动态网络设计与开发范文第1篇

[关键词] 计算机网络第四媒体人机交互

计算机网络以其极高的知识、技术内涵、广泛的传播范围和雄厚的传播实力，已成为如今人类发现的最具价值的传播媒体之一。1998年5月,联合国秘书长安南最早为互联网赋予了“第四媒体”的称誉:“在加强传统的文字和声像传播手段的同时,应利用最先进的第四媒体———互联网,以加强新闻传播工作”。其后,“第四媒体”作为网络媒体的代名词迅速普及。

实现快速、有效地传播信息是网络媒体的核心功能，实施信息传播的载体是基于网络的各种图形、文字、视频、动画和音频。所有这些信息载体可称之为视觉和听觉元素，但并非这些元素自动地具有传播信息的功能，其传播价值之实现有赖于对这些视觉和听觉元素进行科学化、系统化和艺术化的设计。设计中，若背离了一定的科学法则，将必然使信息传播之效率下降，甚至发生传播失误。

在互联网发展的初期，许多网络媒体艺术设计方面的理论著述主要从平面视觉传达的角度探讨版式编排、空间布局、素材的处理、色彩运用、字体设计等方面的技能和技巧。这一期间开始了对网站之构架进行研究，一些专门从事网络技术开发的研究人员对网站的可用性方法作了许多卓有成效的探索，从站点规划、调研分析、站点与客户端之间的角色分析到设计实施、测试、以及反馈与维护的整体过程都以可用性作为关注焦点。美国设计师Darren Gergle强调:“处于这样一个快节奏和激烈竞争的网站设计行业中，需要将可用性方法运用到具有成本效益和实用的方法里，并平稳地整合到设计过程中。”

随着网络科技的迅速发展和Internet资讯的日益增多，客观上推动了相关理论研究向纵深发展，使最初的基于平面视觉传达的网络媒体艺术研究更为紧密地融合认知心理学、信息学、传播学、技术美学等学科的理论成果，关注人机交互环境下的信息加工与传播，关注对受众的认知规律的研究，从而推动了对网络媒体交互性的研究。

美国Macromedia公司所开发的Flash开启了网络媒体交互艺术创作的新纪元，其使用矢量图形和流式播放技术、利用时间轴和关键帧将图形、视频、动画和音频以交互方式融合在一起，加之强大的动画编辑功能和创建交互性的编程语言Action Script使其成为创建动态交互式网络应用的行业标准。如今，在全球范围内绝大多数的计算机用户都装有Flash播放器插件，越来越多的商家愿意投入资金开发多媒体网站，以展示企业形象并推动产品行销。一些世界著名企业在开发基于html的超文本网站的同时，还致力于Flash全站的开发与设计，由此可见，网络媒体艺术设计正向新的视听感受和实时的人机交互方向发展。

Flash在全球的影响力不断扩大推动了网络媒体交互艺术创作的发展，这一发展的态势可从FWA中反映出来。FWA是一个举世闻名的Flash艺术设计的展示平台，其全称是Favourite Website Awards，于2000年5月建立，目的是展示世界上最优秀、最前沿的网络媒体艺术设计作品。2000年9月以来FWA一直被列为世界上最顶级、最具有精英意义的评价网络媒体交互艺术创作的权威机构。

近年来，国内出现了许多优秀的Flash动画设计师，他们凭借Flash的强大动画编辑功能，创作了一大批脍炙人口Flash动画短片，但这些被赞誉为“闪客”的设计师主要是从事基于二维平面的动画创作，是传统动画在新科技背景下的延伸。国内虽然也有与FWA相类似的机构和团队，也出现了一批专攻于具有人机交互与信息传播特性的网络媒体艺术设计师，设计和开发了一些颇有新意的Flash互动网站，但就其艺术格调和表现技巧方面还处于有待发展阶段，相关的理论研究更是罕见。

如果说FWA中的一行行链接文字和一幅幅图片是通往Flash交互艺术世界的航标，那么徜徉在这一艺术世界时所历经的一次次数据交互、信息反馈、鼠标行为的交互体验就是抵达“沉浸式”感受的方舟。若要实现具有“沉浸式”感受的效果，就必需在视觉设计和实现交互式数据呈现方面做到极致，需要视觉艺术设计师与计算机程序工程师进行密切配合，这一现象也就推动了对复合型人才的培养。在网络媒体艺术设计的学科教育方面，学科的分化变得愈加细致，使学生有所偏重地掌握网络媒体艺术设计的技能。

Robert Penner就是探索使用计算机程序语言来实现创意思想的奇才，他在《Flash MX编程与创意实现》中展现了独具创造力的程序设计和视觉设计理念。深入地探讨了以Action Script创建动态视觉效果的方法，内容覆盖面向对象和基于事件的程序设计、数学、物理、色彩、绘图等专题，精选的实例讲解更是体现出作者丰富的想象力。在“运动、变形和缓动”的章节中讨论了运动的概念和数学基础。探究缓动的各种方程，并开发出一个变形脚本的面向对象的方法。

随着网络科技的迅速发展和整个社会对获取信息资源的需要日益增长，国际互联网的普及速度和宽带的覆盖一直以倍数递增，以江苏省苏州市为例，在不到两年的时间里，电信宽带用户从几千发展到了1万户，今年苏州电信宽带用户增长再次“提速”，目前苏州电信宽带用户已经接近15万。数据交换带宽的拓展从客观上推动了网络媒体向更高层次、更富多媒体意义的方向发展。如今，能提供音乐、视频在线欣赏和下载的站点比比皆是，许多国际化大公司在开发产品形象展示的多媒体交互网站时大量地使用了三维动画和视频录像。带宽的拓展使得富有创意思想的网络媒体艺术设计师有了更为广阔的表现空间，许多设计师开始了将三维动画所能创造的空间变幻效果用之于网络媒体艺术设计中，Discreet公司特地为Macromedia Flash MX开发了3D效果的导出插件，Alias公司更是开发出能导出3D效果的、兼容矢量文件格式的专用模块。

