī)劃和配置，重點(diǎn)人員掌握交換機(jī)基本配置，最終目標(biāo)是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)指揮所的網(wǎng)絡(luò)架設(shè)，為其他業(yè)務(wù)開(kāi)展提供基礎(chǔ)性支撐。

2.2 受訓(xùn)學(xué)員特點(diǎn)分析

本課程的參訓(xùn)學(xué)員主體為本科第4年的生長(zhǎng)干部學(xué)員，其優(yōu)點(diǎn)是學(xué)習(xí)態(tài)度好，組織觀念強(qiáng)，接受新知識(shí)的速度較快，但也存在明顯的缺點(diǎn)，即重軟輕硬、管理生澀。

從往屆的演練情況來(lái)看，參訓(xùn)學(xué)員在軟件操作方面沒(méi)有問(wèn)題。通過(guò)學(xué)院的分業(yè)訓(xùn)練和大學(xué)的綜合演練，學(xué)員基本上能夠理解指揮所網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)設(shè)步驟和方法，熟練使用相關(guān)的自主研發(fā)系統(tǒng)及開(kāi)源軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)指揮所網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，但是在硬件操作方面問(wèn)題較大，尤其是動(dòng)手能力比較欠缺。因?yàn)閷W(xué)習(xí)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，參訓(xùn)學(xué)員很難熟悉和制作相關(guān)硬件。前期雖然開(kāi)設(shè)了專業(yè)實(shí)踐課，但是該課程教學(xué)目的是奠定綜合演練的知識(shí)基礎(chǔ)[2-3]，而且整個(gè)課程涉及網(wǎng)絡(luò)、軟件、安全等各方面的知識(shí)，真正用于硬件操作的學(xué)習(xí)時(shí)間很少，因此，參訓(xùn)學(xué)員的實(shí)際動(dòng)手問(wèn)題在短期內(nèi)難以解決。

另一個(gè)問(wèn)題是骨干的組織管理能力還需要加強(qiáng)。為了便于展開(kāi)工作，當(dāng)前設(shè)置了站長(zhǎng)、組長(zhǎng)和組員的3層機(jī)制。組長(zhǎng)是整個(gè)具體開(kāi)設(shè)工作的中堅(jiān)核心，但是組長(zhǎng)的管理能力亟須加強(qiáng)，具體表現(xiàn)就是組長(zhǎng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)組全局的工作把握不準(zhǔn)確，對(duì)人員的調(diào)度和去向掌握不明，對(duì)成員工作的分工和管理方法缺少足夠的認(rèn)識(shí)。大部分情況下是一人單干模式，一旦面對(duì)基本指揮所等任務(wù)量大的環(huán)境，就無(wú)法勝任。該問(wèn)題的根本原因在于骨干人員自身也缺乏足夠的專業(yè)訓(xùn)練，從而難以勝任整體協(xié)調(diào)工作。

上述情況是客觀存在的，短時(shí)期內(nèi)難以改變這一現(xiàn)象。對(duì)于參訓(xùn)學(xué)員，只有參加訓(xùn)練時(shí)才能接觸到相關(guān)設(shè)備，因此“重軟輕硬”問(wèn)題難以避免。骨干人員也是面對(duì)陌生事物，由于沒(méi)有足夠信息掌握實(shí)踐細(xì)節(jié)，因此很容易出現(xiàn)“管理生澀”問(wèn)題，難以完成整體協(xié)調(diào)工作。

圖 1 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)課程的實(shí)踐拓?fù)涫疽鈭D

2.3 實(shí)施計(jì)劃分析

當(dāng)前的指揮所開(kāi)設(shè)過(guò)程中，按照站長(zhǎng)、組長(zhǎng)和組員的3層機(jī)制開(kāi)展工作，普遍采用圖2所示的實(shí)施流程。整個(gè)過(guò)程分為任務(wù)下達(dá)、站長(zhǎng)受領(lǐng)、各組實(shí)施等階段。其中，指揮所保障分隊(duì)分為軟件組、網(wǎng)絡(luò)組、硬件組、攻防組等多個(gè)小組，每個(gè)組獨(dú)立完成物資領(lǐng)取、開(kāi)展業(yè)務(wù)、值勤等工作。該實(shí)施流程簡(jiǎn)單直接，便于指揮人員下達(dá)指令，在隊(duì)列形式上有利于明確各組工作任務(wù)。

