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关键词:网络实验室;现状;方案;规划
随着计算机网络技术的飞速发展,社会对具备网络配置、网络管理能力的人才需求不断增加,作为培养技能型、应用型人才的普通高校,如何注重实践,培养学生网络配置能力已经成为网络教学的重中之重。要培养学生网络方面的动手能力,在网络实验室里对设备进行配置的优良教学方案无疑起着非常重要的作用。它不仅是理论教学的深化和补充,也在培养学生综合运用所学知识解决实际问题上起关键作用。
作为计算机网络课程的重要组成部分,网络设备的配置实训是计算机网络专业学生必须了解和掌握的内容。学生只有了解和掌握了计算机网络原理,掌握了网络互联与实现的配置技术,才能为今后的就业、学习、研究网络奠定基础。
1网络设备配置教学现状
1.1强调实践,忽视理论
网络技术是一门非常注重实践的课程,实验课程在教学中占很大比重,但由于种种原因,有的教师在授课中往往片面强调实验和动手的重要性,忽略理论作为技术研究与学习基础的事实,忽视理论知识对实践动手调试的前期指导、规划和分析作用[1]。这种学习方式使学生不能建立清晰的网络技术知识理论体系。
有的教师甚至将几个特殊案例的实践动手调试作为网络互联与实现配置教学,根本不对网络理论知识作相应阐述,教学中即使涉及必须要用到的网络技术原理内容,也只是偏重实验环境下的教学,这样做,最终导致理论与实践脱节。
1.2追求硬件高配置,忽视规划软指导
在开设网络技术课程时,过分追求高配置实验环境,投入过多资金建网络实验室,大量购进先进网络硬件设备,却忽视实验教师的网络规划、组织和管理方面的软指导,没有真正理解网络是研究计算机与计算机之间进行通信的学科,计算机的思维模式只能是遵循人的思维模式的真正含义。试想一下,如果没有指导教师的项目分析与规划,学生拿到实验后,仅靠直接动手调试,用几条简单的命令去解决一个网络技术问题,这样的思路如何能达到深层次学习网络的目的。
1.3重就业比率提高,轻就业形势分析
调查统计显示,大多数网络技术专业毕业生就业前景广泛,91%以上的网络技术专业学生能找到工作。但是,深入了解其从事的工作岗位后,我们发现他们中在网络技术岗位上从事局域网管理与维护、网站管理与维护、网站程序设计及开发等工作的人员不多,80%以上网络专业毕业的学生都是在从事计算机销售与售后技术支持、数据录入、办公文秘等工作,他们处于计算机技术人才链的低端,就业质量可想而知。[2]其原因在于高校学科体系培养模式的课程只是普通高校课程的简化,人才培养定位不准确,人才培养特征不明显,只注重单点知识的培养,忽视综合实用技能方面的培养,培养出来的毕业生综合应用能力差,不能胜任网络技术工作。
2网络设备配置教学方案改良思路
2.1对网络实验室硬件设备的建设改良
在进行网络实验室硬件建设时,应注意合理规划,不仅考虑满足建设需要,还要密切关注当前网络技术的发展态势,尽量采用先进的技术、现成的校园网平台和合理的资金去建设网络实验室,使建成后的实验室能使用高校原有的计算机作为网络调试终端,既能满足在本地实验室进行网络实验,也能通过校园网络远程登录后经认证进入对网络设备进行调试。[3]按此要求,每个网络实验室可以建成能同时满足42人至56人进行实验的网络平台,按需配备6至8组独立的实验平台,每组实验台至少配有2台2层交换机、2台3层交换机、2台路由器、1台防火墙、1台无线接入设备、1个VoIP语音模块和至少两个高速异步串口模块。达到每个实验台既可单独进行相关的实验,也可以配合其他平台进行实验,完成更为复杂的网络环境下的综合实验。
2.2对实验教材、实验方案配备的思路改良
每门网络课程的教学内容都应有专门的教材、方案,包括实验项目具体名称、实验详细内容、每次实验所需硬件设备、网络拓扑结构图、实验人员分工和实验详细规划、设计思路等。利用这些内容丰富的专业实验教材或资料手册,对每个实验的教学目的、实验真实环境、实验所需用到的设备、实验设备间如何连接、实验的具体操作步骤、实验结果及验证等内容进行实验的开展。也可将该门学科教师在长期的教学过程中积累下来的教学资料汇总成册、编录成书,按照其教授的实验内容、详细的实验方案来作为实验用书,让学生充分利用书中经过无数次实践的组网方案进行实验。
2.3对网络设备配置实训时间的安排布置改良