动态网络设计与开发范文第2篇

关键词： NS2； 网络仿真； 辅助教学； 网络协议； NAM文件管理软件

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）07-62-04

0 引言

随着网络技术的飞速发展，传统的计算机网络教学受到较大的冲击，在教学中引入网络模拟显出了十分的必要性与重要性。计算机网络教学一般可分为理论教学和实验教学两个部分，传统的教学模式存在很突出的问题。首先，计算机网络课程从设计到许多复杂的概念和原理，教学中通常使用幻灯片来教学，无法简单灵活地来展示动态过程。学生在学习中感到枯燥乏味，难以理解，导致渐渐失去兴趣。其次，实验器材比较昂贵，实验室内配备的实验器材数量有限，很难达到较高标准的实验环境，并且实验的时间也是有限的，学生无法充分地理解并且掌握通信技术以及网络工程应用能力，久而久之更加感到无趣。

解决这一难题的有效方法是，在教学中引入网络模拟技术，使用NAM工具，可以清晰地向学生展示网络协议的动态运行过程，提高学生的学习效率，改善教学效果。

1 NS2仿真软件简介

NS2是一款开放源代码的网络模拟原件，由美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的MASH研究组开发。NS2能够仿真多种网络上的众多协议，这些协议涉及到网络的各个层次[1]。

NS2的本质是一个面向对象的离散事件模拟器[2]，所有的仿真都是由离散事件驱动的。NS2采用C++和OTcl两种开发语言进行开发，底层仿真引擎主要用C++编写，OTcl作为仿真时的命令和配置语言。C++是强制类型的程序设计语言，程序模块运行速度非常快，易实现精确复杂的算法。Otcl是无强制类型的脚本程序编写语言，具有简单、容易实现和修改的特性，可以在不必重新编译的情况下修改仿真参数和仿真过程，两种语言的结合使NS2的仿真效率特别高。

NS2为基于Unix平台的开源免费软件，可以在其官方网站下载。同时也可以在Windows下使用，鉴于多媒体教室以及实验室条件，可以采用Windows+Cygwin+NS2的安装方式。

2 NS2模拟仿真实验管理器

为了方便管理编写后的NAM文件，开发了NS2模拟仿真实验管理器（图1）。该软件以nam-1.0a11a-win32.exe[3]作为插件，以支持对NAM文件的播放。该软件具有添加、删除NAM文件的功能，另外还可以查询常用的脚本代码。它使用简单、方便，是管理NAM与编写脚本的得力助手。

3 NS2应用于教学的优势

⑴ NS2丰富的组件模块。NS2提供了丰富的网络组件，如各种节点、链路延迟、队列管理以及从数据链路层到应用层中的多种协议[4]。课堂使用的仿真过程比较简单，无需对NS进行扩展，因此只需要稍作修改或者编写一个OTcl脚本，就可以达到课堂教学的需求。

⑵ NAM生动形象的动画。有些课程内容比较难以讲述和理解，但是通过动画方式便简单多了。比如在学习路由协议时，通过NAM动画和Xgraph，帮助学生理解路由的变化情况。NAM可以将网络拓扑结构和仿真脚本的运行过程以动画的形式生动形象地显示出来，Xgraph则通过平面坐标图的形式显示运行时获取的数据。

⑶ 缓解高校建设网络实验室的压力。使用NS2，学生完全可以在单机环境中模拟整个网络的各个元素，学校可基于原有的网络实验设备，只需投入较少的资金就能为大量学生提供实用的网络设计与操作环境，既节约了实验成本，又能得到较好的实验教学效果。

⑷ 学生的知识体系在深度和广度上得到拓展。学生能灵活地掌握自己的实验时间，不受传统真实实验室关闭和开放时间的限制，重点攻克自己的难点；按照自己的进度，自主地选择自己所需要的实验内容。同时，有利于加强对学生自学能力的培养。从而可以开拓学生视野，激发学生实验的兴趣，有助于学生创新思维能力和动手能力的培养。

4 NS2在教学中的应用

NS2的体系结构复杂，对于初学者来说具有很大的困难[1]，为了将NS2应用到计算机网络课程的教学中，需要设计合理的教学方案。首先，在授课前，教师编写或者修改NS2仿真的源代码，然后在授课时演示仿真实例，做到深入浅出。为了使得知识更加形象直观地展示给学生，对于仿真中的参数，需要精心设计。其次，在实验教学中，教师向学生提供NS2的仿真实验脚本，学生通过运行实验脚本，加深对于理论知识的理解，并且建议学生修改脚本中的仿真参数，观察和思考不同环境下的实验结果，最终将知识消化和吸收。对于编程能力较好的同学，教师可以设计一些题目，让学生独立编写仿真脚本代码，这样不仅能加深学生对知识的理解和NS2的掌握，同时培养学生的动手操作能力以及独立思考的能力。

以下给出的是计算机网络中TCP与UDP、静态路由与动态路由、CSMA/CD协议的仿真实例。

4.1 TCP与UDP仿真模拟。

TCP包含了复杂的机制，是计算机网络教学的一个难点[5]。为了便于理解，设计了TCP与UDP的对比实验。在进行TCP与UDP模拟实验时，首先建立一个网络拓扑结构图，如图2所示。

