網(wǎng)絡通信基本概念精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇網(wǎng)絡通信基本概念范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

1 三網(wǎng)融合

三網(wǎng)融合是指計算機系統(tǒng)通信、電信、有線電視的有機融合，以建立高效化、完善化通信網(wǎng)絡為根本目標，滿足社會發(fā)展基本需求。三網(wǎng)融合有著極高的技術(shù)實踐應用需求，在實踐中所有網(wǎng)絡層需實現(xiàn)有效連通。所謂三網(wǎng)融合，也可稱其是三網(wǎng)合一，即計算機系統(tǒng)通信、電信、有線電視相互間有效兼容、滲透等，最終整合成信息通信統(tǒng)一網(wǎng)絡，以互聯(lián)網(wǎng)為核心，打破傳統(tǒng)電信寬帶運營壟斷、廣電內(nèi)容輸送的局面，明確互相準入機制，廣電單位可經(jīng)營增值的電信業(yè)務等，有線網(wǎng)絡可提供互聯(lián)網(wǎng)的接入業(yè)務，電信業(yè)可參與廣電節(jié)目的生產(chǎn)制作、傳輸或者傳播新聞節(jié)目內(nèi)容，提供相應服務等。三網(wǎng)融合在基本概念上有著不同的角度及層次，涉及到網(wǎng)絡、終端、行業(yè)、業(yè)務、技術(shù)等的有效融合。三網(wǎng)融合，其體系內(nèi)的技術(shù)類型相對較多，軟件技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、光通信科學技術(shù)、TCP/IP屬于較為常見的幾種類型。一是軟件技術(shù)，它可支持每個用戶的現(xiàn)實需求，為其提供針對支持的一項技術(shù)；二是數(shù)字技術(shù)，它可實現(xiàn)語音的傳輸及交換、圖像和數(shù)據(jù)等信息的編碼處理；三是光通信科學技術(shù)，此項技術(shù)呈現(xiàn)著極速發(fā)展趨勢，其在一定程度上為三網(wǎng)融合各項業(yè)務提供相應帶寬服務，傳輸質(zhì)量相對較高，更可為三網(wǎng)有效融合提供優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)平臺；四是TCP/IP科學技術(shù)，也被稱之為互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議科學技術(shù)，對三網(wǎng)融合實現(xiàn)快速發(fā)展起到基礎保障作用。

2 網(wǎng)絡通信科學技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

網(wǎng)絡通信科學技術(shù)在社會眾多領域中表現(xiàn)均十分優(yōu)異，備受人們認可及廣泛應用，其應用前景十分廣闊。網(wǎng)絡通信科學技術(shù)有明確的特點，單從系統(tǒng)層面來分析，其是以網(wǎng)絡為基本形式，由若干鏈路和單個結(jié)點構(gòu)成；其中，單個結(jié)點往往是由基于集成電路載體所實現(xiàn)的通信功能基本物理構(gòu)成，如路由器、結(jié)點交換裝置等；通信鏈路則是以光電技術(shù)為基礎，將其有效應用到計算機信息網(wǎng)絡當中。相關(guān)學者曾闡述，微電子科學技術(shù)屬于驅(qū)動信息化革命的基礎，微電子的芯片被廣泛應用后，其計算功能可結(jié)合摩爾定理實施有效的計算分析，運算速度每18 個月便可提高大約一倍左右，故在發(fā)展增速層面，此項技術(shù)發(fā)展速度較快一些。從網(wǎng)絡通信科學技術(shù)內(nèi)在特點層面分析，網(wǎng)絡通信科學技術(shù)向著移動化、自動化方向轉(zhuǎn)變著，并可以提供多樣化延伸服務，以自動化形式實現(xiàn)信息高速處理，以移動系統(tǒng)終端為基本載體，賦予系統(tǒng)以移動通信和移動網(wǎng)絡各項功能，充分滿足移動概念之下網(wǎng)絡需求，堅持以實際需求為基本動力，有效提升網(wǎng)絡運營商們技術(shù)對接的能力。例如：移動WLAN是移動網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的典型案例，其屬于網(wǎng)絡通信科學技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡化發(fā)展重要標志，需要著重從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、特點、支撐技術(shù)等層面分析網(wǎng)絡通信科學技術(shù)總體發(fā)展情況。

