1基于虛擬仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實驗教學(xué)設(shè)計理論

　　進(jìn)入到互聯(lián)網(wǎng)加時代，云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品，更新?lián)Q代越來越快，學(xué)生在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，很難脫離實踐環(huán)境來進(jìn)行單純的理論學(xué)習(xí)，這樣進(jìn)行課程設(shè)計效果也是非常不好的。PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，在這樣的教學(xué)發(fā)展背景下應(yīng)運(yùn)而生，它可以為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生，提供核心課程的模擬改革策略，從而提高工程化教學(xué)效果，幫助學(xué)生在現(xiàn)有的實驗條件下，克服環(huán)境的限制，提升實踐能力，加快與社會的連接，從而更好地應(yīng)用自己學(xué)到的理論知識，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程的相關(guān)研究與問題解決[1]。

　　2基于虛擬仿真平臺的實驗課程具體設(shè)計

　　目前基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗課程，主要包含的內(nèi)容有：(1)離散數(shù)學(xué)課程;(2)計算機(jī)原理課程;(3)計算機(jī)程序設(shè)計課程;(4)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析課程;(5)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程;(6)操作系統(tǒng);(7)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信課程;(8)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析課程;(9)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)課程;(10)網(wǎng)絡(luò)路由與交換技術(shù)課程等。這些課程之間相互聯(lián)系、相互影響，構(gòu)成了整個網(wǎng)絡(luò)工程教育體系的基本脈絡(luò)。

　　2.1基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的無線通信設(shè)計

　　學(xué)生可以通過線上教育與線下教育，來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的測試與評價，提高整個網(wǎng)絡(luò)安全分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全管理技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)測評技術(shù)。基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)工程實驗課程設(shè)計，就是利用無線通信技術(shù)，尤其是目前高水平的實驗室四代移動通信技術(shù)，與正在研發(fā)與建設(shè)當(dāng)中的第五代移動通信技術(shù)，利用移動IP協(xié)議和無線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN，將整個移動網(wǎng)絡(luò)模擬分析數(shù)據(jù)平臺，架設(shè)在實驗室的物聯(lián)網(wǎng)Iot當(dāng)中。學(xué)生在進(jìn)行實驗操作的過程當(dāng)中，可以通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN，來實現(xiàn)自動的數(shù)據(jù)獲取、自動的實驗操作、自動的實驗進(jìn)程結(jié)果分析。同時，學(xué)生還可以通過移動終端設(shè)備的客戶端服務(wù)器，來實現(xiàn)自動繳費(fèi)。并通過這個繳費(fèi)終端的程序改進(jìn)，來掌握電子商務(wù)、電子政務(wù)、移動支付等相關(guān)程序設(shè)計的內(nèi)容。從建設(shè)實際來看，這種移動模擬平臺的相關(guān)實驗課程設(shè)計，是符合目前市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)與人才培養(yǎng)方向的。應(yīng)用PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，可以滿足社會對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的未來人才需求。

　　2.2基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的模塊劃分

　　基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)工程實驗課程設(shè)計主要包含以下幾個模塊。第一，PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺利用TNK技術(shù)，將無線通信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容概述，進(jìn)行立體化表述，并通過與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)的聯(lián)合，來實現(xiàn)對無線電傳播原理的解釋，通過蜂窩系統(tǒng)原理，將整個實驗室的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行打通。第二，PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，利用云計算技術(shù)的嫁接，提高普適性粒子群算法的應(yīng)用適用范圍。并通過基于位置的服務(wù)MBS，實現(xiàn)移動IP協(xié)議的進(jìn)入，提高整個網(wǎng)絡(luò)工程實驗室運(yùn)行的整體性與科學(xué)性。第三，目前基于PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的無線局域網(wǎng)絡(luò)打造，主要是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)、WIXN與IEEE11802.16標(biāo)準(zhǔn)，通過這種網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)人員可以實現(xiàn)實驗室教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息安全，對不明身份的人員進(jìn)行身份排查，并通過對學(xué)生信息的自動登錄與自動獲取，來有效地為學(xué)生提供數(shù)據(jù)安全保障。第四，PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，還可以為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)傳感實驗，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化利用，來實現(xiàn)藍(lán)牙傳輸和無線傳輸。技術(shù)人員可以通過在實驗室內(nèi)覆蓋傳感器網(wǎng)絡(luò)，來提升學(xué)生運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力。第五，網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計還包括軟件定義、網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)、開放自動流程openflow，以及人工智能網(wǎng)絡(luò)在整個網(wǎng)絡(luò)工程當(dāng)中的應(yīng)用。例如，智能機(jī)器人、智能機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)模塊、移動智能小車網(wǎng)絡(luò)以及產(chǎn)品化應(yīng)用實踐等。第六，在移動終端的開發(fā)與設(shè)計方面，學(xué)生可以通過PACKETTRACER網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，來實現(xiàn)對安卓系統(tǒng)、iOS系統(tǒng)、Windows系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)[2]。