该网络环境包含了两个传输节点0和1，路由器2和数据接收端3。节点0到节点2之间与节点1到节点2之间的网络带宽都为2Mbps，传递延迟时间为10ms。网络结构中带宽瓶颈都是在节点2和节点3之间，瓶颈为1.7Mpbs，传递延迟时间为20ms。而且所有的队列模式都是DropTail，在节点2和节点3之间的最大队列长度是10个包。在节点0和节点3之间会有一条FTP联机，FTP使用的传输层协议是TCP。节点0上使用TCP，而节点1上使用UDP。目的节点3使用TCPsink来接收TCP数据，并返回ACK数据包。

在本仿真实例中，0.1秒时，节点1开始向节点3发送CBR数据流（速率恒定数据流），图3为NAM动画的截图，图中连线为链路，线上方的流动的图形为数据包，在NAM动画中可以控制动画的播放速度，可以清晰的看到CBR数据流的恒定发送情况。

UDP为面向无连接的，因此，节点3没有向节点1返回确认包。1.0秒时，节点0开始向节点3发送FTP数据包，图4为NAM动画的截图，TCP为面向连接的可靠传输协议，图中连线下方的竖线便是节点3返回节点0的确认包。初始拥塞窗口大小设置为1，随着时间的推进，节点0收到节点3返回的确认包，在TCP协议的控制下，发送窗口的大小成倍增加，当拥塞窗口增加到一定程度时，节点2出现丢包现象（图4中节点2下方的方块即为丢弃的数据包），节点3返回的确认包少于节点0发送的数据包，节点0将重传丢失的数据包，并且减小发送窗口的大小。在NAM动画中，可以观察到节点2丢失的数据包中也包含CBR的数据包，由于UDP是面向无连接的，节点1并不知道丢失了数据包，依然继续发送CBR数据流。在本仿真实例中，学生可以直观地观察到TCP的拥塞控制、TCP慢启动以及TCP与UDP鲜明的对比，轻松而愉快地掌握了原本枯燥乏味的协议理论知识。

4.2 静态路由与动态路由仿真模拟

路由协议是学生学习中的重点，其概念抽象，同时也是一个难点[6]。NS2提供了对Dijkstra、静态路由、动态路由、组播路由等多中路由协议的支持，因此设计了动态路由与静态路由的对比仿真实验。

4.2.1 静态路由仿真模拟

模拟静态路由。图5与图6为静态路由的NAM截图，网络拓扑如图5所示。在图5中，1.0s以前数据正确传送，通过链路（n0，n1，n3，n4）进行传送。如图6所示，当到1.0s时链路（n1，n3）发生问题，由于是静态路由，其没有重新选择链路的功能，数据传送进入瘫痪状态，节点3附近的数据包，为链路断开后，节点1丢弃的数据包。通过NAM动画可以看到，每经过一段时间节点0会进行尝试性传送，直到断开的链路重新恢复正常，数据包又在原来的链路上进行传送，数据发送情况与图5相同。

4.2.2 动态路由仿真模拟

模拟动态路由。图7与图8为动态路由的NAM截图，网络拓扑如图7所示。通过观察NAM动画看以看到，动态路由协议在连接开始之时，各个节点之间相互交换路由信息。当确定最短路径之后，便开始通过这条路径向目的网络发送数据，如图7所示，链路为：n0，n1，n3，n4。链路（n1，n3）发生问题后数据发送如图8所示。这时根据动态路由算法，更新各自的路由表，重新选择代价最小的路径到达目的网络，链路为：n0，n1，n2，n4。节点3附近的数据包为链路出现故障时节点1丢弃的数据包。当链路恢复时，再次更新路由信息，使用代价最小的路径发送数据，重新变为链路n0，n1，n3，n4，此时因为所有链路都没有问题，不会有数据包的丢失，数据发送情况与图7相同。

通过静态路由与动态路由协议仿真实验的观察以及对比，学生可以轻松地理解静态路由和动态路由建立的过程，以及它们各自应对链路故障的方法。原本抽象的路由协议的每一个过程都通过NAM直观的展现出来，学生因此也很容易记忆与掌握。

4.3 CSMA/CD仿真模拟

CSMA/CD是工作在数据链路层的协议，原理简单并且易于实现，但是不少同学对于如何实现侦听不能很好的理解。于是我们设计了本仿真实验。图9为NAM动画的截图，创建一个总线型的局域网，并且在MAC层使用了CSMA/CD协议。在本实验构建的这个总线型局域网中，包含了12个节点，将局域网的带宽设置为10Mb，时延设置为10ms，队列类型设置为DropTail。节点9向节点10发送数据，在进行播放NAM动画时，控制播放速度，可以很好地观察到整个传输过程，很容易理解侦听的实现、LAN的资源共享与竞争机制。利用本仿真实验，我们可以更好地理解CSMA/CD协议。

5 结束语

在教学实践中，将NS2引入教学，使理论知识的学习不再枯燥乏味，学生可以更加轻松、深入地学习，学习兴趣也得到提高。NS2中的NAM动画工具不同于传统的幻灯片和视频等其他演示工具，它具有很高的灵活性，直观性，准确性，在理论知识的教学中可以化抽象为具体，把抽象的网络协议运行过程直观地呈现给学生，激发学生的学习兴趣，提升教学效果。对于学有余力的学生，可以让他们深入学习NS2，独立编写代码，构思并且设计实验，提高创新思维能力[7]。任课教师应当建立一个数据库，或者教学平台，用于存放了常用的仿真脚本、测试题以及NS2资料，让学生能自行下载，进行自主学习喝相互讨论。因此，下一步的目标就是建立这种教学平台。

参考文献：

[1] 方路平，刘世华，陈盼等.NS-2网络模拟基础与应用[M].国防工业出版社，2008.