实训课程尽量与计算机网络理论课程同学期进行,这样便于理论指导实践。尽量不采取先计算机网络理论课,后计算机网络设备配置实训的教学方式,这样做的原因在于,如果学生对课堂上的知识掌握得很好,在实训课上,他们就会很快编写出实现步骤、调试命令,从而更有兴趣去学习下一节的课程。反之,如果学生在课堂上知识掌握得不好,实训课就会反映出来,这会促使他们回过头来重新拿起课本学习理论知识,实现理论与实践的第二次完美结合,它可以提高学生理解网络、调试网络的能力,最终锻炼学生独立分析、解决问题的能力。
2.4对高水平师资的培训力量、培养力度改良
我们应选用既有扎实的计算机网络基础理论知识又有较强实践动手调试能力的教师担任网络设备配置实训教师,以便学生得到充分的指导。因为,有计算机网络基础理论知识的教师可以帮助学生解决实践中遇到的理论问题,引导学生进行网络规划、网络分析,学生理论搞懂了,实践起来才能得心应手。[4]同时,我们还选用具有较强实践动手能力调试的教师,用其丰富的经验帮助学生以最快的速度找到实践中遇到的问题,激发学生学习的主动性和兴趣,有效利用计算机网络资源,帮助学生深入了解和掌握计算机网络的原理和技术,从而节省学生宝贵的实践时间。
3网络设备配置教学方案设计
通过合理的教学方案设计,让学生对网络设备配置有总体认识,在此基础上,对网络组网、互联与设备配置实训进行分析和研究,使学生更好地理解计算机网络组网整体技术。参照此要求,我们按组网步骤将教学方案设计分为以下几方面。
3.1组网基础教学方案设计
从目前较常用的星型网络拓扑着手设计教学方案,其涵盖的教学内容,如表1所示。
改变以往传统组网基础先从理论着手进行教学的顺序,转而按上述教学内容、学时、教学方式教学,让学生从对网络完全不了解过渡到对网络有一个浅层次的认识,使学生认识到组建一个小型计算机网络所需要的硬件设备有哪些,对最基本的传输介质――双绞线做到能按不同标准做出T568A、T568B线序,掌握网卡的安装,熟悉交换机、路由器的工作原理和简单的参数配置,基本认识清楚计算机网络基本运行环境,这对下一步具体开展网络设备配置部分内容的教学可以起到很好的先导作用。
3.2交换机教学方案设计
从交换机的应用角度着手,设计教学方案,方案分为基本配置与高级配置实验内容,具体教学内容如下表2所示。
按上述内容进行分设备单项教学,让学生实际操作实训,达到掌握交换网络中最常用的设备――交换机配置技术,从对交换机进行基本的配置着手,进一步划分VLAN,掌握生成树协议操作,实现交换机的端口聚合,安全认证等技术,对实现与路由器设备的互联作好配置技术准备。
3.3路由器教学方案设计
从路由器在网络建设中的重要地位着手设计教学方案,方案分为基本配置与高级配置实验内容,涵盖的教学内容如下表3所示。
在交换机设备配置学习的基础上,我们继续通过单项设备路由器配置内容的教学,让学生掌握网络建设中较重要的设备――路由器的配置技术,熟悉静态路由,动态路由RIP路由协议,OSPF路由协议,广域网协议的封装以及PPP PAP、PPP CHAP协议的验证等内容,为下一步交换机、路由器设备互联形成真正的计算机网络的学习做好全面的技术储备。
3.4综合实验教学方案设计
通过对单个网络设备进行逐一教学,在掌握了其基本配置内容后,结合运用交换机、路由器网络设备进行组建交换三级网和路由三级网,在此基础上进行来自实际典型应用案例的综合实验教学方案设计,[5]如组建某大型企业网络。首先,我们会告知学生该企业的相关情况――有多少人使用网络、组织机构如何、地理分布情况怎样、管理水平能力高低、网络应用服务多少等内容,让学生根据这些背景,运用所学知识,去规划、设计该企业的网络需求与网络拓扑结构。
通过上述实验,让学生做到综合运用网络实验室里的网络设备,了解搭建的实际网络环境,全面掌握整个网络组建的技术原理、实验功能、实验拓扑,清晰地掌握网络设备的实际配置,利用掌握的综合网络技能知识去优化这个网络,让整个网络性能发挥到极致,由此达到学用结合,解决实际问题的目的。
4结语
作为承担网络技术应用人才培养重担的普通高校,应该合理设计网络设备配置教学方案,在网络实验室的实验环境中与真正的网络建设接轨,让学生在实验室中亲自动手进行搭建、调试、配置网络,让学生更直观、全方位地了解各种网络设备的应用环境,加深对网络原理、协议、标准的认识,直至完成整个综合实验过程,形成清晰的网络工程项目设计思路。[6]我们教学改革的最终目的是使培养出来的学生具备分析问题、解决问题的能力,能充分利用理论知识由上至下地去分析网络规划、设计与调试,并提高自身网络技能和实战能力,成为符合网络一线需求的实用人才。
参考文献:
[1] 王建军.师范专科学校计算机网络技术专业的现状与应对措施[J].教育与教学研究,2008,14(2):20-22.
