胡國強(qiáng), 弋順超

(西北農(nóng)林科技大學(xué) a. 網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心; b. 教學(xué)發(fā)展中心， 陜西 楊凌 712100)

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)，即利用專業(yè)網(wǎng)絡(luò)測試工具或測試軟件對實(shí)驗(yàn)方案中設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)線路質(zhì)量通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞冗M(jìn)行測試分析[1-2]，從而全方位、多維度地熟悉各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境和使用方法，加深對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理和方法的理解，提升網(wǎng)絡(luò)故障診斷水平及實(shí)際解決網(wǎng)絡(luò)故障的能力。

高校開設(shè)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)課一般在學(xué)院的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)機(jī)房進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是以網(wǎng)絡(luò)的基本技術(shù)為主，很少涉及專業(yè)、全面的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試內(nèi)容[3]。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本實(shí)驗(yàn)中，由于缺少測試環(huán)節(jié)也使得基本網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠完善。網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)的加入極大地豐富了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，可以讓任課教師和實(shí)習(xí)學(xué)生接觸到許多前沿的網(wǎng)絡(luò)測試知識、測試技術(shù)和測試設(shè)備，以提高自身的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)踐水平。目前，有些學(xué)校根據(jù)實(shí)際需要也增加了網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)，但是增加的測試實(shí)驗(yàn)都是單個、獨(dú)立的測試實(shí)驗(yàn)，很少涉及綜合測試實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只能按部就班完成一個個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都需要采用幾種或幾十種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)技術(shù)來搭建網(wǎng)絡(luò)，單個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)很難滿足實(shí)際調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的需要?；趯?shí)際網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的需要，本文在單個網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了實(shí)際應(yīng)用綜合測試實(shí)驗(yàn)方案。此方案將多個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)測試實(shí)驗(yàn)融合到一起，通過一個功能完整的綜合測試實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)學(xué)生對單個網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)的掌握程度。此方案不僅達(dá)到了獨(dú)立基礎(chǔ)測試實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，而且可以讓學(xué)生融會貫通所學(xué)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。同時，此方案還包含了硬件測試和軟件測試，硬件測試和軟件測試的完美結(jié)合提高了學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解程度，開闊了師生調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的思路。

1 現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)及存在的問題

網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般可分為硬件和軟件工具測試兩部分。

硬件工具就是利用現(xiàn)有的硬件測試工具，如測線儀、尋線儀、紅光筆、光功率計等硬件工具來檢測網(wǎng)絡(luò)異?；蚪鉀Q網(wǎng)絡(luò)故障。這些硬件工具的測試對象是網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路部分，主要涉及線纜測試實(shí)驗(yàn)。測線儀主要對雙絞線中的8根芯線的連通性進(jìn)行依次測試檢查，然后根據(jù)測試結(jié)果判斷出該雙絞線能否正常通信。水晶頭故障、配線架故障、線纜太長造成的高衰耗、電磁干擾、機(jī)械壓力故障等均可引起雙絞線通信故障。尋線儀則利用感應(yīng)尋線原理可以迅速高效地從大量的線束線纜中找到所需線纜，是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中最常用、最基本的查找線纜的工具，常用于雙絞線連通性測試實(shí)驗(yàn)中。紅光筆常用于檢測光纖線路通斷；光功率計是指用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗的儀器，光功率計用來判斷光纖線路故障。光功率計與紅光筆組合使用，則能夠測量光纖線路[4-5]，連接損耗、檢驗(yàn)光纖收發(fā)的連續(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量，紅光筆和光功率計用于光纖線路測試實(shí)驗(yàn)中。

軟件測試工具即利用軟件程序或平臺來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)。測試軟件和平臺較多，按照功能可劃分為組網(wǎng)測試、鏈路層測試、以太網(wǎng)鏈路流量分析、 IP測試、VLAN網(wǎng)絡(luò)管理、交換機(jī)端口流量測試和長期流量測試、網(wǎng)絡(luò)故障診斷分析工具[6]。常用到的軟件測試工具如：Qcheck吞吐率測試工具；Mcast組播流測試工具；MCastTest超限組播測試工具；Ping Plotter Freeware帶寬測試工具；xChariot測量無線網(wǎng)帶工具等。