[2] 李大勇.NS2仿真软件在无线网络教学中的应用[J].微计算机信息，2010.19：181-183

[3] http：//isi.edu/nsnam/nam/[EB/0L].

[4] 刘俊，徐昌彪，隆克平.基于NS的网络仿真探讨[J].计算机应用研究，2002.9：56-59

[5] 谢希仁.计算机网络（第五版）[M].电子工业出版社，2008.

动态网络设计与开发范文第3篇

摘 要：探讨了计算机网络课程实践教学的现状，提出教学内容、教学方法和教学资源建设的思路，并对教学内容的建设进行了深入研究和实践。实践结果表明，实践教学改革能激发学生学习计算机网络的兴趣，提高学生实践动手和创新能力。

关键词：计算机网络；实践教学；教学研究

计算机网络是计算机技术和通信技术相结合而成长起来的新兴技术，并在当今的信息社会得到了广泛的应用，因此计算机网络课程被列为高等院校计算机专业和非计算机专业开设的核心课程之一。在我校为网络工程专业、计算机科学与技术专业、软件工程专业以及其它非计算机专业开设了这门课程 [1]。

1 计算机网络课程实践教学的现状

计算机网络这门课程的主要内容是计算机网络的基本原理和TCP/IP网络协议[2-3]，理论知识多，且内容抽象。绝大多数的学生都会感到学习协议与原理极为枯燥乏味,继而失去学习的兴趣。而且实验学时数比较少,缺乏全面的实践培训。计算机网络实验内容不好组织。因此很多学校或专业开设的实验内容比较片面[4-5]。

近些年来有许多关于计算机网络课程实践体系的研究，也有很多学校把它列为精品课程建设的很重要的一部分。但是计算机网络实践教学还是普遍存在着很多缺陷：(1)实践教学对象：学生的相关知识较薄弱，且程度参差不齐。(2)实践教学目标：以基本的验证性实验为主，以研究与开发为辅，学生后劲不足。(3)实践师资力量：较为薄弱，需要培训，计算机网络是一个特殊的领域，当前并不是每个老师都具有设计、管理大型网络的经验和能力，由于缺乏实践经验必然导致教学中理论和实践相脱节。(4)实践教

学模式：计算机网络课程在进行实验教学时仍然把重点放在让学生看演示或参观已经建好的网络环境等方式帮助学生理解，主要体现了老师以教为主而忽视了学生是认知的主体，师生之间缺少互动，学生热情很难激发，从而不利于培养学生的创造性能力。(5)实践教学形式：主要以计算机网络实验课为主，实验课依附于理论教学，内容不系统、随意性大，实验内容也受到限制。所以，作为学生很难更好地理解和掌握计算机网络基本原理、网络通信技术和锻炼他们的网络工程能力。因此，要想全面提高计算机网络课程的教学效果，培养高素质的人才只有进行改革和创新，研究并制定好该课程的实践教学的相关内容是十分必要的[6-7]。

2 计算机网络课程实践教学改革的思路

1) 实践教学内容的建设。积极进行体系结构的建设。针对各专业特点和学生能力的差异，在实验和课程设计的内容安排上和组织形式上采取多层次的体系结构。使其具有初级技能训练、中级技能训练和高级技能训练，不仅可以和理论教学互相良好动态循环，还可以进行探索性实践；能进行“开放型”实验，让学生利用课余时间在实验室自由练习相关的实验项目，巩固先前所学的知识，使学生的学习自主性大大提高。

2) 实践教学方法的改革。①多种教学方法交叉使用。使学生由接受者转变为主动参与者和积极探索者，在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、去探索、去发现，鼓励学生大胆提出问题。②多种教学手段交叉使用。采用传统的教学方式以及依托现代化技术手段进行网络化教学。使学生在实验室主动进行实验学习、在实验室以外也能自主学习。③进一步优化考评方式。在实践教学中加入过程考核，使学生在实践前积极思考、实践中积极参与、实践后积极思考。

3) 实践教学资源的建设。①编写适合层次教学的设计指导书。②提供各种教学资源的教学网站。③为所有参与网络课程实践的学生提供账号和主页空间, 学生可以通过校园网在该空间中进行网络实验要求的除网络硬件外的大多数课程实验。④积极进行“开放型”实验探索[8]。

3 计算机网络课程实践教学内容的建设

3.1 基于计算机网络教学基本实验内容的建设

根据教学大纲和实验教学条件，针对学生必须掌握的理论知识和基本技能，按照计算机网络的体系结构设计了7个实验内容。实验一：进行网线制作和组网实验。要求掌握有关网络的最基本的原理。实验二：交换机划分VLAN(虚拟局域网)。要求掌握交换机基本命令和虚拟局域网的基本原理。实验三：Windows Server网络基础。要求掌握系统的安装、配置，以及日常应用。实验四：路由器静态路由的配置。要求理解路由器在网络互连中的作用和工作原理，路由器静态路由的配置方法。实验五：路由器动态路由的配置。用来理解路由协议的基本工作方法和路由器动态路由的配置方法。实验六：网络数据包的截取和分析。用来掌握交换机的端口镜像技术及网络嗅探技术。实验七：网络安全实验。掌握路由器访问控制列表的安全性的配置及防火墙的基本设置。

教学基本实验内容的建设可以使计算机网络课程的理论教学与学生实践动手能力培养不脱节，使许多学生通过实验去深刻理解计算机网络这门课程的基本原理和掌握基本技能而不是感觉这些原理特别枯燥、难学，继而失去了学习此门课程的兴趣[9]。

