摘要：针对计算机网络管理课程教学中，教师很难将实验带入课堂，学生对枯燥无味的理论知识讲解不太容易理解而失去兴趣的问题，提出通过搭建符合实际工作场景的虚拟仿真实验平台将实验带入课堂，通过实验验证理论，通过理论进一步拓展实验，同时在教学过程中通过该平台拓展一些计算机网络管理的实际项目。
关键词：计算机网络管理；教学模式探索；仿真实验平台
DOI:10.16512/j.cnki.jsjjy.2016.02.034
1背景
计算机网络管理课程是大学本科计算机网络工程专业的一门必修课程，仅仅从计算机网络工程的角度考虑计算机网络管理课程的教学目标，主要涉及以下几个方面：首先要掌握网络互联技术，主要包括网络设备如路由器、交换机以及防火墙的配置与管理；其次掌握网络操作系统中各项网络服务器的配置与维护，如Windows网络操作系统以及Linux操作系统中DHCP、FTP、WWW、Domain、DNS、E-Mail等网络服务的配置；第三要掌握SNMP协议的原理以及依据该原理开发的计算机网络管理系统平台的使用，并能够依据平台实现对整个网络的系统性管理；最后掌握网络编程的知识并能够开发小型的网络管理系统，或能够扩展已有网络管理系统的某些功能模块，最终能够熟练排除各种网络故障，实现网络管理的目的。因此，该课程是一门综合性的课程，它的开设需要学生掌握基本的知识结构，包括计算机网络、网络互联技术、网络操作系统以及网络编程。要实现该课程的教学目标，除了需要加强理论学习如SNMP协议的原理学习外，搭建计算机网络管理平台，用实验验证理论显得尤为重要。由于课程性质的特殊性，搭建真实的计算机网络管理平台比较困难，而基于仿真的计算机网络管理系统平台的搭建能够为课程的教学模式改革创造条件。
2计算机网络管理课程的基本情况
该门课程的整体架构分为以下几个模块：计算机网络管理概论、管理信息库MIB、简单网络管理协议、远程网络监视、网络管理软件的使用、网络管理工具以及Windows网络管理。计算机网络管理概论主要讲解计算机网络管理的基本概念、网络管理系统的体系结构、网络监控系统的介绍以及网络管理标准；管理信息库MIB主要讲解SNMP的基本概念、MIB库结构、MIB-2库的标量对象和表对象的定义以及具体MIB-2库的功能组介绍；简单网络管理协议主要讲解SNMPv1、SNMPv2以及SNMPv3这3个协议的发展演变过程；远程网络监视主要讲解RMON的基本概念、RMON的管理信息库、RMON的应用等；网络管理软件的使用主要讲解具体的网络管理系统的使用；网络管理工具以及Windows网络管理主要讲解实际的网络故障排除工具以及Windows操作系统中与网络管理相关的一些操作[1]。
3改革后的教学模式
3.1创造条件将实验带入课堂
针对计算机网络管理课程的特殊性以及传统教学模式中存在的问题，我们进行计算机网络管理课程的教学模式改革。首先考虑的是如何搭建一个计算机网络管理实验平台，针对搭建真实平台的困难性以及弊端，考虑搭建仿真的实验平台。搭建仿真实验平台的好处：首先，投入资金比较小，只需要一台电脑就可以；其次，不需要专人维护，可以减轻机房管理员的工作量；第三，搭建比较方便灵活，学生在寝室自己的电脑上就可以搭建，为课后的继续研究创造条件；最后，方便教师的上课实验，能够轻松地实现理论知识和实验验证的完美结合。常见的网络仿真软件有很多，如PacketTracer、Router_sim、BOSONNETSIM、GNS3等。我们选择GNS3仿真软件，原因如下：首先，GNS3仿真的网络设备能够运行真实的iOS，仿真的设备能够被网络管理系统进行管理：其次，GNS3能够和VMware以及本地网络完美地结合，实现GNS3仿真的网络与虚拟机里的操作系统以及本地的真实网络进行通信，为整个网络管理系统的部署提供条件。具体的网络管理仿真实验平台如图1所示[2-5]。该仿真实验平台仿真学校的校园网。仿真的校园网整体是3层网络架构，分为核心层、汇聚层以及接入层，本地电脑和左边汇聚层设备相连，安装了Windows操作系统以及Linux操作系统的虚拟机和右边汇聚层设备相连[6]。整个网络的仿真既涉及路由器、交换机等网络设备，又涉及Windows网络操作系统以及Linux操作系统，基本涵盖真实的网络管理环境中被管理设备的类型。在本地电脑或者虚拟机的Windows操作系统的电脑上安装计算机网络管理系统软件SNMPc，能够实现对这些设备的管理，具体管理效果如图2所示。该实验环境的搭建不但能够帮助学生在实验室里完成相关的实验，而且还能让教师在课堂上利用该环境验证理论知识。计算机网络管理仿真平台对应相关课程章节能够实现的网络管理实验项目见表1。教师在讲解每个章节理论知识的同时，通过计算机网络管理仿真实验平台验证相应的理论知识，可以让学生直观地感受实际的效果，达到很好的教学效果。例如，在讲解第2章管理信息库MIB时，可以通过计算机网络管理系统SNMPc读取IP组ipRouteTable中ipRouteProto的值。通过SNMPc对网络设备路由器MIB库中路由协议的读取结果如图3所示。图形化的界面便于学生对这部分内容的理解[7-8]。这种理论和实验相结合的教学改革模式使得教师在课堂上能够增强和学生的沟通交流，令枯燥无味的理论知识非常形象地通过实验显现出来，使得学生对理论的理解更深入，教学效果更明显。该教学模式之所以能够在课堂上实现，离不开虚拟仿真实验平台的搭建。