3 三網(wǎng)融合的特點和趨勢分析

3.1 在融合化層面

網(wǎng)絡通信科技的一大發(fā)展趨勢即為融合化。從三網(wǎng)融合視角來分析，國內(nèi)現(xiàn)階段的計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡、有線電視系統(tǒng)網(wǎng)絡等都是基于自身核心技術(shù)得以持續(xù)發(fā)展的，而后向著融合化網(wǎng)絡方向積極轉(zhuǎn)變，三種網(wǎng)絡借助各自數(shù)據(jù)信息平臺為廣大用戶提供著多媒體化信息服務，不可由單一網(wǎng)絡替代，三網(wǎng)融合則會成為三種基礎性網(wǎng)絡今后發(fā)展方向。在技術(shù)應用層面上，三種不同網(wǎng)絡技術(shù)有著相似特征，技術(shù)融合才可能實現(xiàn)，如軟件技術(shù)、接入技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等。三網(wǎng)的自身業(yè)務基礎相對堅實，在社會發(fā)展進程中，網(wǎng)絡發(fā)展和技術(shù)進步都具備業(yè)務攜帶功能，故網(wǎng)絡并非恒定不變而是有著較大可變性，它們需要和市場、業(yè)務發(fā)展需求相結(jié)合。各個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不同，可適應于所傳送的不同業(yè)務信號。如電話屬于傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡業(yè)務，但伴隨數(shù)據(jù)業(yè)務持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務逐漸超越了電話業(yè)務，在今后的發(fā)展進程中，電話業(yè)務地位會逐漸被數(shù)據(jù)信息層面業(yè)務所替代。故網(wǎng)絡業(yè)務應當逐步以數(shù)據(jù)信息業(yè)務為基本發(fā)展方向?qū)崿F(xiàn)有效融合，網(wǎng)絡逐漸向著IP業(yè)務分組網(wǎng)絡形式發(fā)展。網(wǎng)絡通信科技向著融合化方向發(fā)展，往往不單單依靠著技術(shù)特征的相似性，需要側(cè)重于不同市場需求層面，多種業(yè)務在向網(wǎng)絡中的相同用戶提供等同或者不同業(yè)務期間，技術(shù)融合即可實現(xiàn)。

3.2 在智能化層面

網(wǎng)絡通信科技現(xiàn)已被廣泛應用在如媒體、教育、金融、工業(yè)等眾多行業(yè)當中，這些行業(yè)都以網(wǎng)絡通信科技作為基本的技術(shù)支撐，并形成和行業(yè)相對接的網(wǎng)絡通信科學技術(shù)業(yè)務，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷麠l件，確保全新交易方式能夠?qū)崿F(xiàn)。大部分網(wǎng)絡通信科技的有效運用，均凸顯出智能化這一特征。例如，在早期，國內(nèi)的移動通信以4G技術(shù)為主，但通信業(yè)現(xiàn)已逐步實現(xiàn)5G體系結(jié)構(gòu)重大變革和發(fā)展；體系的變革形式屬于新一代的移動無線通信系統(tǒng)基本發(fā)展方向，不僅具備超密集式組網(wǎng)和可編程等特點，且具備十分突出的智能化優(yōu)勢，可以感知到網(wǎng)絡環(huán)境和用戶們的業(yè)務需求，可為用戶們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務體驗。對此，業(yè)內(nèi)普遍認為，在世界范圍內(nèi)，5G是面向信息化社會需求的移動無線通信系統(tǒng)，其有著高可靠性及低延遲等優(yōu)勢，憑借連續(xù)廣域化覆蓋形式有效滿足于大連續(xù)低功耗等目標需求。在場景應用方面，其可滿足于超高速、移動式、物物通信、實時化連接和大規(guī)?；巳簯玫雀鞣N場景，可實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，為用戶們提供豐富的通信體驗，這也屬于網(wǎng)絡通信技術(shù)現(xiàn)階段智能化發(fā)展的重要表現(xiàn)。今后，網(wǎng)絡通信科技會持續(xù)向著智能化方向邁進，開發(fā)應用智能化空間較為廣闊。

