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關鍵詞:計算機網絡;課程建設;實例教學
在社會信息化浪潮推動下信息管理與信息系統專業發展迅速,信管專業的課程建設也引起了各高校的重視。計算機網絡是信息系統開發和部署的基礎平臺,計算機網絡課程是信管專業的核心課程之一。本文對計算機網絡的課程建設進行分析和探討,提出幾點思考與探索。
1 教學目標定位分析
信管專業是一門跨經濟管理和計算機科學技術的綜合性學科,由于不同高校信管專業有不同的學科背景,使得該專業涉及的領域較為寬泛。其研究的范疇主要包括[1]:信息系統的開發方法和過程管理、信息系統的管理和維護、利用信息技術支持組織業務功能和研究信息系統對組織的影響和價值。對于信管專業的不同背景與研究范疇其課程教學目標也應是不同的。
這里以信息系統的設計開發、管理和維護為研究范疇的信管專業計算機網絡課程為例分析課程教學目標定位。吳功宜教授指出,計算機網絡課程教學發展趨勢可從教學要求、能力要求和課程結構上來分析,如圖1所示。
網絡技術和相關學科結合產生網絡工程專業和物聯網工程專業,其基礎還是計算機網絡。信管專業的課程都是圍繞“信息系統的開發與管理”這個目標進行設置,信管專業計算機課程在教學要求上應該和計算機與軟件工程專業在同一層次;落實到計算機網絡課程體系上,我們開設了計算機網絡、網絡管理與控制和網絡安全課程。而信管專業區別于計算機專業,計算機是信息管理和信息系統開發運用的工具。計算機網絡是信息系統開發和部署的平臺,但信管專業從能力上不要求達到網絡設備的軟硬件開發水平。所以信管專業計算機網絡課程教學目標從能力上要求掌握計算機網絡基本原理,擁有初步規劃組網的能力,為后續的網絡管理和網絡安全課程打下扎實的基礎。
基金項目:上海市信息管理與信息系統教育高地建設項目(B-8515-10-0001);上海海洋大學重點建設課程項目(A-2600-10-0058)。
作者簡介:王甘霖,男,講師,研究方向為計算機網絡,遙感技術與應用;袁紅春,男,教授,研究方向為智能信息處理;張明華,女,講師,研究方向為智能決策支持系統,海洋信息,移動計算。
2 課程教學引入實例教學法
計算機網絡是計算機技術和通信技術的交叉學科,計算機網絡課程的教材內容一般都以分層的網絡體系結構及其協議來介紹,涉及大量抽象的概念與理論。現在的課堂教學方法大多以講授PPT課件為主,并輔以多媒體動畫或視頻演示幫助學生學習。我們注意到計算機網絡課程具有概念與理論抽象而實踐性強的特點,計算機網絡課程不應單純分為理論課部分和實驗課部分,而應把理論和實踐相結合帶到課堂上。在課堂教學過程中合理運用實例教學的方法,以有效地提高對理論知識的理解與學習。
下面以傳輸層TCP協議的連接和釋放為例介紹這種方法。我們設計一個虛擬網絡平臺用來在課堂上進行實例教學。這個平臺采用VMware軟件虛擬了兩臺操作系統分別為Windows server 2003和Windows XP的計算機pc1和pc2,這樣組成一個只有兩臺計算機的最小網絡。它可在單機上運行以用于分析網絡體系結構和基礎的網絡協議與服務,如ARP、TCP、UDP、HTTP、FTP和DNS等。
準備一個簡單的面向連接的socket通訊程序,其功能是客戶端向服務器端發送消息“Hello!”,服務器端回復消息“Nice to see you!”。服務器端和客戶端程序分別在虛擬機pc2和虛擬機pc1上分別運行。在運行過程中啟動pc2上的Wireshark軟件進行抓包分析。如圖2和圖3所示。
圖2 簡單通信程序實例演示
圖3 Wireshark協議分析TCP的連接與釋放
在圖3中,通過Wireshark捕獲數據包,教師帶領學生分析此次通信過程。分組1~3是TCP的三步握手過程,pc1與pc2建立了TCP連接;分組4~5為數據傳遞過程;分組6~9為TCP的4次握手連接釋放的過程。教師在分析過程同步在黑板上畫出此次TCP連接與釋放的示意圖。這個教學過程比教材上的圖片展示和多媒體課件的動畫演示更為生動和真實,在操作過程中以此為載體教師可以很好地與學生互動,學生也有一定的時間思考,下課后學生在復習時可重復此實例以繼續研究,教和學的效果有明顯提高。
3 網絡新技術的學習引導
計算機網絡技術的發展迅速,不斷出現新的概念和技術,這樣就產生了計算機網絡教材跟不上新技術發展的矛盾。例如無線網絡技術,現在國內2.5G、3G和4G網絡并存,再加上無線局域網,現在正是無線網絡發展的“春秋戰國”時期。而傳感器網絡與物聯網[2]技術的規模應用也正蓄勢待發。這些新技術在計算機網絡課程教材中都是一帶而過或未提起,實際上這里孕育著網絡技術的未來和機會。信管專業的學生應該對新的技術和信息敏感,教師可補充相關知識,介紹自己和學院相關的科研課題,然后讓學生收集相關資料,撰寫小論文或讀書報告,作為期末考核成績的5%~10%。這樣可培養學生對計算機網絡技術知識的收集、整理和學習的能力并可能進一步地創造知識。
4 實驗教學建設