3.2 基于计算机网络教学开放性实践内容的建设

由于计算机网络课程实验教学课时的限制，所开设的实验内容及学时远远不能满足学生深入学习计算机网络相关知识的需要，所以可以利用课外时间，给有兴趣学习的学生开展课外“开放型”实验教学，从而延伸课程实验的载体。从实验题目的选取、实验环境建设、流程管理到成绩评定等方面都要进行研究和创新。

为培养学生的自我学习能力、将来工作的能力，以及提高实验环境的配置，可以将实践内容进行扩展，具体内容可以分为两部分：第一部分针对交换机、路由器进行实验。组织了划层次的实验内容。其中，初级实验有：交换机基本配置；交换机划分VLAN实验；路由器基本配置；路由器静态路由配置；应用层协议分析；路由访问控制列表的配置。中级实验有：交换机堆叠；使用TELNET方式管理交换机；动态路由的配置；单区域OSPF基本配置；生成树配置；PPP认证。高级实验有：交换机链路聚合；交换机端口与MAC绑定；NAT地址转换的配置；多区域OSPF配置；跨交换机相同VLAN间的通讯以及文件备份。第二部分针对网络协议分析工具也称之为网络封包分析软件或者称为嗅探器，是一种基于被动侦听原理的网络分析方式。使用这种技术方式，可以监视网络的状态、数据流动的情况以及网络上传输的信息。目前常用的协议分析软件有Sniffer pro，Wireshark，OmniPeek等几种。让学生学习和使用这些工具，深入学习计算机网络课本里所讲述的TCP/IP(Trans- mission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际互联协议)的参考模型的四个层次(包括应用层、传输层、网络层、网络接口层)，每一层中所涉及的计算机网络协议的相关工作原理。这部分开放性的实验内容可以使基础不太扎实的学生进一步巩固课堂实验的内容，也为能力较强的学生提供了更上一步的学习平台。

对实验课程的考核方式也要在此基础上进行改革。为此，加大实验成绩在总成绩中所占的比重，对于开放性实验，学生可根据个人意愿进行分组选题或自选题，鼓励学生在做每个实验时开动脑筋独立解决问题，最后随机抽查学生对实验中所出现问题的理解，查看学生如何围绕实验目标来解决问题的思路而不过分拘泥于实验的结果，对进行实验的学生酌情加分。激发学生学习的热情，从而进一步培养学生的创造性能力[10]。

3.3 基于计算机网络课程设计内容的建设

课程设计是课程教学中的一项重要内容，是完成教学计划达到教学目标的重要环节，是教学计划中综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。计算机网络作为一门专业主干课程，具有极强的实践性，必须使学生灵活掌握理论知识和建立与管理计算机网络的能力。故在计算机网络课程学习完成后，安排课程设计教学环节，课程设计的内容也要体现培养学生选用参考书，查阅手册及文献资料的能力；培养独立思考、深入研究，分析问题、解决问题的能力；通过实际分析设计、编程调试，掌握计算机网络通信的基本规程，以及协议的利用方法，体会体系结构分层的思路；并且学生能够按要求编写课程设计报告书，培养出严谨的科学态度，严肃认真的工作作风，和团队协作精神。

为了体现上述课程设计的目标，特在局域网组网技术、网络互联技术、计算机网络管理、网络与信息安全技术、计算机信息系统集成项目管理、网站设计与网页制作、网络应用编程、计算机网络方案设计等相关领域组织了若干题目让学生进行选择，巩固和加深对计算机网络原理的理解，提高综合运用所学知识的能力。

4 结语

通过计算机网络实践教学的建设，一方面不断更新实践的内容和实践的环境以适应计算机网络技术的发展和社会对网络人才的需求，使之更贴近于实用，激发学生学习计算机网络的兴趣。另一方面加大对学生动手能力的培养力度，培养学生自己发现问题、分析问题、解决问题和创新的能力，为他们将来进入社会打下良好的基础[11-12]。

参考文献：

[1] 张念发,朱水龙,刘长征.“计算机网络”课程教学方法改革研究[J]. 现代计算机,2010(8):50-52.

[2] 谢希仁. 计算机网络[M]. 北京:电子工业出版社,2008: 25-27,216-217.

[3] Andrew S.Tanenbaum. 计算机网络(中文版)[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2004:35-37.

[4] 邢翠芳,张正霞,等. 计算机网络课程教学改革探讨[J]. 电脑知识与技术,2010,6(20):5557-5558.

[5] 陈琳.“计算机网络”教学改革研究[J]. 长江大学学报,2010,7(1):328-329.

[6] 马永山. 计算机网络课程实践教学的改革与实践[J]. 科技资讯,2007(8):136.

[7] 司文建,周楠.“计算机网络”课程实验教学规范化探讨[J]. 福建电脑,2008(9):199-200 .

[8] 朱志国.“计算机网络”课程实验教学的思考与探索[J]. 经济研究导刊,2009(1):244-245 .

[9] 湛德照.“计算机网络”实验教学优化探索[J]. 现代计算机,2010(1):84-86.

[10] 卢加元.“计算机网络”课程实验教学研究与改革设想[J].福建电脑,2007(8):214-215.

[11] 张纯容,施晓秋,吕乐. 面向应用型网络人才培养的实践教学改革初探[J]. 电子科技大学学报:社会科学版,2008(4):62-65.

[12] 胡晓娅. 基于创新能力培养的计算机网络课程教改研究[J]. 理工高教研究,2008,27(4):116-118.

Practical Teaching in Computer Network Courses

LI Juan, MA Fei

(School of Computer Science & Engineering, The North University for Ethnics, Yinchuan 750021, China)

Abstract: Through analyzing the disadvantages of the practical teaching of Computer Network course, this paper has studied the practical teaching method of computer network and made some improvements. The result suggests that the new method can stimulate students’ interest in computer network and improve their practical and creative ability.