現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)一般由上述硬件測試實(shí)驗(yàn)和軟件測試實(shí)驗(yàn)組成，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以單個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)為主，本文在現(xiàn)有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種融合所有單個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測試方案，此方案能更好地檢測學(xué)生掌握的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有助于學(xué)生融會貫通所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2 新實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計

2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計思路

為了把當(dāng)前獨(dú)立的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)整合在一起，鍛煉學(xué)生調(diào)試復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的能力，本文設(shè)計了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合測試方案拓?fù)?，然后按照給定的拓?fù)?，搭建測試網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)調(diào)試好后，學(xué)生可以基于搭建好的網(wǎng)絡(luò)來完成各種網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)[7]。學(xué)生自己搭建網(wǎng)絡(luò)可以有效鍛煉學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生掌握很多網(wǎng)絡(luò)測試方面的實(shí)踐技能。通過此實(shí)驗(yàn)方案,開闊了學(xué)生調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的思路，讓學(xué)生掌握多種網(wǎng)絡(luò)測試方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。搭建網(wǎng)絡(luò)的過程中，有可能碰到各種網(wǎng)絡(luò)問題，此時就需要借助于網(wǎng)絡(luò)測試工具來解決。整個調(diào)試過程，不僅完成了網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)，而且增強(qiáng)了學(xué)生調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)拓?fù)?/h3>

實(shí)驗(yàn)方案的拓?fù)鋱D如圖1所示，由上至下可劃分為：運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)(電信網(wǎng)和教育網(wǎng))、出口防火墻、核心路由器、核心交換機(jī)、3層交換機(jī)、2層交換機(jī)和用戶。此實(shí)驗(yàn)拓?fù)洳粌H可以完成現(xiàn)有的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和高級實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還可以完成現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

圖1 綜合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)方案拓?fù)鋱D

2.3 可完成的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和高級實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：交換機(jī)基本配置；交換機(jī)堆疊；利用TFTP管理交換機(jī)配置；路由器基本配置；利用TFTP管理路由器配置；虛擬局域網(wǎng)VLAN；交換機(jī)端口聚合；生成樹的配置；點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議PPP；靜態(tài)路由；RIP version 1 路由協(xié)議；IP訪問列表；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；升級交換機(jī)系統(tǒng)；升級路由器操作系統(tǒng)[8]。

高級實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：幀中繼Frame-relay；RIP version 2 路由協(xié)議；OSPF路由協(xié)議；路由備份技術(shù)；路由過濾配置；路由重分布；策略路由；QOS；交換機(jī)集群管理；生成樹的高級技術(shù)；VLAN高級配置；VRRP；交換機(jī)QOS；組播；交換機(jī)安全；高級訪問列表；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的應(yīng)用；交換機(jī)端口鏡像；防火墻；VOIP；無線功能；VPN功能[9]。

2.4 可完成的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)

硬件測試項(xiàng)目：

(1) 用測線儀測試PC到2層交換機(jī)的連通性；

(2) 用尋線儀尋找任意PC所連網(wǎng)線在2層交換機(jī)的接口；

(3) 用紅光筆在2層交換機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)間機(jī)柜上安裝的光纖配線架打光，在3層設(shè)備間的光纖配線架尋找有紅光的接口，以尋找連接兩個設(shè)備間的光纖接口；

(4) 用光功率計測試任意光纖線纜之間的線路衰減，以評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量或判斷光纖線路故障。

軟件測試項(xiàng)目：

(1) 整個實(shí)驗(yàn)方案組網(wǎng)測試。搭建完如圖1所示的實(shí)驗(yàn)拓?fù)浜?，可以進(jìn)行組網(wǎng)測試實(shí)驗(yàn)。

(2) 鏈路層測試。在PC到2層交換機(jī)之間可進(jìn)行鏈路層測試。

(3) IP測試。在PC機(jī)上連接到教育網(wǎng)和電信網(wǎng)，進(jìn)行IP測試。

(4) 網(wǎng)絡(luò)吞吐率測試。在PC機(jī)上安裝Qcheck軟件來完成網(wǎng)絡(luò)吞吐率測試。

(5) 組播測試。在PC機(jī)上安裝Mcast可以測試視頻直播服務(wù)器到PC之間有沒有開啟組播，在PC機(jī)上面安裝組播測試軟件MCastTest11，可測試組播網(wǎng)絡(luò)有沒有正常服務(wù)。