3.3 在兼容化層面

如何基于核心科技節(jié)約成本、有效利用信息資源，增強各種技術(shù)針對不同的系統(tǒng)終端的適應性等，均屬于網(wǎng)絡通信科技今后發(fā)展進程中所必須考慮的重點問題。隨著云應用各項新型業(yè)務崛起與發(fā)展，智能化終端逐步普及，今后網(wǎng)絡通信業(yè)務盈利將持續(xù)增加，為計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡穩(wěn)健發(fā)展提供基礎保證，故各類技術(shù)需要適用于市場需求變化、系統(tǒng)網(wǎng)絡特性和硬件變化等，需要滿足多方應用和發(fā)展需求。例如運營商的綠色節(jié)能需求、用戶們的需求等，故今后為促使生產(chǎn)效率持續(xù)提升，網(wǎng)絡通信科技將向著兼容化的方向持續(xù)發(fā)展，維持系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)，開發(fā)者需注重提升網(wǎng)絡裝置和技術(shù)的靈活度，開發(fā)更具安全性、綠色化網(wǎng)絡科學技術(shù)，基于計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡通信科學技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務升級。

3.4 在安全化層面

網(wǎng)絡通信科學技術(shù)的發(fā)展，給各個行業(yè)發(fā)展提供了動力之源。其中，交易方式改變屬于最明顯一種現(xiàn)象，以虛擬貨幣為載體的新型交易得以實現(xiàn)。伴隨網(wǎng)絡通信科學技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)等各項技術(shù)的有效融合，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息量處于井噴增長狀態(tài)，在大量信息數(shù)據(jù)中含有用戶們私人信息和財產(chǎn)信息。今后，在網(wǎng)絡通信科學技術(shù)應用中，為維持網(wǎng)絡系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行狀態(tài)，需加強保護其具體應用和技術(shù)信息，有效提升網(wǎng)絡通信科學技術(shù)的安全度，防止產(chǎn)生惡意的技術(shù)性破壞，以至于影響到社會各行業(yè)發(fā)展。

篇(2)

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 射頻識別 網(wǎng)絡通信 數(shù)據(jù)處理

1 物聯(lián)網(wǎng)概念的解析

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念的來源，第一次正式提出，是在2005年的信息社會世界峰會上，由國際電信聯(lián)盟（ITU）第一次以正式的方式公諸于世。國際電信聯(lián)盟還指出，現(xiàn)在正處于一個無所不在的"物聯(lián)網(wǎng)"通信時代，通訊技術(shù)的進步，使得人們?nèi)粘Ｉ畋憷潭鹊玫搅藰O大地提高。在日常生活用品中嵌入一種短距離的移動收發(fā)器，就可以實現(xiàn)移動控制。信息空間的維度隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也在朝著多方向發(fā)展。按照物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)標準、互通的網(wǎng)絡協(xié)議，可以實現(xiàn)對各種物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，還可以使用編碼來區(qū)分一切實物和虛擬物品，然后利用智能界面實現(xiàn)終端信息的共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心在于實現(xiàn)對所聯(lián)網(wǎng)物品的準確識別、精確定位、及時跟蹤以及密切監(jiān)。

2 當前物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)研究分析

2.1 射頻識別技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領域，比較重要的技術(shù)就是射頻識別，現(xiàn)階段常見的射頻識別系統(tǒng)一般是由RFID電子標簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)組成。射頻識別技術(shù)的基本工作原理是，利用讀寫器對那些編好電子標簽的物品進行讀寫和識別，然后通過無線電波技術(shù)，將讀寫器識別到的物品的有效信息傳送到系統(tǒng)信息處理模塊，自動實現(xiàn)信息的采集，這樣就可以實現(xiàn)對物品的精細化、數(shù)據(jù)化管理。