計算機網絡課程的實驗內容安排要結合計算機網絡課程群的實驗來統一考慮。計算機網絡課程為必修課,網絡管理與控制、網絡安全課程為選修課。依近年來學生選課情況來看,學完計算機網絡課程后有80%~90%的同學又選學了網絡管理與控制,說明學生對網絡理論和應用很感興趣,而還有少部分同學選網絡安全課程,他們已經考慮將網絡管理方向作為自己的專業方向。依據這樣的分析,我們把16課時的計算機網絡實驗內容設定為:
實驗一 網絡基本配置與網絡命令;
實驗二 網絡報文捕獲與網絡協議分析;
實驗三 交換機基本配置;
實驗四 路由器基本配置;
實驗五 VLAN基礎配置;
實驗六 路由協議配置;
實驗七 WLAN連接及配置;
實驗八 綜合網絡設計。
而把網絡服務配置、網絡操作系統管理和較復雜的交換機、路由器的配置放到網絡管理與控制課程中,把較復雜的網絡協議分析和網絡安全防范內容放到網絡安全課程的實驗內容中。這樣,計算機網絡課程的實驗教學內容與課程群中的其他課程的實驗內容不會過于重復或完全割裂。同時,以此為內容編寫適合于信管專業的計算機網絡實驗指導書,規范實驗內容和環節,更好地指導學生實驗。
在計算機網絡課程實驗的執行上,還存在一個困擾著大多數普通高校計算機網絡專業實踐教學的問題,就是實驗環境。由于網絡技術發展迅速,網絡設備更新比較快,再加上網絡設備價格不便宜,一般的學校難以配備完全滿足學生實驗需要的網絡硬件設備。當多人一組進行實驗時,每個學生的平均實際操作時間比較少,從而影響他們的學習效果和學習積極性。遇到這種情況時可利用現有的網絡模擬仿真軟件Dynamips、Boson NetSim等軟件,先讓學生在裝在PC機上的虛擬平臺上練習網絡設備的配置,在熟練掌握配置方法后,再在實際網絡設備上進行實驗。利用虛擬平臺學生有充分的時間獨立地反復練習以掌握實驗配置方法。而通過在實際設備上做實驗,可幫助學生掌握如何配置和管理真實的網絡。這樣采用虛實相結合的辦法可較好地解決這個問題。
5 結語
計算機網絡課程作為信管專業的核心課程之一,其課程定位與教學方法應有別于計算機專業。面對著計算機學科和管理學科交叉的專業特點,從教學要求、能力要求和課程結構上分析了信管專業計算機網絡課程教學目標定位,在課程教學過程中引入實例教學法,取得了較好的教學效果。但是當今計算機網絡技術與應用的發展迅速,知識更新快,計算機網絡課程的教學內容與方法都面臨著不斷調整更新的需求和挑戰,計算機網絡課程建設將是一個長期的、動態的過程。
參考文獻:
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Construction of Computer Network for the Specialty of Information Management and Information System
WANG Ganlin, YUAN Hongchun, ZHANG Minghua
(College of Information Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)
關鍵詞:計算機網絡;安全漏洞;網絡黑客;防范措施
中圖分類號:TP393.08
當前計算機網絡技術的高速發展對人們的日常動作生活產生了極大沖擊,隨著計算機網絡技術應用范圍的不斷擴大,網絡的重要性不容忽視。然而,網絡技術的發展也隨之產生的一些問題,網絡黑客和網絡病毒的肆意泛濫給我們的網絡安全帶來了巨大威脅,與此同時網絡信息資源的開放性也使得信息安全問題很難從根本上得到保障,由于網絡安全事故導致的各項損失正成倍增長,針對計算機網絡安全漏洞的防范迫在眉睫。作為一項系統化工程,計算機網絡的安全防護問題是長期性的,需要我們在實踐中積累經驗,切實做好網絡安全的規劃與落實。
1 計算機網絡安全漏洞
所謂的網絡安全側重指網絡信息方面的安全性,這就涉及到網絡系統的數據流動與存儲問題。網絡系統遭遇外界環境攻擊時,數據信息的破壞不可避免。當前網絡技術高速發展背景下,網絡攻擊的方式和主體也逐漸趨于多元化,各種供給行為的結合更加強化了外部供給的組織性。除此之外,網絡病毒和木馬的肆意泛濫也導致網絡安全防護工作的開展難上加難。現階段掌上電腦和手機等無線終端的出現更加偏向于個人計算機,這些無線終端領域的網絡攻擊問題也正在擴大,網絡安全的復雜化成為必然趨勢。當前計算機網絡安全漏洞集中表現在以下幾方面:
(1)網絡系統的脆弱性。由于計算機網絡的開放性特征,錯綜復雜的網絡體系中存在成千上萬的計算機網絡用戶,而這一開放性特征也使得網絡系統本身更加脆弱,在防范病毒及黑客入侵方面表現出明顯的不足,這也導致計算機網絡的安全隱患就此形成。TCP/IP協議本身就存在著數據篡改和欺騙性攻擊等問題,加之網絡配置的不合理自然導致網絡漏洞問題頻頻發生。
(2)用戶網絡安全意識的缺乏。安全意識缺乏是當前計算機網絡用戶普遍存在的問題,失誤性操作使得用戶賬號泄露問題常常發生。由于安全意識不夠,不少計算機網絡工作著并沒有認識到網絡安全防范的必要性,信息系統管理方面缺少對應的安全技術規范,無論是信息監測還是網絡維護都顯得不夠到位。
