网络工程专业网络实验室建设思考与探索

摘 要:网络工程专业是一门实践性很强的新型专业,对实验室要求高。文中全面分析网络工程专业产生的社会现实背景,网络工程专业的特点,以及专业网络实验室建设的复杂性。讨论了实验和实践教学对网络工程专业的重要作用。提出了专业网络实验室建设目标、原则和功能。

关键词:计算机网络;网络工程;网络实验室

中图分类号:G482文献标识码:A文章编号:1673-8454(2010)11-0055-02

一、引言

由于互联网技术的广泛普及和应用,通信及电子信息产业在全球迅猛发展,带来了网络技术人才需求量的不断增加。网络工程专业是在这样一个需求背景下设立的新型专业。网络工程作为一个相对较新的学科,发展时间较短,相应的实验室建设也处在研究与摸索阶段。网络工程专业以培养应用型人才为主要目标,培养的人才要具有扎实的网络工程专业基础,能系统地掌握计算机网络和通信网技术领域的基本理论、基本知识,能掌握各类网络的组网、规划、设计、评价等方法与技术。还具有计算机网络设计、开发及应用方面良好的工程实践训练,特别是获得大型网络工程开发的初步训练。

教育部对探索建立适应学生实践能力和创新精神培养的现代实验教学管理机制高度重视并大力支持。网络工程专业实验与实践教学在大学高等教育中占据位置更为重要。实验室培养学生的动手能力、工程实践能力、创新能力和团队协作精神有不可替代的作用。

网络工程实验室建设相对复杂,体现在:实验内容的多样性,实验设备的复杂性和实验内容的先进性。实验内容包括:组网建网、网络管理、网络安全、网站组建、网页开发、网络研究等相关实验。既要有验证性实验又要有创新和综合性实验;既要有工程实践又要有理论研究相关实验。实验设备的复杂性由当前网络产品复杂性决定的,国际和国内有不同主流的网络产品,它们代表不同的配置和管理方式。网络实验室必须兼顾更多类网络产品,让学生了解和掌握,为学生就业提供更加广泛选择。信息技术发展很快,为适应这一趋势,实验室设备和实验内容必须紧跟当前网络技术,先进的网络设备和网络实验同时增加了网络实验室的复杂性。

二、实验与实践教学对网络工程专业的重要性

在网络信息技术快速发展的当今,社会亟需有很强实践能力、创新能力和综合素质的网络技术人才,而实验教学和实验室恰恰是理论和实践相结合的科研和教学基地,这为培养学生工程实践能力和创新能力提供了重要的环境。实验与实践教学在培养学生综合素质和创新实践能力方面具有其他教学环节所不可替代的作用。

计算机网络相关实验是巩固计算机网络理论知识、强化学生综合运用所学理论知识,解决实际问题能力的最好方法。计算机网络相关课程教学主要是打牢学生的理论功底,培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力;网络实验教学作为教学体系的一个重要教学环节,与理论教学相比具有直观性、实践性、综合性、启发性和探索性的特点,不仅能帮助学生验证和深刻理解本学科的基本理论,还能提高学生分析和解决实际问题的能力,培养学生的观察、判断以及动手实践能力,是培养学生实践能力和创新能力的重要手段。

三、实验室建设目标及功能

1.网络工程专业培养目标定位

网络工程专业人才培养分以下几个方向:网络管理人员、网络技术支持人员、网络研发人员和高级网络人才。网络管理人员的发展方向是国内的所有企事业单位和学校等各行各业的网络中心管理人员。具有中级以上专职网管人员的水平。网络技术支持人员的发展方向是熟悉当前主流的网络设备和网络软件,并能熟练调试配置。网络研发人员具备一定的专业基础和实际动手能力,对整个计算机网络有很深的认识,可以结合现有实验室的丰富资源,对现有的网络硬件、软件和数据库等能进行进一步的开发。高级网络人才是指具有扎实专业基础,能进行网络技术研究的人才。

2.网络实验室实现目标

(1)教学需要。实验室建成后,教师指导学生完成实验,让学生直观、全方位了解各种网络设备和应用环境,促进学生对课程的理解和运用。学生亲自搭建、调试、配置网络,通过在网络实验室的实验和学习,能有效促进理论的理解和技能的掌握。