圖 2 一種指揮所開(kāi)設(shè)的實(shí)施流程

整個(gè)實(shí)施計(jì)劃的缺點(diǎn)是門(mén)檻太高。所有受訓(xùn)學(xué)員直面最終網(wǎng)絡(luò)，中間沒(méi)有任何緩沖。由于沒(méi)有掌握基本細(xì)節(jié)，受訓(xùn)學(xué)員搭建一次基本網(wǎng)絡(luò)需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。整個(gè)指揮所開(kāi)設(shè)的業(yè)務(wù)有相關(guān)性，軟件組和攻防組依賴于網(wǎng)絡(luò)組，網(wǎng)絡(luò)組則依賴于硬件組。網(wǎng)絡(luò)組占用太多時(shí)間，導(dǎo)致最終的實(shí)施效果很不理想。實(shí)際實(shí)施中，教員需要花費(fèi)很多精力協(xié)調(diào)指導(dǎo)，學(xué)員的實(shí)踐訓(xùn)練價(jià)值不高。

3 多層迭代方案的教學(xué)設(shè)計(jì)

學(xué)生對(duì)“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)是有客觀規(guī)律的。只有遵循這一客觀規(guī)律，才能保持和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。整個(gè)課程設(shè)計(jì)應(yīng)該采用先易后難、從局部到整體的思路，進(jìn)一步優(yōu)化課程教學(xué)。

3.1 教學(xué)實(shí)施方案

“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”實(shí)施方案的示意圖如圖3所示。整個(gè)計(jì)劃分為局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)踐、廣域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)踐和整體組網(wǎng)介紹。局域網(wǎng)組網(wǎng)和廣域網(wǎng)組網(wǎng)的實(shí)踐場(chǎng)地為基指大帳篷內(nèi)。組網(wǎng)實(shí)踐階段按照時(shí)間可自由調(diào)整，一般在基指大帳篷內(nèi)，時(shí)間緊迫則在其他帳篷由相關(guān)教員臨時(shí)指導(dǎo)。

（1）局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)踐。這一階段的目標(biāo)是讓所有學(xué)員徹底掌握網(wǎng)絡(luò)布線的實(shí)施和檢測(cè)、交換機(jī)的簡(jiǎn)單配置和IP地址的配置學(xué)習(xí)。

（2）廣域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)踐。這一階段的目標(biāo)是徹底掌握IP地址的規(guī)劃和配置、三層交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維。

（3）整體組網(wǎng)的注意事項(xiàng)介紹。經(jīng)過(guò)前面兩次內(nèi)容學(xué)習(xí)，學(xué)員對(duì)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)基本有感性認(rèn)識(shí)。這一階段的工作是教學(xué)宣講，主要是明確交流機(jī)制，說(shuō)明物資準(zhǔn)備的重要性和結(jié)點(diǎn)車通信問(wèn)題。

依據(jù)上述實(shí)施內(nèi)容，可采用圖4所示“先重點(diǎn)后普通”的實(shí)施方案，分兩階段進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。其中，重點(diǎn)人員即相對(duì)優(yōu)秀的學(xué)員，是指網(wǎng)絡(luò)原理掌握較好、實(shí)踐能力相對(duì)強(qiáng)的學(xué)員。重點(diǎn)人員可以由參訓(xùn)學(xué)員自主推選。剩余學(xué)員都?xì)w為普通人員。實(shí)際教學(xué)中一般分為2個(gè)批次進(jìn)行培訓(xùn)，每一批次的學(xué)員人數(shù)為20人左右，其中重點(diǎn)人員控制在6人，普通人員為14人左右。

具體流程如下：

（1）重點(diǎn)人員實(shí)踐。教員演示說(shuō)明實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)目標(biāo)和相關(guān)器材，然后組織重點(diǎn)人員進(jìn)行實(shí)踐操作訓(xùn)練。在此期間，普通人員旁聽(tīng)和觀看，不參加實(shí)踐操作。

（2）普通人員實(shí)踐。教員組織將普通人員平均分為兩個(gè)小組，然后重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)訓(xùn)練。整個(gè)過(guò)程中，重點(diǎn)人員旁聽(tīng)和觀看，不參與實(shí)踐操作。

（3）總結(jié)。階段內(nèi)容實(shí)踐結(jié)束后，教員針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)，根據(jù)實(shí)踐完成效果安排骨干人選。

