計算機網(wǎng)絡(luò)仿真實驗教學探析

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1、計算機網(wǎng)絡(luò)仿真實驗教學探析計算機網(wǎng)絡(luò)仿真實驗教學探析摘要：針對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學存在的問題，將OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)引入到計算機網(wǎng)絡(luò)課程的實驗教學中，以O(shè)SI參考模型為準繩，設(shè)計開發(fā)基于OPNET的一系列網(wǎng)絡(luò)仿真實驗，進行計算機網(wǎng)絡(luò)課程的輔助教學，提高教學質(zhì)量。關(guān)鍵詞 計算機網(wǎng)絡(luò) 仿真實驗教學 1概述計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機科學技術(shù)最熱門的分支之一。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，計算機網(wǎng)絡(luò)的教學已成為計算機類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的重要課程。該課程理論知識比較抽象，要想深入地理解計算機網(wǎng)絡(luò)基本知識和概念，并運用于實際中，需要課堂和實驗室的互補教學。傳統(tǒng)實驗教學存在軟硬件要求高、設(shè)備昂貴且更新淘汰快、設(shè)

2、備共享性差、實驗時間和空間受限等弊端。網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境下的模擬實驗很好地解決了這一問題，它將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念形象化，把枯燥的網(wǎng)絡(luò)原理具體化，讓學生直觀地看到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的行為，了解各種環(huán)境或因素對網(wǎng)絡(luò)的影響。在眾多網(wǎng)絡(luò)仿真軟件中，OPNET是較好的一款。與別的仿真軟件相比，它提供了階層性的模擬方式、開放易用的軟件環(huán)境、便捷友好的結(jié)果分析界面。利用OPNET仿真技術(shù)，可以搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺，模擬真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲、協(xié)議、通信量仿真及網(wǎng)絡(luò)流量在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸、交換等過程，并能夠通過搜集分析網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)，升級和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，還能夠進行網(wǎng)絡(luò)故障分析、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)等。因此，本文嘗試將OPNET運用到計算機網(wǎng)絡(luò)實

3、驗教學中，以增強學生的動手能力和創(chuàng)新能力，提高教師的教研水平。2OPNET輔助教學2.1計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程分析計算機網(wǎng)絡(luò)課程為將來從事計算機網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的開發(fā)和研究、網(wǎng)絡(luò)的使用和維護提供必要的基礎(chǔ)知識。課程要求側(cè)重掌握計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)中各層次意義及其相互間關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)互連等知識。其主要教學任務(wù)就是OSI(OpenSystemInterconnection)的七層模型，對于每一層上的相關(guān)協(xié)議，由于內(nèi)容比較抽象且看不見摸不著，學生在學習的過程很快就會對枯燥難懂的協(xié)議格式感到厭煩，課堂教學效果當然不會理想。動手實踐能夠幫助學生通過搭建網(wǎng)絡(luò)，觀察網(wǎng)絡(luò)運行情況，獲取網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)進行比較，從而

4、獲得感性認識，深入透徹的理解和掌握網(wǎng)絡(luò)，但是網(wǎng)絡(luò)實驗涉及交換機、路由器、計算機等大量設(shè)備，這些設(shè)備不僅昂貴，而且更新?lián)Q代快，很多學校的硬件條件無法滿足實驗需求。因此引入仿真軟件來搭建虛擬實驗平臺，設(shè)計合理的實驗項目，彌補現(xiàn)實實驗的不足，顯得十分重要。2.2仿真實驗體系設(shè)計OPNET實驗設(shè)計是在理論學習的基礎(chǔ)上將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化，模擬提供網(wǎng)絡(luò)行為的可視化，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，互聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)及協(xié)議統(tǒng)一在一個可視的工作視圖中，使離散的抽象網(wǎng)絡(luò)概念具體統(tǒng)一在實際設(shè)計中。具體步驟：(1)確定實驗對象。本文針對的是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計的學生。(2)確定教學內(nèi)容。以O(shè)SI七層模型為基礎(chǔ)，涉及網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層等相關(guān)協(xié)議的應(yīng)用

5、。(3)明確教學目標。讓學生結(jié)合理論知識分析問題，提高對知識的應(yīng)用能力，達到活學活用的目的。(4)制定教學策略。按照由淺入深、由易到難、由下至上的原則。先熟悉OPNET模擬環(huán)境，能按步驟的完成實驗，在完成實驗的基礎(chǔ)上運用知識進行網(wǎng)絡(luò)性能的初步分析，最后將知識活學活用，明白產(chǎn)生結(jié)果的原因并思考如何改進。(5)評估教學效果。完成實驗后，對所學知識進行總結(jié)、分析、考核。依據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)課程培養(yǎng)目標，采用基礎(chǔ)操作型、綜合型、設(shè)計創(chuàng)新型三個層次模式，以使學生從接受知識逐級提高到綜合能力的培養(yǎng)。2.3仿真實驗內(nèi)容設(shè)計依據(jù)OSI七層模型，按照由下向上，層層相扣，逐漸加大難度，與理論知識緊密結(jié)合的原則，設(shè)計六組

6、實驗，新實驗內(nèi)容會涉及做過的實驗所搭建的模型，通過使用前面的實驗作為踏板進一步理解將要學習的內(nèi)容。通過前面對網(wǎng)絡(luò)性能的分析，也有助于后面綜合網(wǎng)絡(luò)性能的分析。通過對運行網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境所得圖像分析，讓學生了解影響網(wǎng)絡(luò)運行的因素，找出解決和改進的方法，并通過報告得出希望的結(jié)果。2.4仿真實驗教學模式設(shè)計學生在做實驗前先收集和了解實驗的原理和目標，然后老師利用多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進行知識點和實驗要求的講解，對試驗中的難點進行演示。學生進行動手操作，完成實驗，撰寫實驗報告。最后老師批改反饋，學生根據(jù)老師反饋情況，在仿真軟件上進行自主探究學習。3結(jié)論本文從教學應(yīng)用角度出發(fā)，將網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)運用于網(wǎng)絡(luò)實驗課堂教學中，以O(shè)SI參考模型為準繩，摸索設(shè)計了一套通過網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)進行實驗教學的方法。實踐證明，該方法作為實踐環(huán)節(jié)，豐富了實驗教學內(nèi)容，加深了學生對網(wǎng)絡(luò)知識和技術(shù)的感性認識。對已具備一定的網(wǎng)絡(luò)實驗條件的院校，該方法也是對實踐環(huán)節(jié)有益的補充。