計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，將OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)引入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以O(shè)SI參考模型為準(zhǔn)繩，設(shè)計(jì)開發(fā)基于OPNET的一系列網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的輔助教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué) 1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)最熱門的分支之一。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)已成為計(jì)算機(jī)類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的重要課程。該課程理論知識(shí)比較抽象，要想深入地理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)和概念，并運(yùn)用于實(shí)際中，需要課堂和實(shí)驗(yàn)室的互補(bǔ)教學(xué)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在軟硬件要求高、設(shè)備昂貴且更新淘汰快、設(shè)備共享性差、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間受限等弊端。網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境下的模擬實(shí)驗(yàn)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(xué)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(duì)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(tái)，模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹f(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(jí)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，還能夠進(jìn)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(yùn)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，提高教師的教研水平。2OPNET輔助教學(xué)2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程為將來從事計(jì)算機(jī)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(hù)提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。課程要求側(cè)重掌握計(jì)算機(jī)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(shí)。其主要教學(xué)任務(wù)就是OSI(OpenSystemInterconnection)的七層模型，對(duì)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(xué)生在學(xué)習(xí)的過程很快就會(huì)對(duì)枯燥難懂的協(xié)議格式感到厭煩，課堂教學(xué)效果當(dāng)然不會(huì)理想。動(dòng)手實(shí)踐能夠幫助學(xué)生通過搭建網(wǎng)絡(luò)，觀察網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，獲取網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而獲得感性認(rèn)識(shí)，深入透徹的理解和掌握網(wǎng)絡(luò)，但是網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)涉及交換機(jī)、路由器、計(jì)算機(jī)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(xué)校的硬件條件無法滿足實(shí)驗(yàn)需求。因此引入仿真軟件來搭建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的不足，顯得十分重要。2.2仿真實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)OPNET實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在理論學(xué)習(xí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)議統(tǒng)一在一個(gè)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(shí)際設(shè)計(jì)中。具體步驟：(1)確定實(shí)驗(yàn)對(duì)象。本文針對(duì)的是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)的學(xué)生。(2)確定教學(xué)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。(3)明確教學(xué)目標(biāo)。讓學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)分析問題，提高對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，達(dá)到活學(xué)活用的目的。(4)制定教學(xué)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(shí)驗(yàn)，在完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能的初步分析，最后將知識(shí)活學(xué)活用，明白產(chǎn)生結(jié)果的原因并思考如何改進(jìn)。(5)評(píng)估教學(xué)效果。完成實(shí)驗(yàn)后，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)、分析、考核。依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程培養(yǎng)目標(biāo)，采用基礎(chǔ)操作型、綜合型、設(shè)計(jì)創(chuàng)新型三個(gè)層次模式，以使學(xué)生從接受知識(shí)逐級(jí)提高到綜合能力的培養(yǎng)。2.3仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)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(shí)緊密結(jié)合的原則，設(shè)計(jì)六組實(shí)驗(yàn)，新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容會(huì)涉及做過的實(shí)驗(yàn)所搭建的模型，通過使用前面的實(shí)驗(yàn)作為踏板進(jìn)一步理解將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。通過前面對(duì)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(duì)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境所得圖像分析，讓學(xué)生了解影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的因素，找出解決和改進(jìn)的方法，并通過報(bào)告得出希望的結(jié)果。2.4仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前先收集和了解實(shí)驗(yàn)的原理和目標(biāo)，然后老師利用多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)要求的講解，對(duì)試驗(yàn)中的難點(diǎn)進(jìn)行演示。學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作，完成實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最后老師批改反饋，學(xué)生根據(jù)老師反饋情況，在仿真軟件上進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)。3結(jié)論本文從教學(xué)應(yīng)用角度出發(fā)，將網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，以O(shè)SI參考模型為準(zhǔn)繩，摸索設(shè)計(jì)了一套通過網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。實(shí)踐證明，該方法作為實(shí)踐環(huán)節(jié)，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加深了學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)和技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)已具備一定的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)條件的院校，該方法也是對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)有益的補(bǔ)充。