3.2针对计算机网络管理课程的特殊性，适当拓展符合实际工作环境的实验综合项目
计算机网络管理涵盖的知识面比较广。在传统的教学模式中，学生仅仅掌握课本上有限的知识，而实践证明掌握这些知识在实际的计算机网络管理中远远不够，因此在新的教学模式中，需要对学生拓展符合真实工作场景的计算机网络管理实验项目。计算机网络管理仿真实验平台不仅可以很好地实现表1列出的实验项目，还能很好地实现常规的计算机网络管理相关实验，如网络设备互联，包括路由器及交换机的配置、Windows网络操作系统以及Linux操作系统中网络服务的配置。另外，我们通过该仿真平台还开发了符合实际工作场景的、在实际计算机网络管理中经常涉及的有关防火墙、入侵检测以及NAT的实验项目。1）基于计算机网络管理仿真平台的防火墙实验设计。随着因特网的发展，网络的安全性在计算机网络管理中越来越被重视，防火墙（firewall）技术是实现网络安全的一项重要技术[9]。学生掌握防火墙的架设和配置是具备计算机网络管理基本能力的前提。基于计算机网络管理仿真实验平台的防火墙配置实验如图4所示，依据实际防火墙的工作原理，分为内部区域、外部区域以及DMZ区域。学生通过配置防火墙能够实现内部电脑访问外部网络，而外部网络能够访问DMZ区的网络服务器[10]。2）基于计算机网络管理仿真平台的入侵防御系统实验设计。绝大多数入侵检测系统（introductiondestinationsystem，IDS）是被动的，在攻击发生之前无法预先发出警报，而入侵防御系统（intrusionpreventionsystem,IPS）则倾向于提供主动防护。计算机网络管理中，为了确保网络的安全，经常使用入侵防御系统加强网络的安全性。基于计算机网络管理仿真实验平台的入侵防御实验设计如图5所示，学生可通过攻击端电脑对被攻击端服务器进行攻击，从而验证入侵防御设备的功能。3）基于计算机网络仿真实验平台的NAT仿真实验设计。实现内部网络连接因特网是计算机网络管理的一项基本技能。网络地址转换（NAT）技术是常见的连接因特网的技术，通常有两种实现方法：一种是通过网络服务器实现NAT地址转换；另一种是通过路由器实现NAT地址转换。这些实验项目的开发是对计算机网络管理课程常规实验的拓展，能够开阔学生的视野，使学生与实际企业的计算机网络管理零距离接触，更加适应真实网络环境的管理。
4结语
计算机网络管理是一门理论和实践相结合的课程。教师在日常的教学中要改变传统的以理论讲解为主的教学模式，探索理论和实验相结合、理论和实验相互促进的教学模式，使学生在日常学习中形成以实验验证理论和以理论进一步拓展实验的良性循环。
参考文献：
[1]雷震甲.计算机网络管理[M].北京:人民邮电出版社,2009:1-2.
[2]顾春峰,李伟斌,兰秀风.基于VMware、GNS3实现虚拟网络实验室[J].实验室研究与探索,2012(1):73-75．
[3]李元元.基于GNS3软件构建三网融合仿真实训平台[J].中国现代教育装备,2012(1):13-15．
[4]韩起云,冉维,李静.基于VMware的网络安全虚拟实验平台构建[J].重庆教育学院学报,2011(11):31-34．
[5]唐灯平.整合GNS3和VMware搭建虚实结合的网络技术综合实训平台[J].浙江交通职业技术学院学报,2012(2):41-44.
[6]唐灯平.利用PacketTracer模拟组建大型单核心网络的研究[J].实验室研究与探索,2011(1):186-189．
[7]吴英,杨凯,刘博.网络管理技术教程[M].北京:机械工业出版社,2011:138.
[8]云红艳,杜祥军,赵志刚.计算机网络管理[M].北京:人民邮电出版社,2008:54-59.
[9]付永钢.计算机信息安全技术[M].北京:清核心医学期刊华大学出版社,2012:132.
[10]唐灯平,朱艳琴,杨哲,等.计算机网络管理仿真平台防火墙实验设计[J].实验技术与管理,2015(4):156-160．
作者：唐灯平 朱艳琴 杨哲 曹国平 肖广娣 单位：苏州大学计算机科学与技术学院
相关专题：中小企业财务管理目标 兰州交通大学学报投稿