(3)人為惡意攻擊。人為惡意攻擊是當前造成計算機網絡安全漏洞的主要原因之一,通常網絡系統中的人為惡意攻擊被分為主動攻擊和被動攻擊兩個方面。所謂的主動攻擊主要是指對計算機信號的完整性進行破壞,而被動攻擊則是對網絡系統中重要機密信息的竊取。人為惡意攻擊會導致數據信息的損壞或是泄露,其危害是極為巨大的。通過遠程控制的方式極易導致黑客的惡意攻擊,網絡攻擊的主要目標則在于計算機數據信息的竊取。此外,病毒泛濫也會對計算機硬件系統產生影響,這也是當前計算機安全防范的對象之一。
(4)網絡軟件漏洞。網絡軟件中存在的漏洞和缺陷為網絡黑客的入侵提供了條件,甚至軟件編程過程中編程人員會出于各種原因改變軟件的設計模式,導致計算機系統遭遇惡意攻擊。
2 計算機網絡安全的防范對策
2.1 防火墻與防毒墻的應用
防火墻安全控制點的建立主要表現在網絡系統的內外部及任意兩個網絡節點之間,借助重新定向的方式來對流經防火墻的數據流進行甄別,并對應作出允許和拒絕的操作,防火墻能夠有效實施對網絡服務及訪問過程的監控,進而實現對內部網絡系統的有效保護。防毒墻的建立主要位于網絡入口位置,其主要功能在于過濾網絡傳輸過程中局域網及互聯網交接地存在的病毒。防毒墻通過對網關數據信息的全面掃描來清除其中的病毒。值得注意的是,防毒墻的應用有效實現了對內部網絡的保護,然而與此同時網絡連接速度也會或多或少受到影響。防火墻的運用更像是一扇門,表現為關閉與開啟兩種模式,然而卻很難做到網絡系統的即時檢測,防毒墻則有效改善了這一存在的問題,現階段不少殺毒軟件研究也將重點置于防毒墻的研究開發方面,防毒墻正成為全新的計算機網絡防毒裝備。
2.2 網絡漏洞特征信息庫的構建
對于計算機網絡安全檢測工作而言,安全防護的高效性還體現在網絡漏洞特征信息庫的建設方面,借助網絡漏洞信息庫來提升安全漏洞驗證的準確性。因此,每一個網絡漏洞都應對應特征碼,通過對網絡數據包的實踐檢測來保證數據包測試的效率。網絡漏洞本身千差萬別,漏洞種類極其繁多,這就更加突出特征碼提取的重要性,準確的特征碼是對安全漏洞進行分析的必要前提。從漏洞掃描方式分析,科學掃描代碼分離技術在漏洞特征信息庫中的應用能夠更好地實現對網絡信息系統的安全維護。
2.3 有效的訪問控制措施
計算機網絡訪問控制措施主要表現為兩個方面,即認證系統與訪問控制網關。控制網關或是防火墻通常設置在網絡資源的邊界位置,通過在資源網絡內部構建認證服務系統的方式來達到網絡信息的安全防范目的。針對內部網絡系統的訪問控制措施能夠及時過濾存在的安全隱含,更好地實現授權控制,通過對訪問者的身份驗證來合理鑒別個人信息的真實性。除此之外,有效的訪問控制措施還表現出卓越的時段連接ACL功能,對網絡資源的使用區間進行合理規劃。
2.4 數據加密與備份
計算機網絡數據保密的最常見方法表現為數據加密,其中加密算法是加密技術的核心要點,它主要包括不可逆加密算法、對稱加密算法以及不對稱加密算法三種形式。數據加密能夠有效保障計算機網絡的數據信息安全。然而一些潛在的因素,比如人為破壞、系統故障或是自然災害等也會對網絡系統造成威脅,因此數據存儲備份技術的應用也不可忽視。通常數據備份包括存儲備份策略、存儲硬件備份以及存儲軟件備份等方面,產品選擇過程應當考慮其自動化存儲性能,降低人工參與度。
綜上所述,全球化信息時代的到來使得計算機網絡技術逐漸得到普及,人們對于網絡安全的關注度也不斷提高。隨著網絡安全事故的頻繁發生,網絡系統破壞、網絡黑客入侵、網絡病毒蔓延等問題對于計算機網絡安全造成了重大威脅。由于計算機網絡覆蓋率全球幾乎所有的生活與工作領域,因此網絡安全威脅所造成的后果自然是不可想象的,網絡安全是當前計算機網絡技術研究的核心與根源問題。除了必要的安全策略與防護措施之外,關于高素質網絡管理人才的培養也不容忽視,只有切實貫徹落實計算機網絡安全防范制度,才能從根本上保障計算機網絡系統的安全與穩定,這對于網絡信息安全而言至關重要。
參考文獻:
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[關鍵詞]網絡實驗室總體設計PC機設計
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210076-02
一、引言
隨著網絡技術的發展,國內各行各業都處于全面的網絡化進程中,對網絡應用全方位人才的需求也與日俱增,以前校園網絡課程的設置不能使學生具備適應各行業網絡實施和維護的能力。同時國內許多高校為了解決技術類專業的應屆畢業生普遍存在的“理論強、實踐弱”現象,提高他們對工作崗位的適應能力,在就業競爭中處于優勢,紛紛建成了銳捷網絡實驗室。2006年底,根據我校計算機本、專科專業培養目標,結合新增的網絡工程專業,學校克服資金緊張的壓力,投資90多萬元在江寧新校區建起了基于銳捷網絡設備的網絡綜合實驗室。該實驗室使用2年多來,除承擔正常的教學工作外,還成為任課教師專業發展及科研工作的重要基地。
二、建設目標
網絡實驗室的建設要有一定的前瞻性,應在有限的資金條件下建立一個適應計算機網絡技術發展,集教學、科研、培訓和社會服務于一體的綜合性實驗室。網絡綜合實驗室建設的主要目標是:
1.建立多樣化的實驗環境。讓參與網絡技術學習的學生能夠一邊學習理論知識,一邊認識了解和掌握網絡設備的結構、功能和使用方法,并動手進行必要的網絡設計、網絡組建、網絡管理、網絡安全和網絡應用的實驗,真正做到理論與實踐相結合的辦學環境。同時通過一系列的實驗積極地調動學生的學習興趣,使學生掌握計算機網絡技術的實驗技能,強化對所學知識的理解,以培養學生的動手能力、工程實踐能力、創新能力和團隊協作精神。