[2] 胡亮,徐.计算机网络实践课程教学研究[J].吉林大学学报:信息科学版,2005,22(S2):155-157.
[3] 崔贯勋.计算机网络实验教学方案探讨[J].信息化技术与应用,2006,10(5):19-21.
[4] 徐炜.网络实验室:轻松上大课[J].中国教育网络,2007,11(1):9-12.
[5] 陈康.高职高专计算机网络技术专业改革实践[J].正德学院学报,2006,14(6):47-50.
[6] 福建星网锐捷.锐捷网络实验室解决方案综述:网络实践教学专家[EB/OL].(2006-12-05)[2010-10-10]. . cn/plan/Solution_one.aspx?uniid=af03f8d9-ff2a-4a5c-826b-4bc5e0c876cd.
Teaching Programs of Network Device Configuration with Network Technology Courses in Universities
YANG Lin
(Department of Computer Science, Baoshan College, Baoshan 678000, China)
精品课程 网络教学平台 数据库
一、网络教学平台的设计的总体思路
1.网络教学平台设计的目标。网络教学平台的设计目标主要有以下两个方面:运用互动的方式来给师生提供各类与教学的相关的资源与服务,从而建立科学、规范、开放的网络教学资源及技术体系;建设先进的技术服务以及资源管理系统,以用来满足教学资源管理库大规模应用及大容量存储的需要。通过网络教学平台的建设,拓展各学科和专业,尤其是重点学科的数字化教学资源,促进名师名课程及精品课程的建设,从而建立一支具备教育信息技术的高素质新型教师队伍。
2.网络教学平台设计的原则:
(1)前瞻性。要符合素质教育以及各种新型的教学模式的要求,建立具有前瞻性的教学资源数据库和相应的技术支撑平台。
(2)互动性。教学平台设计时,要能够体现学生学习的主动性以及教师授课的主导作用,对培养学生的创新能力和学习的主动性有帮助作用。
(3)学科性。网络教学平台设计时要体现学科的特色,充分的利用网络通信的方便性和快捷性,从而使得教学资源的动态重组能够达到最优化。
(4)规范性。在设计时,同时也要注意资源的文件格式及其分类的标准要与国家相关的技术规范、标准相一致,从而能够使得平台能够更好的实现资源的共享。
二、网络教学平台的开发与应用环境
1.运行平台。网络环境:基于TCP/IP协议。服务器端:Web服务器IIS5.1上版本。客户端:Microsoft Internet Explorer6.0及以上版本。
2.开发工具。利用Dreamweaver MX、Eclipse,采用JVASCRIPT语言、数据库SQL语言、HTML标记语言等来实现该网络平台。本系统主要采用JSP技术和Web开发技术,结合数据库等进行动态网页的设计。
三、系统设计及主要功能
1.系统设计。一个完整的网络教学平台应该满足来自学生、教师和管理员这三方面的要求。学生的需求主要是注册认证、网络交流、资源下载和使用、查看和修改资料等;教师的需求为通知学生课程动态、根据学生学习和课程情况提出意见等教学情况的操作;管理员主要是对学生、教师及其整个网络教学情况进行管理。因此,根据上述需求,可以将该平台划分为学生子模块、教师子模块和管理子模块。网络教学平台的结构如图1。
图1 系统结构图2.主要功能。网络教学平台是一个将课程资源作为平台的中心,集成了网络的教和学的综合性的环境。平台以各门课程为核心,对于具体的每门课程都有自己独立的学习区域、考试区域、管理区域和管理区域。整个网络教学平台的结构如图2所示。
(1)学生子模块。在该模块中,学生可以进行注册认证、课程学习、网络交流、在线测试、资源下载等。如果是新用户,在登录网络教学平台之前,必须先进行注册。登录之后,可以浏览课程信息、任课老师信息、课程安排等相关信息,从而选择合适的课程,经过管理员审核通过之后即可进入课程的学习。在学习的过程中,学生也可以查看自己的学习进度,完成老师布置的作业,通过在线考试系统来检验自己的学习效果。通过浏览教师给予的学习评价,掌握学习中的不足,从而及时纠正错误,调整自己的学习计划和学习方式,同时也可以对老师进行评价,提出自己的意见。
