面向分层分流的计算机网络实验设计

文 展，李文藻，文成玉

（成都信息工程大学 通信工程学院，四川 成都 610225）

面向分层分流的计算机网络实验设计

文 展，李文藻，文成玉

（成都信息工程大学 通信工程学院，四川 成都 610225）

非计算机专业开设的计算机网络课程，由于课时较少和学生需求的差异，学生难以深入掌握网络实践内容。文章提出面向分层分流的计算机网络实验设计，初级模块的基础实验面向所有学生，高级模块按网络工程和网络编程方向进行分流，引导学生进入高级项目，强化实践能力。经2015级通信工程学生实测，实验能力比前一届有明显提升，问卷显示学生的满意度也有较大提高。

分层分流；模块化；网络工程；网络编程

计算机网络是一门理论与实践、软件和硬件相结合的课程，计算机网络还有一个重要的特点，它与众多专业都有交叉，这主要是由计算机网络在各行各业的广泛应用决定的。各大高校非网络和计算机的工科专业均开设了计算机网络课程，因课时较少，导致教学环节中普遍存在重理论轻实践的现象。教育部于2010 年6月启动“卓越工程师教育培养计划”，该计划以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力[1-2]。目前高校部分专业已经纳入卓越计划，更加强调培养学生的实践动手能力。

本文提出了向面分层分流的计算机网络实验设计，通过设计不同层次的实验，满足学生在初级模块全面掌握计算机网络基础知识和基础实验，再通过分流，因材施教，将学生按兴趣和特长引入到高级模块，实现针对性培养，让优秀的学生有成就感[3-4]，达到利用较少的学时，也能在特定方向深入学习，完成高级实验项目，具备较强实践动手能力的目的。

1 面向分层分流的实验项目设计

为了提高教学效益时间比，将计算机网络的课程组织结构进行重构，尽量在短时间内完成基础模块中基础实验操作。根据课程本身的特点和市场的需求，将提高模块分为两个方向：网络工程和网络编程。根据计算机网络课程内容和调研后的学生兴趣与市场需求，本课程实验分层分流模块化设计如图1所示。

图1 计算机网络分层分流模块化设计

经过学生问卷调查和对其他国内外高校的计算机网络实验的研究，基础实验选择了简单的路由器配置实验和客户服务器程序编写，要求所有学生独立完成。提高实验则更强调设计性和综合性，学生可以根据自己的兴趣和特长进行选择，保证学生在固定的学时内，能够深入某一个方向，进行深入的研究和实践。

2 网络工程方向实验项目设计

网络工程基础实验：采用sybex公司的路由器模拟器sybex-router，现成的拓扑结构，包含Cisco 2611路由器3台、运行终端模拟程序PC两台和Cisco 1900交换机一台。路由器每个接口和PC机的IP地址已经分配好，只需要简单配置即可，内容如表1所示。

网络工程高级实验：如表2所示，采用PacketTracer 6.2，自己设计网络拓扑，作IP规划，完成网络设备的基础配置后，再进行一些高级功能的配置。

表1 网络工程基础实验内容

表2 网络工程高级实验内容

3 网络编程方向实验项目设计

网络编程对学生能力要求相对较高，其中的基础实验，要求编写客户服务器程序，实现以下功能：

（1）客户端能实现与服务器的连接。

（2）客户端从键盘输入一行字符信息，发送到服务器。

（3）服务器将收到的字符显示为字符对应的ASCII码。

（4）服务器把转换后的ASCII码发送到客户端。

（5）客户端收到服务器发送的ASCII码，将其显示在屏幕上。

网络编程高级实验：编写客户服务器程序，可以实现以下功能：

（6）服务器支持多个客户端的连接，客户之间的通信要求通过服务器中转。

（7）当客户端连接到服务器时，服务器会要求客户输入用户名和密码进行认证，用户名和密码保存在服务器名为user_pass.txt文件中。

（8）如果密码不正确，服务器会要求客户重新输入，如果3次出错，则连接失败，客户的IP将被锁定10分钟，才能再次发起连接请求。

（9）客户认证成功后，服务器支持客户发送表3中的命令，作相应的处理。如果服务器不能识别的命令，将会在客户端显示错误信息。

表3 网络编程高级实验命令说明

在基础模块上的分层分流方法和递进式的实验项目设计，可以解决因课时较少导致实践能力训练不足的问题，还可以解决针对不同兴趣爱好学生因材施教的问题。

4 结语

对我校15级通信工程专业学生实测证明，该实验方案的实施明显提高了学生的计算机网络实践应用能力。课后的问卷调查也显示，学生对课堂的满意度有了显著提升。

[1]杨婕.互联网时代计算机网络教学改革研究[J].信息与电脑，2015（13）：168-169.

[2]高永兵，赵宇红，赵艳锋.基于Packet Tracer的计算机网络实践教改方案[J].计算机教育，2015（23）：92-93.

[3]李楠，孙凤茹，李玉龙，等.模块化、专业化的计算机网络实验教学体系的探索[J].中国建材科技，2014（6）：130-132.

[4]刘杰彦，向渝，詹思瑜.计算机网络编程的教学与实验探讨[J].实验科学与技术，2008（1）：115-117.

Design of computer network experiment based on hierarchical division

Wen Zhan, Li Wenzao, Wen Chengyu
（Communication Engineering School of Chengdu University of Information Science & Technology, Chengdu 610225, China）

The computer network courses for non computer majors, due to few class hours and the different needs of students, is difficult for students to grasp the network practice content furtherly. This paper proposes a design scheme of computer network experiment oriented to hierarchical division where the primary module experiments are set for all students while senior module are divided according to the network engineering and network programming in order to guide students to enter senior project and strengthen their practical ability. Through the actual communication engineering test carried on 2015 stage, it shows that students' experimental ability has improved significantly compared to the 2014 stage. The questionnaire also shows the students' satisfaction degree is also improved.

layered streaming; modularization; network engineering; network programming

成都信息工程大学教改项目；项目编号：No.Y2015050。成都信息工程大学通信工程学院教改项目；项目编号：YJG2017007。

文展（1977— ），女，重庆，副教授；研究方向：计算机网络，机器学习。