Key words: Computer Network; practice teaching; teaching research

动态网络设计与开发范文第4篇

“如今的流量模式主要为东西加南北流动，且延时与可扩展是主要的考虑因素，所以数据中心架构师现在主要关注新型的两层云网络架构――即开放的、支持虚拟化的（virtualization aware）、可靠的以及灵活的两层云网络架构。”―― Nick Lippis（The LIppis Report的独立分析师和出版人）

落后的网络层

纵观计算的发展史，是一部逐渐从专有走向开放的历史。从计算、网络和存储资源都是专有资源的大型机机时代开始，业界就一直坚定地致力于实现数据中心这些资源层的开放化和基于标准化。例如，服务器与软件厂商都倾向于采用基于Windows、Linux 以及VMWare等标准化操作系统的英特尔 X86 架构。同样，存储厂商也一直在围绕光纤通道、FCoE与iSCSI标准展开协作。(见图 1)

另一方面，创新的步伐已经加快。过去，由于数据中心堆栈的三层都是来自同一提供商，因此大型机的开发周期往往以数年计算。而现在，基于标准的产品研发生态系统已经形成，变革的速度可以以月计算。

在这种情况下，客户并不愿意将自己捆绑在某一个厂商的创新速度上。从世界范围来看，来自社交网络、搜索引擎以及游戏门户领域的领袖厂商正在以各自的方式不断集成开放式的产品，而不是如以往一样依赖供应商告诉他们如何建设数据中心，这恰恰推动了网络以前所未有的速度飞速发展。

最终，数据中心堆栈的所有层――包括计算、存储和网络――都将是开放的，以便为客户提供最丰富的选择和最大的灵活性。架构、自动化以及生态系统也将是开放的，以充分满足数据中心所有者最为广泛的需求。

走向开放式的发展趋势使得构建动态的虚拟化数据中心变得相对简单。在动态的虚拟化数据中心环境中，计算资源的创建或者停用都能在运行状态中实现，这也是云计算的精髓所在。但令人遗憾的是，网络层的发展没有跟上开放式发展的步伐。每个大型网络厂商都已经开发了专有软件、控制面或者互连技术，它们限制了用户灵活选择计算服务器和存储设备的权利。正是限制了选择权，封闭的网络层迫使用户不得不通过特定方式构建数据中心，而这些方式并不能满足其实际需求。相比之下，开放式的生态系统则可帮助架构师采用最先进的技术快捷灵活的构建数据中心。(见图 2)

开放式云网络框架

Force10开放式云网络框架（OCN框架）为云数据中心以及传统数据中心网络提供了巨大的灵活性、高性能以及可管理性。Force10开放式云网络框架（OCN框架）基于扩展了的硬件、系统和自动化软件解决方案组合，以及合作伙伴/用户生态系统服务，使得数据中心的基础设施是根据用户的需求、而不是供应商的需求而建。开放式云网络基于三个关键要素：开放式架构、开放式自动化以及开放式生态系统。

开放式架构

开放式云网络架构中的接口、互连、控制面以及网络运营中所有其他方面要求采用开放的、基于标准的技术，这就确保了，支持任何计算或存储方案的网络都能支持开放式标准。(见图3)

这种方法为数据中心管理者针对特定需求选择解决方案时提供了前所未有的高度灵活性。Force10认识到没有完全一样的数据中心，只有开放式云网络方案能够提供其它方案无法提供的高度灵活性以满足数据中心的多样化需求。

开放式云网络架构包括核心与柜顶层 (ToR) 解决方案。数据中心运营商可选择 Force10 multi-terabit固定配置的机架式 Z 系列（Z-Series）核心平台和性能一流的 S 系列（S-Series）柜顶式平台，包括下一代 S7000。支持Force10交换机的 Force10 操作系统 (FTOS) 可提供经客户验证的、具有超强可扩展性和超高可靠性的软件，以确保最高性能和最长的正常运行时间。除此之外，其 100% 基于标准的开放式方案可将数据中心架构师从繁琐的工作中解放出来，他们无需对数据中心堆栈的每一层进行混合匹配。(见图4)

开放式核心网络 ― Force10 可提供两种高性能开放式核心架构，即针对传统数据中心而设计的传统层级架构以及针对光纤网络 (Fabric) 部署而优化的新一代分布式架构。两种架构都是以基于标准的，具备更高的性能与更低的成本优势，极大地推进了现有任何网络环境的进化与发展。(见图5)

开放式柜顶层（ToR）网络 ― Force10 的 S7000 通过将网络、应用与存储网络进行完美结合实现了柜顶层的开放。S7000通过整合 4 个高度灵活的应用模块与无阻塞 10/40GbE 端口相结合，将柜顶层的聚合能力提到了前所未有的高度，无需额外的服务器与应用设备。另外，任何一个以太网端口都可在软件中根据本地光纤通道或以太网光纤通道 (FCoE)进行配置；应用模块包括刀片服务器模块，使客户能够直接在交换机上运行负载均衡、防火墙或其它应用，有助于数据中心降低复杂性，优化操作。

“Force10在其开放式云网络框架OCN中采用开放式、基于标准的架构方案对市场来说是一个好消息。通过OCN框架，用户可通过灵活选择最佳的存储、应用程序、编排（orchestration）、网络和计算解决方案，有助于降低资本性支出。” ―― Michael Howard（市场研究公司Infonetics Research首席分析师兼共同创始人）