該方案有如下優(yōu)點(diǎn)：①小而全。實(shí)踐作業(yè)規(guī)模較小，設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是涉及網(wǎng)絡(luò)組工作的所有內(nèi)容，課程內(nèi)容包含從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)再到業(yè)務(wù)部署的所有要素。②干擾少。沒(méi)有其他組員的相互干擾，本組學(xué)員可以專注學(xué)習(xí)“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”的業(yè)務(wù)認(rèn)識(shí)。③認(rèn)識(shí)深刻。通過(guò)兩階段的實(shí)踐訓(xùn)練，所有學(xué)員都能夠接觸組網(wǎng)流程，較為深刻地理解“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”的全局內(nèi)容和必要細(xì)節(jié)。

圖 3 “網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”教學(xué)計(jì)劃示意圖

圖 4 多次迭代“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”實(shí)施方案示意圖

3.2 其他注意事項(xiàng)

3.2.1 明確交流機(jī)制和內(nèi)容

教學(xué)過(guò)程中，教員需要向?qū)W員明確交流機(jī)制和交流內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)組自身工作量大，而其他組（軟件和攻防）則依賴網(wǎng)絡(luò)組。這要求網(wǎng)絡(luò)組必須快速準(zhǔn)確地開(kāi)始實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，其中，減少組之間的干擾是一個(gè)重要前提，特別是在網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始的前期階段，必須提醒學(xué)員明確交流機(jī)制和交流內(nèi)容。

常用的交流方式是組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，即組之間的交流必須通過(guò)組長(zhǎng)進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)架設(shè)初期，很多問(wèn)題有共性，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制可以舉一反三，快速解決。不能出現(xiàn)的情況是，普通學(xué)員要求解決網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，從而直接找到網(wǎng)絡(luò)組人員解決，這會(huì)嚴(yán)重?cái)_亂網(wǎng)絡(luò)組的正常進(jìn)度。

在交流內(nèi)容方面，網(wǎng)絡(luò)組負(fù)責(zé)布線和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，并明確每臺(tái)終端的IP配置信息。注意，網(wǎng)絡(luò)組不負(fù)責(zé)終端的具體配置和檢測(cè)，相關(guān)操作由負(fù)責(zé)終端的學(xué)員自己完成。

3.2.2 快速排除常見(jiàn)故障

網(wǎng)絡(luò)組需要熟悉一些常見(jiàn)故障的排查方法，若無(wú)法解決則直接找教員指導(dǎo)。在整個(gè)排查過(guò)程中，應(yīng)該采取自底向上、由近及遠(yuǎn)的思路。首先分析物理層的故障，然后分析鏈路層故障，最后分析IP層故障，整個(gè)排查使用對(duì)比法，即尋找正常的案例，比較不同案例之間的區(qū)別。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障表現(xiàn)和分析方法參考表1，這些問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)架設(shè)初期很容易出現(xiàn)。

表 1 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)故障及分析

3.2.3 解決結(jié)點(diǎn)車通信問(wèn)題

結(jié)點(diǎn)車負(fù)責(zé)基指和前指的網(wǎng)絡(luò)連接，但是歷屆學(xué)員都不理解連接原理。結(jié)點(diǎn)車之間通過(guò)微波方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，有設(shè)備將微波信息轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)，輸出的信號(hào)使用以太網(wǎng)接口接入大帳篷的三層交換機(jī)。結(jié)點(diǎn)車本身也有三層交換機(jī)，需要配置OSPF的動(dòng)態(tài)路由。整個(gè)配置過(guò)程查看提示即可。

4 結(jié) 語(yǔ)

指揮所“網(wǎng)絡(luò)開(kāi)設(shè)”的教學(xué)核心是在野外環(huán)境下開(kāi)展搭建一個(gè)全新網(wǎng)絡(luò)。該科目涉及多種科目，融合多種業(yè)務(wù)，如果采用并發(fā)齊上的教學(xué)模式，受訓(xùn)學(xué)生很容易產(chǎn)生混亂。野外教學(xué)注重實(shí)踐操作，受訓(xùn)學(xué)員雖然已經(jīng)參加網(wǎng)上推演、專業(yè)實(shí)踐等課程，但是依然需要時(shí)間適應(yīng)。作為教學(xué)組織者，我們需要按照學(xué)員的學(xué)習(xí)規(guī)律制訂合理的教學(xué)計(jì)劃。

本文提出一種迭代式的教學(xué)計(jì)劃，提供從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從局部到綜合的搭建環(huán)境，同時(shí)明確學(xué)員的交流機(jī)制，引導(dǎo)他們聚焦于業(yè)務(wù)問(wèn)題，快速組建基本指揮所。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，需要引導(dǎo)學(xué)員掌握合理的故障排查機(jī)制，針對(duì)常見(jiàn)故障提供快速排查方法，從而減少不同業(yè)務(wù)組之間的相互干擾。

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