计算机网络实验教学探讨与设计

聂　娅　郑　炜

[摘要]结合高校的人才培养目标，针对计算机网络课程的特点，从计算机网络实验室建设，实验课程设计，实验教学考核方法等方面进行探索与实践。

[关键词]计算机网络实验室建设实验课程设计实验教学方法

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671-7597(2009)0610161-02

一、引言

在网络人才急需的当今时代，《计算机网络》作为计算机专业本科教育重要的基础课程之一，已经凸现出越来越重要的地位。教育部已规定将计算机网络作为重要的考试内容列入到2009年计算机专业研究生招生考试的专业课考题当中，该课程在计算机专业高等教育中的重要性可见一斑。计算机网络集理论性与实践性于一体，如果没有实验的支撑，学生会感到各种协议和理论相当抽象，难以掌握，因此建设良好的实验环境和设计合理的配套实验课程可以让学生深入理解理论知识，同时提高动手实践和分析的能力，激发创新思维。为更好地达到我校“应用型、复合型、外向型”的人才培养目标，学校投资数百万搭建了计算机网络实验室。本文在该实验室的基础上，就实验课程的教学内容设计，编排及教学方式进行探讨。

二、计算机网络实验室建设

为了提供良好的网络实验环境，基于设备的稳定性、先进性、广泛性、标准性等多方面的考虑和研究，计算机网络实验室采用的是思科公司的网络设备，其中主要网络设备包括一台核心交换机WS-C6509，6台三层交换机WS-C3750-24TS-E，6台二层交换机WS-C2950T-24，8台CISC03725路由器，6台CISC02620XM路由器，2台防火墙PIX-515E，1台入侵检测IDS-4215，4台DELL的服务器，4台无线路由器WRT54G，2台无线访问点hP1231G，37张无线网卡WMP54G，37台联想电脑以及网线，光纤，水晶头，打线工具等设备。

实验室设备的采购和综合布线都是按照36个人为一个班级单位来进行的。36台终端计算机分为6组。实验室共有6个分组实验机柜，每个分组实验机柜中有6台设备：3725路由器1台，2620路由器2台，3750交换机1台，2950交换机2台。每个机柜中的6台设备恰好与6台计算机里一一对应连接的关系。各机柜中设备再上连到核心6509交换机，使整个实验室的所有设备呈星型连接的方式。

三、实验课程设计

计算机网络课程的内容涵盖了相当丰富的内容，要让几乎没有相关基础知识的学生能接受网络基本理论，并且逐步深入理解，需要结合实验室的网络设各设计编排一套合理的实验内容。目前的网络实验指导教程，大多偏重计算机网络的某一方面，如协议分析实验，或是基于Windows操作系统的局域网建设管理等，与理论课程的教学内容缺乏相关性，造成教学与实践的脱节，不能发挥出实践环节的重要作用。而思科网络技术培训在教程的编写中，是先从实例入手，再深入浅出地渗透到理论，让参加培训的学员能较快地掌握相关知识，同时提高操作能力。在计算机网络实验课程中可以借鉴此种教学方式，编排的实验课程内容不仅与计算机网络理论体系保持一致，而且从实例出发，由浅入深。根据教学计划，共设计了13个实验，可划分为三个教学内容模块，包括：