2.滿足專業教師學習網絡、從事網絡技術研究和應用系統開發的需要。網絡實驗室應涵蓋目前主流的網絡技術和設備,具有良好的可擴展性。要求系統能夠模擬先進的網絡技術環境,搭建網絡工程;實驗設備和實驗內容應能非常靈活地進行擴展,從而為專業教師研究當前網絡最前沿的技術動態和發展(例如網絡安全、IPv6等)提供完善的實驗平臺,并能在此平臺之上從事網絡應用系統與技術的研發,提高學校整體網絡科研與教學應用水平。
3.滿足技能培訓基地建設的需要。網絡綜合實驗室的建設要面向社會,為社會盡可能多地培養緊缺的IT人才。但今天的IT人才市場,越來越關注技術人員的實際經驗和動手操作能力。因此,網絡綜合實驗室可以構建多種類型的局域網和廣域網,可以讓學生親自搭建網絡、親自動手調試和配置網絡,通過在網絡實驗室中的實驗和操作,真正提高他們的網絡技能和實戰能力。目前,該網絡實驗室已開設了多期網絡管理員職業技能培訓、微軟網絡管理及網絡架構培訓、CCNA網絡管理員培訓等課程,同時也為學生興趣小組提供網絡工程訓練與實踐的場所。
三、設計原則
網絡綜合實驗室建設在系統設計時需考慮以下幾個問題:
1.網絡系統要具有很好的開放性,以保證網絡上使用的各種軟件、各種類型的互連設備和技術具有良好的兼容性和可擴展性,預留空間符合當前和以后的信息需要和足夠的升級空間。
2.網絡平臺要具有靈活的虛擬劃分功能,以滿足實驗的各種模擬環境和網絡系統站點數、應用軟件的增多。
3.網絡系統易于管理與維護,實驗的網絡設備全部采用可管理,以減少運行、維護、管理成本。
4.網絡實驗系統的軟件和硬件使用最優質的產品,以保證整個網絡實驗平臺具有良好的售后服務、投資保護,特別是保證網絡系統持久的先進性,滿足學生學習技術的領先性,能獨立組建、調試、配置網絡。
5.網絡設備系統具備較高的安全性、容錯能力,并且能防止內部網絡受到外部攻擊和感染病毒,保證網絡設備以及終端計算機的安全。
四、網絡綜合實驗室的設計與建設
(一)實驗內容設計
由于各高校網絡實驗室設備不同,配置的軟件不同,師資力量不同,學科研究方向不同,使得各高校所開設的網絡實驗也不盡相同。針對我校計算機本、專科專業培養目標,結合新增的網絡工程專業,在新建網絡實驗室時,將實驗內容劃分為以下幾方面:
1.基礎性實驗。包括網絡設備基本操作實驗(如硬件安裝、網絡互連、交換機和路由器配置等)、局域網實驗、廣域網實驗和網絡管理與應用等。
2.中高級實驗。包括網絡協議分析與設計實驗、網絡交換與路由安全策略實驗、使用防火墻實現URL過濾及安全的訪問控制實驗等。
3.面向研究型的實驗。包括二層協議研究、路由協議研究、VPN技術研究、隧道技術研究、安全技術研究、網管研究和流量工程技術研究等實驗。
(二)網絡實驗室總體設計
我校網絡實驗室設計方案為分組設計,設備選用銳捷網絡公司生產的網絡產品,由于網絡設備配置比較靈活,可根據實際需要,靈活組合成多種實驗規劃分組,實驗環境設計特點是易教、易學、易練,如下圖3.1。
圖3.1網絡實驗室設計圖
實驗區域以工作組方式組成網絡,實驗室建設共分為6個實驗小組,每組可容納8個實驗學員,每組對應1個機柜,1個機柜是1個RACK,每個RACK由機架管理控制服務器RCMS(銳捷)進行管理,下管4個路由器和4個交換機,1個RACK安裝在1個機柜中(即RACK機柜),每個機柜基本實驗功能相同,都能完成學生實驗和實訓。
每個實驗小組都能在該組提供的網絡設備上單獨完成大部分實驗內容,也可以在組與組之間通過核心路由交換機進行跨組的路由交換實驗。整個實驗環境都是模擬當前最新的網絡技術應用環境設計,不但能滿足目前網絡技術實驗室需要,而且可以后期進行平滑升級,通過添加部分網絡設備和模塊來組建更為復雜的網絡技術實驗室,為學生提供更多的實驗內容,實現更復雜的網絡實驗。
1.小組實驗環境:每個實驗小組配置一臺千兆三層交換機,作為每個小組的三層路由設備;配置兩臺千兆智能堆疊交換機,作為每個小組的二層接入交換機;配置四臺模塊化多業務路由器,作為每個小組的路由實驗環境。
2.核心部分實驗環境:網絡技術實驗室配置一臺核心路由交換機,通過雙絞線分別連接每個小組的PC接入二層交換機,并連接每個實驗小組的分組控制管理服務器,在這種網絡架構環境下,可模擬實際網絡中很多種實驗環境。
出口與校園網網絡連接,采用千兆端口直接與網絡中心核心設備相連,在實驗室配置一臺防火墻,來做部分的網絡安全實驗。在以后增加遠程訪問計費系統后,用戶可以在校園網里通過校園網訪問實驗平臺,利用課余時間可以做實驗。服務器區可以建立多種應用服務,如Web、Ftp、Email、視頻服務等,專門進行網絡應用服務實驗。
實驗區中每實驗組均配備規格尺寸相同的專用實驗桌和機柜RACK,網絡設備放置于專用機柜中。每實驗組分別配置一個有足夠端口的配線架,所有重要設備的局域網口均通過雙絞線引至雙絞線配線架上,學生可通過連接配線架來實現對設備的訪問。這樣可以有效防止重要設備的端口因過度插拔端口損壞。另外,為方便識別和維護,所有端口和線纜上均設置有明顯的標識。