开放式自动化

Force10 的开放式自动化TM (OA) 框架在为数据中心运营提供基于标准的自动化方面处于业界领先地位。第一版开放式自动化TM (OA) 框架不但为 Force 10 交换机提供了自动化”裸金属”配置功能，同时还可通过 Perl 或 Python 脚本实现其它控制或监控功能的自动化。OA2.0在继承第一版本优势的基础上，又新增了多项新服务及功能。自动化对任何规模的数据中心都具有非常重要的作用，因为它可帮助运营商动态地对网络、计算以及存储资源进行调配和整合。要提供最丰富的选择，自动化就不应该迫使用户沿着单一厂商的道路前进。开放式自动化旨在帮助用户使用自己选择的解决方案实现自动化。

实际上，虚拟化技术的使用在大大提高了数据中心的响应能力的同时，也增加了其复杂性。IT 管理人员现在需要管理成百上千甚至成千上万的虚拟机以及其相关的存储和网络，这就要求数据中心的基础设施必须具有更高的响应能力以快速适应不断变化的应用需求。另外，服务器、存储以及网络基础设施已经不能再作为独立的孤岛来进行管理，而应将其视为一个统一的动态环境。开放式自动化通过采用行业标准和通用行业技术解决了这些技术难题，使 IT 管理人员能够运用业界最佳的技术以部署虚拟环境。

OA 2.0 的新功能包括：

DevExchangeTM ―DevExchange是一个开放的论坛，以便开发者自由交流和讨论智能脚本（SmartScripts）相关以及Force10产品其它自动化功能相关的信息。DevExchange本身还是一个应用程序商店，并提供一系列专为Force10用户以及支持人员打造的论坛，这将极大的促进新智能脚本（SmartScripts）的开发与应用。

ScriptStoreTM―SmartScrpits智能脚本可以使用Perl或Python语言加以编写，因此，受（Perl或Python这两种语言）支持的Force10产品都可以通过采用SmartScrpits实现自动化。ScriptStore将是一个在线商店，用户通过它可获得智能脚本。网站上还将设有用户论坛以供开发者交流有关“开放式自动化”的信息。

开放式光纤架构管理器 ―Force10操作系统软件FTOS现在包括一个统一光纤架构管理工具，允许数据中心管理员将将多个Force10交换机视为一个交换机来加以控制和管理。

开放式连接以及可扩展的Web GUI―― Force10支持、并针对其交换机/路由器平台推出了更高级且可扩展的Web GUI。该GUI提供了相当便捷的平台访问和控制功能。用户不再需要精通命令行界面（CLI）就可以掌握和管理Force10设备。该GUI解决方案采用直观的既有实现方式，通过扩展来为渠道和客户提供增强的功能。用户通过拖放式操作可快速高效地改变GUI功能及皮肤设计。

“Force10 开放式云网络框架Open Cloud NetworkingSM与其产品与技术（即全新的ZettaScaleTM系列交换机和S7000TM云交换机）恰好解决了这些难题，为架构师提供了先前业界产品无法提供的设计选择。” ―― Nick Lippis（The Lippis Report编辑兼出版人）

开放式生态系统

Force10 正在致力于联合业界基于标准的面向市场的解决方案及技术的领先提供商，为数据中心在选择最佳解决方案的过程中提供无与伦比的高灵活性与可选择性。Force10 深信开放式生态系统是释放数据中心全部潜力的关键必备要素。简而言之，就是（可选择性在）数量上的保障性――参与解决问题和创新的人数越多，就越好。最终，范围最广泛的生态系统拥有的可选性最高。Force10 正在支持并积极参与开放式生态系统的建设，不但为范围更广泛的不同行业提供交换解决方案，并且也致力于实现与其他领先的开放式计算与开放式存储解决方案的兼容性。

此外，Force10 正积极参与制定开放式云计算的标准，并已经成为开放式网络基金会的创始成员。Force10 也是英特尔赞助的开放式数据中心计划 (ODCI) 的成员。

结论

云计算作为实现快速、高效的提交计算资源并降低管理成本的最佳模式，在业界正在被迅速认可。然而，如果数据中心的计算、网络和存储层之间不是基于开放式、基于标准的接口和软件，云计算就不能发挥出最大的潜力，云计算的愿景也就无法实现。Force 10 的开放式云网络框架（OCN）可提供网络层面所需要的开放性，通过与高度灵活的开放式自动化软件相结合，将为数据中心管理人员提供最最广泛的可选性与前所未有的高性价比。(见图6)

Arpit Joshipura

动态网络设计与开发范文第5篇

一、故障现象

单位局域网规模不是很大,只有20台左右的普通计算机,这些计算机统一使用的都是DHCP服务器提供的动态地址,平时它们都能通过局域网进行共享上网,并且网络访问速度也是不错的。可是,最近局域网中有一位用户向网络管理员电话反映说,他的客户端系统现在上网突然变得非常奇怪,有时能够打开网站主页面,但是所有子页面都不能正常访问,有时候所有网站页面都无法访问,更严重的是所有网络访问行为有时都不能正常进行,很明显这些现象都应该属于网络间歇性断线故障。

对于网络间歇性断线故障,网络管理员想当然地认为很可能是网络线缆接触不良,或者是网线断裂,也有可能是网卡设备被意外关闭运行了;于是,建议上网用户尝试着重新插拔网络线缆,或者更换新的网线,不过这些常规措施都不能恢复正常的网络连接状态。不得已,网络管理员只好亲自来到故障现场,对故障现象进行仔细勘察,以期能找到蛛丝马迹。

二、查看端口

由于故障计算机是通过交换机接入单位局域网的,而连接到交换机上的其他计算机上网状态都正常,这说明交换机的工作状态也是正常的,那会不会是恰好连接故障计算机的交换端口存在问题呢?于是,网络管理员立即以telnet方式远程登录进入目标交换机后台系统,并在特权模式状态下依次执行“system”、“display interface”命令,来查看目标交换端口的状态信息,结果发现指定交换端口已处于“up”状态(如图1所示),显然该交换端口的工作状态是正常的;可是,没有多长时间,再次执行相同的命令来查看指定交换端口的状态信息时,发现该交换端口又变成“down”状态了,这是怎么回事呢?看来,仅从交换端口的状态信息中,无法找到问题的答案。