(2)科研需求。承担该专业的教师不仅要完成教学任务,还要进行科学研究。网络实验室是他们进行科研的物质基础。由于网络技术的更新换代速度非常快,需要设备先进的网络实验室。通过在专业的网络实验室中进行各种前沿的研究和实验,教师可以跟踪先进的网络和通信技术,系统地研究当前网络前沿动态,提高教学和科研水平。

(3)实习基地的需求。根据现代的人才观念,真正的人才不仅仅具有知识,更要具有能力。能力的培养需要课堂教育和实验实践相结合,这种趋势在IT领域的教育和就业中尤其明显。实验室组建要充分考虑到多种技术的融合、多个平台的操作、多厂家设备的互连,可以提供仿真的网络设备配置环境,让学生更多了解网络系统、掌握更多设备的使用。

3.实验室设计原则

(1)先进性和标准化原则。网络技术是一门发展和更新都较快的技术,大学作为最前沿学科和技术研究场所,教学和科研活动要跟踪当前计算机网络和通信技术的最新发展。实验室的先进性体现在:采用的硬件、软件和技术应是当今世界上广泛使用的、成熟的、具有先进水平的产品和技术,并能满足和适应今后网络发展变化的要求。网络方案的技术先进性要求非常高。能够开设一些高水平的网络和通信实验。标准化指网络通讯协议和接口必须符合国际标准。网络实验室设备必须支持国际通用标准的网络协议,有利于保证与其他网络之间的平滑连接互通。方便接入不同厂商的设备和网络产品。在网络中,即使有多个网络并存,采用统一的标准,也能使这些网络融合到一起,实现业务整合及数据集中。标准化是先进性的重要内容,标准化是实验室始终保持先进性的技术基础。

(2)易操作性和可靠性原则。易操作性体现在:易于教师讲解实验,易于辅导学生做实验,易于学生做实验,易于教师检查实验结果,易于实验室恢复与检查。可靠性是指:网络系统的稳定可靠,在网络设计中选用高可靠性网络产品,合理设计网络架构,制订可靠的网络备份策略,保证网络具有故障自愈的能力,最大限度地支持系统的正常运行。使得网络在高负荷情况下仍然具有较高的吞吐能力和效率。

(3)实用性和开放性原则。在满足需求的前提下,网络要便于安装、容易操作和简化管理。要选用性价比较高的设备,实现更多功能,避免设备过早淘汰,保护投资。实验室能满足部分开放性实验。教师能够远程利用实验室设备做实验。

(4)扩展性和多样化原则。根据未来业务的增长和变化,网络可以平滑扩充和升级,最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。易于增加新设备、新用户,易于和各种公用网络连接,随着系统应用的逐步成熟,不断延伸和扩充。多样化的目的是使学生了解和掌握多种网络产品,能够构建多种网络。

4.实验室功能分析

(1)组网建网实验。这是对该专业学生的基本要求。学生在学习理论知识的基础上,动手进行网络规划、组建网络等实验。实验包括:网络工程需求分析、网络建设规划设计、网络系统设计、网络技术造型、网络设备及选型、系统集成、综合布线和接入技术等。

(2)网站建立与开发实验。网站建立与开发实验包括:网站开发项目需求分析,网页的制作,配置网站运行的软硬件环境,对网站系统性能进行分析,优化网站页面等。

(3)网络管理与安全实验。网络管理是指规划、监督、控制网络资源的使用的各种活动,以使网络的性能达到最优。网络管理实验包括:网络的规划、设计、操作运行、管理、监视、分析、控制、评估等。网络安全实验内容包括:网络安全评估、网络安全策略、防火墙技术、入侵检测技术、漏洞扫描安全评估技术、防病毒技术、路由器及安全控制技术等实验。

(4)网络研究实验。实验室可为教师和研究生进行研究提供必要的环境和条件,从而可作为科学研究基地,充分发挥设备的利用率。

(5)普通实验。在实验室和实验设计上,应充分考虑到其他专业实验的需要与网络实验室的特殊性,实现既可以进行网络实验,也可以进行其他的实验,如数据库实验、程序设计实验等,从而达到实验设备的共享。

四、结束语

本文全面分析网络工程专业产生的社会现实背景,网络工程专业的特点,以及专业网络实验室建设的复杂性。讨论了实验和实践教学对网络工程专业的重要作用。提出了专业网络实验室建设目标、原则和功能。不同程度的网络工程专业实验室建设要与当前教学科研相匹配,坚持标准化、先进化、实用化的建设道路。

参考文献:

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[4]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,2005.

(编辑:隗爽)

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