图2 网络教学平台的平台结构(2)教师子模块。在教师子模块中同样也可以进行用户的注册和认证、课程指南、在线评价、网络交流等。教师可以制作和上传电子讲义和课程的多媒体课件、录制教学视频供学生点播观看。通过浏览学生的作业以及学生的在线测试成绩,了解学生的学习动态,掌握学生学习中出现的各种问题,以便调整教学计划、布置相应的教学作业并做出相应的辅导。
(3)管理员子模块。管理员子模块相当于后台管理子模块,主要负责管理学生子模块、教师子模块及整个系统的综合管理。系统管理是管理员子模块最重要的功能。其中也要注意用户认证、安全权限和恶意攻击等的控制。要及时更新课程信息,增加新的课程,删除过时的课程。要根据评价系统,对教师和学生给予评价考核,提出相应的意见和建议。
四、高职精品课程资源建设要求
1.试题库。以职业需求的依据,分为理论题和实践题。试题库中应包括单元题库和综合题库的在线测试,每一题都应有成绩显示和结果分析。高职的考试题不宜广而深。
2.案例库。以“就业的指导”,结合专业特点设计每一章节的学习案例。综合性的高职院校一般专业都比较多,有经济类的、有工科类的、有教育类的、有法学类的……因此,在案例库中应设计足够多的相关行业的计算机应用的典型案例,让学生在学习过程中,对相应案例一一实践,充分体现利用计算机解决工作中的实际问题。
3.媒体素材库。分类保存,内容广泛。素材库中应该提供尽量多的各种媒体形式的素材,结合各专业提供案例中涉及到的素材,同时列出互联网上开放的媒体素材库的网址。让学生通过提供的素材完成各项学习任务。
4.网络课件库。以学习者为中心,体现先进教育思想。网络课件除了要体现科学性、教育性、艺术性、技术性外,还要体现对案例操作的示范性。教学方法上采取任务驱动法、协作讨论法、发现式教学法。逐步培养学生具备计算机操作使用能力、应用开发能力和一定的创新能力。
5.文献资料库。内容全面,有深度和广度。此库是帮助学生拓展知识和进一步学习计算机的高级应用而设置。高职要求理论要精,学生学习过程中对该理论的理解是不够全面的,本库要充分拓展相关的知识,让感兴趣的学生钻研得更深。
参考文献:
[1]汪洁.基于Web的网络教学平台的开发与设计[J].信息安全与技术,2011,(4).
[2]侯永广,熊晓莉.浅析网络教学平台[J].延安职业技术学院学报,2011,(2).
关键词:群集;结构;资源库
中图分类号:TN711 文献标识码:A文章编号:1673-0992(2011)04-0228-01
1 教学资源库存在的问题
教学资源库指广义的资源库概念,它不仅包括教学资源存储功能,而且包括教学资源管理、教学资源访问、教学资源评价等功能,即广义上的教学资源共享和管理系统。目前网络教学资源库多采用传统的B/S三层体系结构,包括表示层、业务层和数据层三个部分;其主要事务是在服务器端发生,极少部分事务在前端实现;数据多采用集中存储和集中管理的模式。随着教学资源的增加以及资源需求服务的不断增长,教学资源库逐渐暴露出以下几方面的不足:
(1)负载不均。目前多数教学资源管理采用的模式是集中存储与管理。在教学资源库中多媒体素材以视频素材居多,数据流量大;校园网中数据访问时间相对集中,容易造成服务器负载不均,出现数据访问瓶颈。
(2)数据与业务耦合度高。传统的三层体系结构中,业务层承担了业务逻辑和数据库访问两大任务,造成业务逻辑与特定的数据库访问之间的高耦合,导致系统维护吃力,不利于系统业务的扩展,无法满足新的业务需求。
(3)可靠性不高。教学资源库中一旦出现服务器故障,易出现服务中断、服务可靠性不高等问题。
2 群集的概念
群集(Cluster)是一个逻辑概念,用于对用途相同的服务器实例进行分组。当其为客户工作站提供高可靠性的服务时,对客户来说是透明的;即对于外界用户来说,使用某个提供的服务时,服务器群集似乎是一个服务器。客户并不知道是哪台服务器为他提供服务群集中的应用服务器实例可以运行在同一台机器,也可以运行在不同的机器上。
群集通过在服务器的多个实例之间分配工作负载,为应用程序提供可伸缩性和可靠性。