2.2 傳感技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡的協(xié)作感知對傳感器的正常工作發(fā)揮著十分重要的作用，傳感技術(shù)的應用就是建立在傳感器及傳感信息網(wǎng)絡順暢工作的基礎之上。一般所說的傳感器，就是指能感知被測指標，同時可以將被測指標按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的設備，傳感器有著相當廣闊的應用空間。而傳感器網(wǎng)絡則集合了多種技術(shù)優(yōu)勢，如傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，它利用系統(tǒng)發(fā)展模式，可以使用各類集成化的微型傳感器協(xié)作實現(xiàn)對監(jiān)測對象的實時監(jiān)測，除此之外，還可以采集并處理周圍環(huán)境及監(jiān)測對象的基本信息。

2.3 網(wǎng)絡通信技術(shù)

可以說，網(wǎng)絡通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)藍本，網(wǎng)絡通信技術(shù)的迅速發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步和創(chuàng)新提供了信息技術(shù)通道。在傳感器網(wǎng)絡通訊技術(shù)方面，會經(jīng)常運用到廣域網(wǎng)絡通信技術(shù)和近距離通信技術(shù)。在廣域方面像IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G移動通信、衛(wèi)星通信等都屬于其中比較成熟的技術(shù)，最近幾年以iIPv6為核心的新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，更是優(yōu)化和升級了傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳送通道。在近距離技術(shù)領域，當前比較成熟的主流技術(shù)基本上是以IEEE802.15.4為代表的幾種近距離通信技術(shù)。

2.4 大數(shù)據(jù)處理、云計算等信息處理技術(shù)

日常生活中，能夠制造出數(shù)據(jù)的領域遍布各個行業(yè)，商務貿(mào)易、在線視頻圖像資料、社交網(wǎng)絡媒體信息、企業(yè)信息管理以及電子政務等等，都會涉及到大數(shù)據(jù)。計算機信息技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了信息處理技術(shù)的進步，以大數(shù)據(jù)、云計算為代表的信息存儲、處理技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展提供了高效的數(shù)據(jù)服務功能，也是深度挖掘數(shù)據(jù)價值的技術(shù)支撐。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際運用展望

3.1 城市管理

在城市管理過程中，智能交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以自動檢測并報告公路、橋梁的“健康狀 況”，還可以避免過載的車輛經(jīng)過橋梁。在智能建筑利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以通過感應技術(shù)，實現(xiàn)建筑物內(nèi)照明燈能的自動調(diào)節(jié)光亮度，并進一步提高節(jié)能環(huán)保程度。

3.2 數(shù)字家庭

僅僅實現(xiàn)了電視與電腦、手機的連接，不是發(fā)展數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的初衷。只有在連接家庭設備的同時，通過物聯(lián)網(wǎng)與外部的服務連接起來，才能真正實現(xiàn)服務與設備互動。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化家庭方面的成熟運用，極大的提高了人們的生活便利程度。

3.3 定位導航

物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，能夠在互聯(lián)網(wǎng)和移 動通信網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)使用GPs技術(shù)，使用和維護成本大大降低，并能實現(xiàn)端到端的多向互動。

3.4 現(xiàn)代物流管理

通過在物流商品中植入傳感芯片，供應鏈上的購買、生產(chǎn)制造、包裝、裝卸、堆棧、運輸、配送分銷、出售、服務每―個環(huán)節(jié)都能無誤地被感知和掌握。這些感知信息與后臺的GIS/GPS數(shù)據(jù)庫無 縫結(jié)合，成為強大的物流信息嘲絡。