(6) 網(wǎng)速測試?？蓽y試PC到教育網(wǎng)和電信網(wǎng)的訪問速度。

(7) FTP服務(wù)器壓力測試。在PC機(jī)上安裝Loadrunner壓力測試軟件，測試多個用戶并發(fā)登錄平臺FTP服務(wù)器的時候給系統(tǒng)增加的壓力情況；

(8) 防火墻的性能測試。對防火墻的吞吐性能測試、平均時延、并發(fā)連接數(shù)等進(jìn)行測試。

(9) 防火墻檢測技術(shù)的測試。測試防火墻能否擋住外網(wǎng)對內(nèi)網(wǎng)發(fā)起的各種攻擊。

(10) 各種路由協(xié)議測試。

2.5 可完成的綜合測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

(1) 路由綜合實(shí)驗(yàn)；

(2) 交換綜合實(shí)驗(yàn)；

(3) 教育網(wǎng)互通測試實(shí)驗(yàn)；

(4) 電信網(wǎng)互通測試實(shí)驗(yàn)；

(5) 接入電信網(wǎng)和教育網(wǎng)帶寬測試；

(6) DNS解析測試。

3 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施效果分析

在信息工程學(xué)院的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)室選用此實(shí)驗(yàn)方案開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，此實(shí)驗(yàn)方案對原來的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了部分的創(chuàng)新設(shè)計，增加了很多測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。新設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案不僅涵蓋了幾乎所有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理[10]，而且增加了許多很實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過實(shí)驗(yàn)方案中所設(shè)計的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的練習(xí)，加強(qiáng)了學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)原理的理解，加強(qiáng)了學(xué)生在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的調(diào)試能力，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓學(xué)生掌握了很多網(wǎng)絡(luò)測試方面的實(shí)踐技能。通過此實(shí)驗(yàn)方案，開闊了學(xué)生調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的思路，讓學(xué)生掌握了多種網(wǎng)絡(luò)測試方法，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力[11-12]。

通過后期對學(xué)生發(fā)放問卷后統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，90%的學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)很感興趣，83%的學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的積極性明顯提高。通過此實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了提高和加強(qiáng)，對于學(xué)習(xí)后續(xù)課程或參加科研活動及競賽發(fā)揮著重要的作用[13]；但也有16%的學(xué)生表示，增加的計算機(jī)測試實(shí)驗(yàn)太多，學(xué)校開設(shè)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課課時太少，沒有時間實(shí)踐更多的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)。綜上所述，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案能夠幫助學(xué)生提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐能力，進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。但是受實(shí)驗(yàn)課時的制約，部分網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還未開展，一些創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)測試方法還沒有真正應(yīng)用到實(shí)踐中，還需平衡各方因素，切實(shí)將以上計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)用到具體教學(xué)實(shí)踐中[14]。

4 結(jié) 語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)有助于學(xué)生掌握所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在夯實(shí)理論基礎(chǔ)的同時，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以幫助學(xué)生加深對基本理論、基礎(chǔ)知識的理解，提高學(xué)生分析解決問題的能力和綜合實(shí)踐能力[15]。本文分析了當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，設(shè)計了一套功能完整的、綜合實(shí)驗(yàn)方案來解決計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。此實(shí)驗(yàn)方案不僅能完成現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且能完成好幾種綜合網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過采用多樣化的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)類型設(shè)計、綜合化的網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計等，逐步加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力與實(shí)踐能力。目前實(shí)驗(yàn)方案中新設(shè)計的部分創(chuàng)新成果已經(jīng)應(yīng)用到了具體教學(xué)實(shí)踐中，新設(shè)計的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)方案已經(jīng)應(yīng)用到了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐中，取得了初步的成果[14]。接下來將繼續(xù)深化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，完善計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，希望取得更大成果，為高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)課程改革探索出新的思路和方法。

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