(三)實驗PC機設計
在裝有windows操作系統的PC機上安裝VMware Workstation系統軟件,可以在一臺PC上安裝windows系列軟件、LINUX系統、NOVELL及Solaris系統。學生可以方便的使用VMware系統,在幾個操作系統之間切換(跟實際的操作系統沒有什么區別),不需要重新啟動計算機,非常方便,節約大量的時間,同時又可以學習到各種操作系統的操作。
虛擬機軟件VMware可以在一臺電腦上模擬出來若干臺PC,每臺PC可以運行單獨的操作系統而互不干擾,可以實現一臺電腦“同時”運行幾個操作系統,還可以將這幾個操作系統連成一個網絡。可在一臺電腦上安裝了Win2000 server,再在Win2000 Server上安裝虛擬機軟件VMWare,利用VMWare模擬出來3臺PC,在這3臺PC上分別運行Win XP、Win98、Win2000 Profession等操作系統。包括Win2000 Server在內,這4個操作系統同時在一臺電腦上運行,互不干擾,并且同在一個局域網內。
(四)系統特點
該實驗室采用銳捷網絡產品構建,按RACK網絡技術實驗室設計理念進行設計。銳捷網絡實驗室機架控制和管理服務器RG-RCMS系列產品,是銳捷網絡公司專門針對現代網絡實驗室開發的統一管理控制服務器,實驗室中使用者可以通過RG-RCMS同時管理和控制8-16臺的網絡設備,不需要進行控制線的拔插,采用圖形界面管理,簡單方便,還可以在學生做完網絡實驗后,利用RG-RCMS提供的一鍵清除配置功能,把連接在RG-RCMS上的網絡設備的配置進行統一清除,方便下一次的網絡實驗。
網絡實驗設備采用業界主流的標準命令行配置界面。便于學生完成實驗課程后輕松調試其它主流網絡產品,增強學生就業的通用性要求。
五、對網絡實驗室存在問題的分析
在眾多的網絡故障中,最令人頭痛的是網絡是通的,但網速變慢。當面對這類“軟”故障時可以從以下方面進行檢測分析。
(一)網線問題
在實驗室大多使用的傳輸介質是雙絞線。雙絞線是由4對線嚴格而合理地緊密絞和在一起,減少串擾的影響。在T568A標準和T568B標準中僅使用了雙絞線的1、2和3、6四條線。1、2用于發送,3、6用于接收,而且1、2必須是一個繞對,3、6必須是一個繞對。只有這樣才能最大限度的避免串擾,保證數據傳輸。筆者在實踐教學中發現少數學生不按正確標準制作網線,雖然不影響網絡的連通性,但這樣制作的網線存在很大的隱患。有的開始一段時間使用正常,但過一段時間后,性能下降,網速變慢。因此,我們在實踐中應按T568A、T568B標準來壓制網線。
(二)回路問題
在一些比較復雜的網絡中,由于一些原因經常有多余的備用線路,則會構成回路,數據包會不斷發送和校驗數據,從而影響整體網速,這種問題查找起來比較困難。為避免這種情況發生,要求我們在鋪設網線時一定要在每一根網線打上明顯的標簽,有備用線路的地方要做好標記。
(三)端口瓶頸
實際上路由器的廣域網端口和局域網端口、交換機端口、集線器端口和服務器網卡等都有可能成為網絡瓶頸。我們可在網絡使用高峰時段,利用網管軟件查看路由器、交換機、服務器端口的數據流量(用Netstat命令),確認網絡數據流通瓶頸的位置,設法增加其帶寬。如更換服務器網卡為100M或1000M、安裝多個網卡、通過改變路由器上配置來增加帶寬等方法都可以有效的緩解網絡瓶頸,最大限度地提高數據傳輸速度。
六、結束語
我校信息技術學院的網絡綜合實驗室的建設,對改善教學條件、提高教學科研質量、培養復合型及創新型網絡技術人才具有重要意義。但網絡實驗室的建設是一個長期的過程,必須堅持先進性和實用性原則,走標準化、通用化的道路。
參考文獻:
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【關鍵詞】開發主體;機制建設;崗位流程;教學流程
Investigate Job Flow for Enterprise Curriculum Development Methodology
――To “Computer Network Technology” for Example
LI Ya-fang ZHANG Xue-jun
(Chien-shiung Institute of Technology, Taicang Jiangsu 215411, China)
【Abstract】In this paper, for example vocational professional computer network technology, in-depth study of the development of the main vocational curriculum resource definition, interaction, and the construction of safeguard mechanisms, development of ideas, corporate job teaching process to the conversion process and practice of other aspects.