3.5 商業(yè)零售

RFID取代零售業(yè)的傳統(tǒng)條碼系統(tǒng)（Barcode），使物品識別的穿透性（主要指穿透金屬和液體）、遠距離以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進。此外通過標簽識別和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以隨時隨地對食品生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，對食品質(zhì)量進行聯(lián)動跟蹤，對食品安全事故進行有效預防，極大地提高食品安全的管理水平。

3.6 數(shù)字醫(yī)療

通過使用RFID為代表的自動識別技術(shù)，能夠提高醫(yī)院醫(yī)務工作人員對病人的監(jiān)控效率，減少醫(yī)療信息傳遞失真的情況發(fā)生。RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）及藥品物流系統(tǒng)的融合，是醫(yī)療信息化的必然趨勢。

3.7 防入侵系統(tǒng)

發(fā)達國家將大數(shù)據(jù)作為重要的情報收集手段，通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節(jié)點，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。日本防衛(wèi)省將從2015年開始正式研討將互聯(lián)網(wǎng)上累積的“大數(shù)據(jù)”運用于海外局勢的分析。這一舉措作為自衛(wèi)隊海外活動擴大背景下的新方案，旨在強化情報收集能力。

4 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會越來越成熟，其應用領域也會逐漸增多，我國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領域，有著不錯的發(fā)展優(yōu)勢，龐大的市場需求催生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳播和擴撒。在我國以信息化帶動工業(yè)化的發(fā)展路徑指引下，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展會對經(jīng)濟的發(fā)展起到越來越重要的推動作用。

參考文獻

[1]王小妮，魏桂英.物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中密碼算法的研究[J].北京信息科技大學學報（自然科學版），2009（04）.

[2]陳偉波，李佳峰.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來信息安全保密新挑戰(zhàn)的思考[J].汕頭科技，2010（04）.

[3]趙海霞.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析與發(fā)展探討[J].中國西部科技，2010（14）.

[4]梁景原.移動網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)融合要點淺析[J].科技資訊，2010（29）.

篇(3)

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡協(xié)議 動態(tài)鏈接庫 協(xié)議工作說明書

一、引言

PRT-GET定義為一個協(xié)議模擬器，所謂協(xié)議模擬器就是通過某種途徑模擬各式各樣的網(wǎng)絡通信協(xié)議從而可以進行具體而實際的網(wǎng)絡通信，最終達到同時支持多種通信協(xié)議的目的。PRT-GET不同于現(xiàn)今網(wǎng)上存在的各種網(wǎng)絡工具，使用它可以編寫基本上所有的基于Socket應用層的通信協(xié)議，PRT-GET的設計解決了用戶使用網(wǎng)絡工具時難以支持新出現(xiàn)的協(xié)議的問題。

二、PRT-GET的特點

作為一個優(yōu)秀的協(xié)議模擬器，PRT-GET具備以下的幾個特點：

1．PRT-GET是一個動態(tài)鏈接庫。考慮到應用程序的擴展極其的不方便，所以沒有把PRT-GET設計成應用程序的形式，而采用動態(tài)鏈接庫的方式，該方式可以方便地進行二次開發(fā)，也方便擴展軟件的功能。

2．PRT-GET是完全面向?qū)ο蟮?。PRT-GET是一個可二次開發(fā)的動態(tài)鏈接庫，所以面向?qū)ο蟮脑O計模式能令二次開發(fā)更加高效。

3．PRT-GET的代碼擴展性高。使用PRT-GET時，如果PRT-GET本身提供的功能不夠，那么用戶可以通過擴展PRT-GET中對應的類，以實現(xiàn)自定義的功能。

4．PRT-GET支持自定義協(xié)議。PRT-GET的最大特色就是支持用戶自定義應用層協(xié)議，通過用戶編寫的協(xié)議工作說明書，PRT-GET忠實地執(zhí)行用戶在說明書中指定的每一個操作，也就是說，用戶無需編寫任何一句代碼就可以使PRT-GET支持自定義協(xié)議。