　　2.3課程比重設(shè)置

　　在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程升級的過程當(dāng)中，學(xué)校的管理人員要提高實驗課程在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)當(dāng)中的比重。例如，目前很多學(xué)校總實驗課程只有18課時，占總課時的不到1/3，學(xué)校要根據(jù)學(xué)生目前的學(xué)習(xí)情況與市場對于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ南嚓P(guān)要求，來提升這個比重。學(xué)校還要不斷向內(nèi)挖掘，提高對于驗證性實驗的相關(guān)要求，提高學(xué)生進(jìn)行實驗研究的相關(guān)深度。通過綜合性的實驗設(shè)計，提高指導(dǎo)教師對于學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)程序研究的系統(tǒng)性指導(dǎo)。幫助學(xué)生在進(jìn)行實驗研究的過程當(dāng)中，完整地完成實驗，并對自己取得的網(wǎng)絡(luò)研究成果進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用。

　　2.4設(shè)備優(yōu)化與維護(hù)

　　基于仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)工程實驗課程設(shè)計需要眾多的設(shè)備，學(xué)校在進(jìn)行項目管理的過程當(dāng)中，要提高對于設(shè)備維護(hù)的能力，通過計算機(jī)相關(guān)的細(xì)化管理原則，來對購入的相關(guān)交換機(jī)、路由器品牌進(jìn)行綜合管理，避免經(jīng)費(fèi)的重復(fù)建設(shè)與浪費(fèi)。盡量引進(jìn)多種類型的交換機(jī)設(shè)備與服務(wù)器設(shè)備，并對設(shè)備維修進(jìn)行優(yōu)化管理，避免由于設(shè)備的長期使用，出現(xiàn)接口不良等現(xiàn)象，保障學(xué)生可以在盡量真實的環(huán)境當(dāng)中，進(jìn)行真實的交換機(jī)、路由器操作。教師還要對學(xué)生的操作進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)，避免學(xué)生在進(jìn)行課程實驗的過程當(dāng)中，由于錯誤的實驗數(shù)據(jù)結(jié)果被系統(tǒng)記錄到，而導(dǎo)致整個課程實驗設(shè)計失效。教師要控制好實驗的節(jié)奏、實驗的時間、學(xué)生課程的實際安排，保障學(xué)生可以在盡量短的時間內(nèi)獲得更加完善的教學(xué)指導(dǎo)。教師要對課程安排進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，例如，在計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)課程當(dāng)中可以加入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡介和網(wǎng)線制作、交換機(jī)基本配置、簡單結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)組建與配置、路由器基本配置、擴(kuò)展包過濾配置、基本包過濾配置、內(nèi)外網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等課程。

　　3結(jié)語

　　綜上所述，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗課程設(shè)置是一個系統(tǒng)的工程，學(xué)校要認(rèn)識到課程設(shè)置的長期性。從該文的分析可知，研究網(wǎng)絡(luò)工程的實驗教學(xué)設(shè)計，有利于管理者根據(jù)目前的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境，充分調(diào)動學(xué)生在實驗過程當(dāng)中的主觀能動性。因而，我們要加強(qiáng)對于網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的理論研究，提高課程設(shè)計的科學(xué)性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]高原,符濤,孫毅.CDIO模式以項目驅(qū)動促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革和實踐[J].西南師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2019,44(4):150-156.

　　[2]徐濤,李旭宏,潘雯雯.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實驗教學(xué)探索與實踐[J].赤峰學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2016,32(2):271-272.

　　[3]劉曉健.《路由與交換技術(shù)系列課程》課程教學(xué)模式改革反思[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通,2019(6):205.

　　《網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實驗教學(xué)實踐》來源：《科技資訊》，作者：陳芳