【Key words】Development of the main;Mechanism building;Positions process;Teaching process
0 引言
2006年教育部16號文件《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》提出工學結合的高職人才培養模式,并強調高等職業院校要積極與行業及企業合作開發課程,根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,改革課程體系和教學內容,增強學生的職業能力。根據企業的崗位與工作流程來設置課程,通過對企業典型工作任務的分析,抽取出勝任相關崗位所需要具備的技能和素質,并且在此基礎上構建勝任模型和設計教學情境,以此為參考來設計課程和開發資源,最大限度地保證學生在接受過相關的學習后,能迅速融入企業。
1 課程開發的角色定位
我國高職院校過多地采用學科型課程開發范式來解決高職院校的課程開發問題,其主要原因是課程開發的工作完全由課程專家與教學專家來承擔。他們很容易按照自己的知識結構進行課程開發,沒有考慮到職業教育的特征與職業院校學生的特點,最終導致學生的學習結果與企業或行業的實際要求相脫節。但是學校課程完全依照某個企業的要求進行設置,過度聽從企業的意見,也會導致課程設置的雜亂無章,缺乏科學的邏輯體系,同時還存在不能充分培養學生的可持續發展能力及造成就業面過窄等問題。所以必須先確立學校、企業在課程資源開發中的角色,才能深度合作。
1.1 教師應該是課程開發的主體
教師是課程的研究者、設計者與評價者,更是課程的實施者,學生的興趣、需求及學習能力在課程開發中必須得到體現,因為有教師的參與,課程才可能會更清晰、更易懂。
1.2 企業應該是深度參與者
企業專家處于生產建設的第一線,對生產技術變化情況最為了解,并能把握崗位現在與未來的能力要求與變化,充分發揮他們的作用是解決課程內容脫離工作實踐的有效措施。作為課程內容的知識、技能的選擇要以工作任務與職業能力分析為基礎,因此要確保課程開發內容定位的準確性,必須有企業專家的深度參與。
2 課程資源開發的機制建設
企業以贏利為目的,看重的是效益,偏重的是技術。學校以教育為目的,高職的教育功能體現在除了就業問題還必須要考慮到學生的綜合素質、發展潛力和創新思維的培養。教師和企業在課程開發的合作中存在著利益取向不同、目標追求不一致、合作雙方擁有的資源不對等、合作信息的不對稱等問題,所以如果課程開發成果與企業要求脫節,不能適應企業的實際需求,不能給企業創造過多的利益,就會造成合作不暢,導致合作虎頭蛇尾。因此應當深入探索一種適合我國國情的課程開發機制。
2.1 要激發企業參與課程開發的動力學校必須作為主動方,與企業建立多種形式的合作
學校要深入了解企業的實際需求,為他們提供多樣化的服務,讓企業在獲得自身利益的基礎上,積極參與課程開發工作。目前學校與企業合作的形式包括為學生提供實習機會、實習基地,為教師提供實踐機會,與學校聯合實施訂單培養,為學校提供兼職教師,為學校提供先進設施和設備,與學校聯合解決技術難題,企業在校內建立生產型實訓車間等。大部分參與課程開發的企業都與學校保持著多種形式的合作關系,積極參與課程開發也就成了他們與學校合作共贏的方式。
2.2 建立管理組織機構
學校與企業分屬兩個不同的體系,教師和企業專家的思維習慣和行為方式也會有很大差異。校企雙方能為課程開發提供的時間和精力也是有限的,他們之間很容易產生分歧,對課程開發中的問題難以達成共識。如果沒有科學的組織管理機制,合作就會變得短暫、甚至充滿變故。這就需要學校成立專門的管理組織機構,吸收一批有先進課程開發理念及管理經驗的人員。這個管理組織機構的主要職能是制定嚴密的課程開發組織方案,選擇合適的企業專家,協調企業專家、教師及課程專家之間的利益和矛盾,以及解決好企業專家參與課程開發可能碰到的每一個細節問題。
2.3 充分發揮政府的激勵、監督和協調作用
要建立長期、穩定、有效的合作必須充分發揮各方的優勢和功能,充分發揮政府的管理與協調能力。在企業一方,采取多種途徑調動企業參與課程開發的積極性,讓他們在獲得現實利益的同時,在政策層面、管理層面強化他們參與課程開發的動機和責任感,保證課程開發工作能夠順利、成功的實施。對于教師,應給予他們充分的課程權利、精神激勵和物質激勵,并以科學的評價機制和培訓機制對他們參與課程開發的條件予以保障。
2.4 院校創造務件,營造良好氛圍
充分調動廣大教師、能工巧匠、行業人士、課程專家的積極性和主動性,增強他們的責任感和使命感,使他們能全身心地投入到課程開發工作中去。
3 課程開發思路
3.1 以“學生”為中心
要從以教師如何“教”為中心向以學生如何“學”為中心轉變。在開發的內容設計、表現形式、教法配套等方面均要充分融入“學生”為主線的理念,構建以“學生”技能訓練為中心的整體設計思路。
3.2 體現工學結合,校企共贏