(1)可伸缩性。群集可以在不影响应用程序运行和客户端的情况下,根据需要动态添加服务器实例到集群中,增加应用程序容量满足客户访问需求。
(2)可靠性。应用程序可以部署到集群中的多个服务器实例,由于服务器实例的选择对客户端透明,因此,即使某个服务器实例失败,不影响应用程序的继续执。
3 网络教学资源库群集部署方案
基于传统B/S三层架构的网络教学资源库存在负载不均、可扩展性不足、可靠性不高等问题。为解决这些问题,若是采用增加普通服务器,其处理能力并不能很好地解决问题;若采用高速、高性能服务器,不但价格高昂,而且不一定能满足Web服务的高强度并发处理要求。群集技术为解决这些问题提供了一种廉价有效的方案。
3.1 体系结构设计
传统的B/S三层架构,其数据与业务耦合度高。可通过对其进一步适当分层解决各层之间的高耦合问题。分层架构具有松耦合、伸缩性、重用性和扩展性等优点,但分层同时也带来了性能影响,并增加了系统的复杂性。因此,网络教学资源库设计采用了多层体系结构,在传统三层结构的基础上增加两层,共分为五层,即表示层、Web层、业务逻辑层、数据持久层和数据层。五层体系结构中增加web层将应用的逻辑处理和表现相分离,使得系统具有逻辑流程清晰、功能代码复用性强、分布式部署的特点;而数据持久层位于数据库之上,隐藏数据读取和操纵中的所有数据访问代码细节,将客户应用程序与底层存储机制隔离开,完全抽象出开发应用程序时使用的数据物理细节。
3.2 教学资源库主要功能模块
网络教学资源库广义上来讲是个资源共享和管理的系统,一般包括5个模块:资源管理、资源访问、资源需求、用户管理和服务管理。
(1)资源管理功能主要进行资源审核和资源维护工作。包括对上传资源进行审核入库;管理员对资源进行添加、删除和修改。
(2)资源访问功能主要包括用户对资源的检索、下载、评价、收藏等功能。
(3)资源需求功能主要包括资源需求请求、资源需求回复、资源交换等功能。
3.3群集设计
BEA Web Logic是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的JAVA应用服务器。Web Logic还拥有出色的集群技术,既实现了网页集群也实现了EJB组件的集群,并且不需要任何专门的硬件或者操作系统支持。
在Web Logic中域是配置了管理服务器的Web Logic Server实例管理的逻辑单元,在域中可以包含了多个服务器实例以及服务器群集引域和服务群集问的逻辑关系如图4所示。一个域中必须配置一台管理服务器,并且只能配置一台;而服务实例1、服务实例2、服务实例3和服务实例4可以运行于同一台机器也可以是运行于不同的机器;一个域中可以有多台物理机器。
在教学资源库中使用Web Logic群集技术,通过一组相互协作的服务实例,在多台机器间复制和应用表示层和逻辑层的能力,从而实现关键业务系统的负载分布,消除个别故障点。
(1)故障转移的实现
简单的说,故障转移是当应用程序组件正在处理某个特定作业时,某些处理任务部分由于任何原因而变得不可用已失败对象的副本将结束此作业。由于群集中的所有服务实例执行同一服务请求,同一服务在多个服务实例上同时存放,并且服务实例问可以复制状态信息。故当某个服务实例发生故障,另-N务实例可以接管,服务自动切换到正在运行的服务实例上。群集故障转移的处理对用户来说是完全透明的,用户并不知道发生了故障转移。
(2)负载均衡的实现。群集由来实现负载均衡。通过将请求转发到不同的管理服务器上来实现。将负载按比例分配到群集中所有的服务实例,使每个服务实例能够充分发挥其能力。群集对加入其中的服务实例的性能没有限制。并且可以在同一台机器上启动多个服务实例,充分利用机器的资源。因此,当教学资源库客户端的请求突然大幅增加时,可以通过动态增加服务实例来提高性能。
4.结束语
基于群集的网络教学资源库采用了多层体系结构设计,解决了传统三层休系结构中存在的数据与业务耦合问题,方便系统进行动态服务扩展;使用群集服务有效地实现了系统负载均衡和故障转移,并为今后教学资源库服务的变化做了更有效的准备。
参考文献:
[1]严灿勋 刘慧敏 校园网络教学资源库建设实践研究《科技信息》2010年第26期