三、查看连接

既然交换端口的状态不停地在“up”和“down”之间进行切换,那会不会是网络连接不牢靠呢?为了验证自己的猜测,网络管理员打开故障客户端系统的运行对话框,在其中执行ping命令,测试局域网的网关地址是否能够正常ping通时,发现ping命令返回的运行结果果然是时通时断的,这说明网络连接存在物理连接不牢靠的嫌疑。

为了排除这方面的嫌疑,网络管理员先是使用专业的线缆测试仪器,对连接故障计算机的网络线缆进行了连通性测试,发现这条网络线缆不存在短路或断裂的嫌疑;之后,网络管理员将网络线缆两端的水晶头重新插拔了一下,确保网络线缆与网卡设备和交换机端口之间连接牢靠。完成上面的操作后,网络管理员再次在故障客户端系统运行框中,执行了ping命令,来测试局域网的网关地址是否能够正常ping通,可是这一次还是没能如愿,显然造成网络间歇断线故障现象的因素不是物理连接。

四、查看网卡

在排除交换端口、连接线缆等因素之后,网络管理员开始怀疑网卡设备上存在问题了。会不会是网卡设备没有与计算机主板插槽接触牢靠,造成了网络连接不稳定呢?网络管理员立即打开计算机机箱,准备将网卡设备重新插一下,可是让他没有想到的是,该计算机中的网卡设备是集成在主板中的,不存在接触不牢靠这一现象。

在排除完网卡接触不牢靠因素后,网络管理员担心网卡设备在质量方面存在问题,为此他又打开故障客户端系统的属性设置界面,单击“硬件”选项卡,在对应选项设置对话框中单击“设备管理器”按钮,弹出故障客户端系统的设备管理器窗口,选中目标网卡设备选项,同时用鼠标右击该选项,从弹出的右键菜单中选择“属性”命令,打开目标网卡设备的属性对话框,在该对话框的“常规”选项页面中网络管理员看到目标网卡设备的工作状态是正常的(如图2所示),这说明网卡设备在硬件性能方面不存在问题。

既然网卡设备状态是正常的,那有没有可能是网卡驱动程序与故障客户端系统不兼容,造成网络连接发生间歇性故障呢?想到这里,网络管理员毫不犹豫地删除掉网卡设备,之后采用手工方法重新安装了一遍网卡驱动程序,同时正确配置了各个上网参数,最后还将故障计算机系统进行了重新启动。原本以为这次肯定能够将故障现象解决掉,哪想到当网络管理员重新进行上网访问测试时,发现上面的故障现象还是一模一样,这说明上面的努力几乎都是白费。

五、查看模式

在打开机箱外壳,查看网卡设备的插入状态时,网络管理员顺便查看了网卡型号,发现该网卡是Realtek品牌的10/100M自适应网卡,这种类型的网卡要是与交换端口工作模式不匹配的话,很容易造成网络连接不稳定的故障现象,那这里的网络间歇断线故障会不会是网卡与交换端口之间的工作模式不匹配引起的呢?为了排查这方面的嫌疑,网络管理员再次进入交换机后台系统,并执行“display interface”命令,查看了指定交换端口的状态信息,发现目标交换端口使用的是100M全双工模式;之后,网络管理员又打开故障计算机的设备管理器窗口,从中找到目标网卡设备,并用鼠标右键单击该网卡设备,从弹出的快捷菜单中执行“属性”命令,弹出目标网卡设备的属性设置对话框;继续点选“高级”选项卡,在弹出的高级网卡属性页面中,网络管理员发现目标网卡设备的工作模式是自动模式,按理来说,网卡工作在自动模式下,应该可以和100M全双工模式的目标交换端口进行正常通信。但是,为了稳妥起见,网络管理员还是将指定网卡设备的工作模式强行修改成了100M全双工模式(如图3所示),修改完毕后,还特定重新启动了一下客户端系统,结果发现网络间歇断线故障仍然还没有消失。

六、查看系统

在对上面的各项可能因素进行排查之后,网络管理员将目光瞄向了故障客户端系统自身状态下,他担心该系统中与网络连接有关的系统文件受到了损坏,或者是该系统遭遇了网络病毒的攻击。为了防止系统文件受到损坏,网络管理员先是打开了该客户端系统的运行对话框,在其中执行“sfc /scannow”命令,来尝试对受损的系统文件进行修复操作;可是,经过很长时间的搜索、检查,故障计算机也没有弹出提示说有文件受到损坏,这就意味着对应系统中不存在受损的系统文件。

考虑到最近一段时间局域网中ARP病毒比较常见,而该病毒一旦发作运行,也容易造成网络频繁掉线,客户端系统无法打开网页或打开网页速度非常缓慢的现象。为了排除ARP病毒的嫌疑,网络管理员在系统运行对话框中,先是执行“cmd”命令,将客户端系统切换到DOS命令行状态,之后在该状态下继续执行“arp d”命令(如图4所示),来自动清除本地客户端系统的ARP表,紧接着重新进行上网测试,遗憾的是网络状态并没有任何改善,很明显,这则故障现象并不是受ARP病毒攻击所致。后来,网络管理员索性使用最新版本的杀毒软件,对该系统进行了一次全面地病毒清除操作,以便将其他类型的病毒隐患也清除干净,可是杀到最后,竟然没有找到一个病毒,这说明网络病毒与该故障现象无关。