開發團隊由行業、企業專家與本校教師共同組成,共同探討、研究,校企資源共享,充分發揮企業資源優勢。做好校企雙方面的需求分析至關重要,了解行業、企業用人需求標準、深入到一線崗位對其整體和具體工作調查研究,了解工作模塊、工作流程和所需知識、技能、態度,對崗位能力進行分析,由此歸納出培養對象所需的理論知識、實操技能及各崗位所需關鍵能力。從框架構思到具體內容的編排均以真實環境中的工作模塊和工作任務為依據,引領知識、技能和態度,發展學生的綜合職業能力。使得開發出來的課程既可以用來教學也可以作為企業的員工培訓。
4 從企業崗位流程到教學流程的轉化與實踐―以“計算機網絡技術”專業為例
4.1 課程設計鏈路
市場需求定專業、崗位需求定課程。那么具體的課程的設計鏈路應該是:社會需求分析確定專業崗位分析典型工作任務學習領域子學習領域教學場景設計教學組織效果測試。
4.2 企業崗位流程分析
一個真實的企業局域網建設項目,其工作流程與崗位分析如下:項目調查方案決策計劃制定組織分工項目實施結果評測文檔提交項目評價。其對應的典型工作任務如圖1所示。
圖1 企業網絡工程項目崗位流程與對應的典型工作任務
4.3 從企業崗位流程到教學流程的轉化
學習領域的組織原則是“以工作過程為主線”,遵循學生職業能力培養的基本規律,以真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容,科學設計學習性工作任務,教、學、做結合,理論與實踐一體化,實訓、實習等教學環節設計合理。以“網絡設備配置與維護”課程為例說明:
通過企業崗位流程與學習領域分析確定子學習領域(學習情境)形成教學流程:網絡的規劃與設計網絡的硬件安裝交換機的安裝與配置Vlan的配置路由器的安裝與配置網絡服務的安裝與配置網絡的安全管理網絡的測試與驗收。
圖2 以企業崗位工作流程為主線的教學組織流程圖
在教學內容開發中,先通過工作分析獲得工作化的“學習任務”,然后通過組建工作任務或項目(行動化的學習項目)將工作化的學習任務轉換成課程教學內容。而這些項目以真實工程項目為載體。
課程開發及課程實施,都要落實理論與實踐知識的綜合,職業技能與職業態度、情感的綜合。“綜合”的載體就是工作“項目”或“任務”(行動化的學習內容)。每個項目、任務或模塊都是一項具體的行動化學習任務,所有內容的安排都要圍繞學習任務的完成來展開。
5 結束語
總之,在課程開發過程中,企業的深度參與、教師的精致提煉是“全面貼近企業需要,打造專業使用人才”的有力保障。采用真實的案例教學方法,使學生雖然身在課堂,卻能感覺到置身于企業的實際項目環境中,了解一個項目完整的開發流程,培養出較強的團隊精神和協作能力。遵循實際的崗位流程,按照創設情境,提出任務;任務分解,實施任務;解決任務,建構知識;鞏固練習,考核評價的思路是課程開發的有效方法。
【參考文獻】
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基金項目:江蘇省現代教育技術研究2012年度重點課題“基于現代信息技術的高職網絡技術專業校本課程開發”(2012-R-21902)。
【關鍵詞】J2EE技術 物聯網 網絡架構
1 J2EE平臺技術
J2EE 作為一種應用規范,包含了 Javascript、Jsp、Ajax、JavaBean、Servlet、EJB、Jdbc、JMS、SOA、JTA、遠程調用RMI、事務、安全、容器、中間件、數據庫以及開源的組件。J2EE在架構網絡框架中被廣泛應用,其中J2EE技術內部解決框架技術豐富,組要包括Ajax框架、展現層框架Struts、業務邏輯框架Spring、對象關系映像框架Hibernate、Ibatis、消息驅動Bean的異步消息處理框架等,SOA規范的輕量級如Hessian組件,重量級Websevice組件;另外J2EE技術包含了異常錯誤、日志處理Log4j組件、Applet客戶端組件等等,J2EE技術作為網絡應用技術,得到廣泛應用,尤其在架構物聯網中間層的應用更為突出,J2EE的三層架構如圖1所示。
2 物聯網技術的概述
物聯網(Internet ofThings)最早是有美國麻省理工學院一些研究人員提出的,這種技術也被稱作射頻識別(RFID)技術的延伸和拓展應用。物聯網通過互聯網技術,結合通信協議,對物品詳細信息進行智能標識,并且利用互聯網技術,可以實現這種智能識別在線實時共享、數據傳輸,物品交易等。2011年,我國開始對物聯網技術進行規范,從而實現物品信息的交換、交易等,促進了網絡貿易的繁榮。