(一)网络综合布线类

实验一、网络设备与综合布线

实验目的：初步认识交换机，路由器，防火墙等网络设备的型号及基本功能，了解网络基本布线规范，让学生从感性上对网络工程有所认识。

实验内容：参观建筑物以及网络实验室的布线工程，了解综合布线系统以及六个子系统的具体组成，施工规范以及实验室中设各的型号与拓扑连接。

实验二、网线的制作

实验目的：认识布线工具，并了解网络传输媒体的标准与特性，熟练掌握568A和568B标准网线的制作。

实验内容：使用网线制作工具按照568A和568B标准制作直通线，交叉线，反转线，并使用测线仪进行测试。观察光纤的连接器标准。

实验三、无线局域网实验

实验目的：认识无线网络相关设备，了解无线网络国际标准，与有线局域网布线技术进行对比。

实验内容：安装无线网卡驱动，并进行配置，完成Infrastrueture和Ad-hoc两种网络模式的连接和配置。

(二)网络设备配置类

实验四、交换机，路由器基本配置方法

实验目的；在了解网络实验基础设各的软硬件架构、工作原理的基础上，掌握路由器和交换机的连接与配置方法。

实验内容：观察了解交换机与路由器的接口标准，通过Console端口，切换不同的工作模式，进行主机名，IP地址，端口说明，时钟等设置。

实验五、VLAN的配置以及VTP配置

实验目的：熟悉VLAN的基本划分与端口分配方法，掌握VTP的配置方法，掌握交换机不同模式的配置方法。

实验内容：交换机配置不同的模式，并划分VLAN，观察不同模式下交换机的VTP协议和VLAN信息并进行分析。

实验六、静态路由的配置

实验目的：理解路由协议的运行原理，掌握路由器的静态路由配置。

实验内容：学习IP地址划分以及路由协议原理，按照实验拓扑图连接设备，配置路由器的静态路由协议，通过命令观察路由表项内容并进行分析。

实验七、动态路由协议的配置

实验目的：进行路由器的动态路由协议RIP协议和OSPF协议的配置，并与静态路由进行比较。

实验内容：按照实验拓扑图连接设备，配置两种不同的动态路由协议，通过命令观察路由表项内容并进行分析异同点。

实验八、访问控制列表(ACL)的配置

实验目的：理解访问控制列表的原理及作用。

实验内容：完成标准访问控制列表，扩展访问控制列表以及命名访问控制列表三种列表的配置，并进行测试。

(三)局域网架构及安全管理类

实验九、数据包捕获与分析

实验目的：理解各种协议的数据字段结构。

实验内容：在主机上启用sniffer软件对不同协议的数据包进行捕获，对不同层数据字段结构进行分析。

实验十、Windows2003下网络管理基本配置

实验目的：掌握网卡驱动的安装与配置，熟悉IP地址的配置方法，了解TCP／IP协议栈，掌握Windows2003下基本网络测试命令。

实验内容：安装网卡驱动程序，配置IP地址等信息，并使用ping等基本命令进行测试和观察。配置帐户，添加工作组计算机，完成文件共享配置。

实验十一、基于Windows2003 Server的服务器架构

实验目的：学习IIS的安装与设置，掌握WEB服务器，FTP服务器，DNS服务器，DHCP服务器的设置与测试方法。

实验内容：安装IIS服务，分别进行WEB、FTP、DNS和DHCP服务器的配置，并测试使用DNS服务器进行域名解析，并通过DHCP服务器动态分配IP地址。

实验十二、基于LINUX的服务器架构和常用网络命令

实验目的：学LINUX下WEB站点配置和调试方法，掌握LINUX下常用的网络命令，了解其帐户口令等安全机制。

实验内容：在LINUX系统下配置帐户口令，WEB服务站点，使用网络命令进行验证与测试。

实验十三、网络安全实验

实验目的：了解网络常见网络攻击方式和防范方法，掌握硬件防火墙和IDS的配置方法。

实验内容：学习防火墙、IDS的接口标准，并实现防火墙和IDS在局域网中拓扑连接，完成基本配置。

四、实验教学与考核办法

实验教学采用以教师为主导，学生为主体的模式，强调教师在实验过程中的引导作用，尽量让学生多实践多思考。在每一次实验前要求学生先预习实验预备知识，了解相关理论知识，在实验课上，由教师讲解本次实验的内容以及操作中的重难点，然后让学生动手完成实验要求。在实验过程中学生遇到问题，教师应多启发引导，鼓励学生自主思考解决，逐步培养学生创新思维的能力。实验后要求学生递交实验报告，对实验步骤、观察到的实验现象、遇到的各种问题以及解决办法进行记录与分析。

实验课的考核环节，可考虑设计综合性实验，融合多次实验课程中的内容，采用学生自主完成的模式，由学生根据实验要求设计网络拓扑，并安排实验步骤，利用在平时实验课程中掌握的方法来完成实验。各人实验的完成情况可作为实验的参考成绩。这种考核方式可以促使学生更加注重每次实验操作过程，并能锻炼学生综合应用的能力。

五、结束语

在四年多网络实验课程的教学与研究中，实验教程的编排经历了多次的斟酌与修订，希望在内容上更能切合于当前的实际应用，有利于调动学生独立思考的积极性，培养其思维创新的能力。经过调查，大部分学生普通反映经过实践学习，对计算机网络学科产生了浓厚的兴趣。计算机网络技术的迅速发展决定了计算机网络是一门不断的探索与创新的学科，因此实验课程的教学内容和方法仍需不断的改革与完善。