物聯網的網絡架構隨著計算機網絡技術的不斷發展,應用越來越廣泛,物聯網基本架構包括物品信息的物理型智能識別、數據信息的采集和處理、應用層實現三層網絡構成。物聯網的物理層主要物品的物理特性進行一定的智能化識別,然后對識別信息進行集中采集,數字化處理,并應用計算機網絡將這些實體信息傳送到計算機系統的網絡和應用層;所謂計算機網絡層可以通過網絡接入點、路由器、數據庫、處理中心對物理信息進行數據傳遞、存儲和交換。應用層可以實現網絡互聯,各種應用服務的對接,信息調用,及基礎物資信息的多領域應用。物聯網網絡應用層多以J2EE技術進行架構,應用層事件(Application Level Even,簡稱ALE)中間件通過J2EE的事務管理特性組件架構,通過EPC系統的發展不僅能夠對貨品進行實時跟蹤,而且能夠優化整個供應鏈。
3 物聯網中間件的架構設計
基于企業信息交互的物聯網中間件的架構設計實際上是物聯網應用層的設計,這也是物聯網技術的核心。物聯網中間層構件的關鍵性技術采用J2EE技術,基于CORBAR和RMI技術的J2EE網絡結構設計,通過遠程調用對象的方法,實現面下消息的對象和事務管理。這種架構的設計最大限度的滿足分布式軟件體系結構的實現,軟件系統通過Java消息服務(JMS)實現面向消息的重要功能,CORBAR技術和SOA設計理念都涉及到了對象和服務總線的優勢,這種設計更利于后期物聯網絡系統集成和整合。
在物聯網應用層軟件開發的結尾,將會以面向服務的架構規范(SOA)的形式通過Web Service在企業服務總線上,方便客戶端的調用。SOA包括服務提貢者(服務端)和服務的調用者(客戶端),主要是異構系統間進行小量信息交換時使用。SOA更適用于異構系統、遠程信息交換、少量信息交換,它包含有重量級的現實組件Web services組件:如Xfire等,輕量級的現實組件Hessian等。還可以用遠程調用RMI及EJB實現。SOA返回給客戶端的數據有XML格式和二進制數據兩種, Web services是XML格式,這種格式量大傳輸效率較低,但通過相關API很好解析,Hessian返回二進制數據量少,效率較高。Web service協議為SOAP,Web service是 SOA規范的一種具體實現。它中間的wsdl.xml定義了要調用服務的接口方法,參數,返回類型等信息。調用WEB服務時真正業務處理在服務端,然后把返回信息通過網絡返回給客戶端。Web services返回的數據是XML格式的。所以數據量大,效率低。J2EE架構技術當中的EJB技術具體細化和規范出事務操作和事務管理,通過相應的J2EE容器實現對中間件當中的事務進行管理。
4 部分軟件實現
Spring是一個完整的J2EE框架和解決方案,完整并且模塊化,Spring 包含 IoC, AOP, 事務處理,ORM, 也包括一個簡單的MVC框架。系統整體架構的設計綜合了系統應用的可維護性、可擴展性、安全性、可移值性、可重用性、日志、接口等方面內容。spring中的jms,spring把jms進行了簡單的封裝,用Spring的JmsTemplate組件可以很方便的發送和接收消息,并且資源的管理都由template來管理。在架構設計過程與其他系統的接口進行安全性、高效率對接時, 需要用到WebService、遠程調用、異步消息處理JMS技術,這些技術更有效的對傳輸的數據進行加密與解密工作,并由專門機構進行安全認證。
在web.xml文件中配置一個spring用的上下文文件:
span style="font-family:Microsoft YaHei;"> contextConfigLocation
/WEB-INF/jmsconfig.xml
jmsconfig.xml用來裝配jms,內容如下:
jms/Ntelagent/RequestQCF
jms/Ntelagent/RequestQ
其中:
jmsTemplate:jmsTemplateForReceive負責接收消息,jmsTemplate負責發發送消息.
發送消息的代碼:
jmsTemplate.convertAndSend(request);
接收消息:
Object obj = jmsTemplate.receiveAndConvert();
要實現一個消息轉換器,需要實現MessageConverter接口:
public Object fromMessage(Message msg){}
public Message toMessage(Object obj, Session session) throws JMSException{}
5 結論
本文通過J2EE技術的介紹和物聯網應用J2EE技術的網絡架構,J2EE技術應用越來越廣泛,通過Spring統一接口,面向服務的架構規范SOA形式通過Web Service,實現了世界各地的企業間通過各自的物聯網系統進行交互,實現信息和資源的共享和整合。這種物聯網技術的成熟和推廣,有力與促進世界經濟的榮,更有利于促進社會生產力的大發展。
參考文獻
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作者簡介
胡玉娟(1976-),女,河南省南陽市人。碩士學位。現為南陽理工學院教育學院講師。主要研究方向為計算機應用。