5．PRT-GET的使用方便。PRT-GET使用時只需要調(diào)用動態(tài)鏈接庫就可以輕松地使用其中的協(xié)議控制類。

三、PRT-GET的設計

1．PRT-GET的工作層次

PRT-GET設計為一個動態(tài)鏈接庫，它為系統(tǒng)應用程序提供中間層服務，使得應用程序無需了解網(wǎng)絡通信的具體邏輯，只需把網(wǎng)絡的內(nèi)容當作本地的內(nèi)容操作即可，從這點看起來PRT-GET也是一個協(xié)議，而且更是一個能提供很多協(xié)議服務的協(xié)議支持軟件。PRT-GET在網(wǎng)絡中的工作層次如圖1所示。

對于使用PRT-GET作為網(wǎng)絡通信協(xié)議的應用程序來說，用戶可以指定PRT-GET使用哪個協(xié)議進行工作，因為PRT-GET是在需要使用時才加載協(xié)議內(nèi)容的，所以用戶可以隨時動態(tài)指定PRT-GET使用的協(xié)議，甚至可以動態(tài)修改PRT-GET使用的協(xié)議內(nèi)容。當協(xié)議組里面包含的協(xié)議不滿足用戶要求時，用戶還可以添加新的協(xié)議，這只需要添加一個協(xié)議工作說明書到協(xié)議組里面就可以了。

應用程序

計算機

PRT-GET

協(xié)議組

協(xié)議內(nèi)容

服務器

服務程序

用戶

圖1 PRT-GET工作層次

PRT-GET工作時根據(jù)用戶指定的協(xié)議加載協(xié)議工作說明書，然后再依照協(xié)議說明書內(nèi)容與遠端服務器/客戶端協(xié)作工作。對于PRT-GET來說，遠端機器是透明的，PRT-GET的機器透明性是基于工作在TCP協(xié)議上的Socket的，所以對于PRT-GET來說沒有機器的差別，沒有平臺的差別。

2．PRT-GET的幾個概念

在PRT-GET中，有一些基本概念貫穿于整個PRT-GET的設計和實現(xiàn)過程中。

（1）協(xié)議

PRT-GET中的協(xié)議對應著一個網(wǎng)絡協(xié)議。協(xié)議在PRT-GET程序中只是一個邏輯的存在，并沒有具體的某個協(xié)議的實現(xiàn)，所以如果要使PRT-GET支持某個協(xié)議的話，需要編寫一個具體的協(xié)議工作說明書與PRT-GET相配合。也就是說協(xié)議工作說明書是PRT-GET的具體協(xié)議的載體，也是PRT-GET支持協(xié)議的體現(xiàn)。

（2）元素

元素是PRT-GET的一個新概念。所有的協(xié)議都是一些基本通信單元的組合，而PRT-GET就是通過將協(xié)議分解成一個個的基本單元從而做到支持各種協(xié)議的。這種基本單元就是元素。元素是PRT-GET中協(xié)議構(gòu)成的基本單位，一個PRT-GET的協(xié)議本質(zhì)上就是一些PRT-GET的元素序列，同樣的，對元素的不同組合可以生成不同的協(xié)議，這就是PRT-GET可以支持不同協(xié)議的本質(zhì)原因。

程序中的一個元素類的對象對應著協(xié)議工作說明書的實際一行，也就是代表著通信交互中的一個基本交互單元。協(xié)議工作說明書中指定了每一個通信單元應當使用的元素類，并執(zhí)行相應動作實現(xiàn)對應的通訊單元。

為更好的實現(xiàn)通訊單元的分割和減少通信協(xié)議工作說明書的編寫難度，定義了動作元素和輔助元素這兩個概念。

動作元素：對應著一個通訊基本操作，它指明了對于本次操作應該如何進行。

輔助元素：對動作單元進行輔助處理的單元，它是從屬于動作單元，一個動作元素可以有零個或多個輔助元素。

動作元素和輔助元素指定了協(xié)議的一個通信單元的工作方式，而本次通信的內(nèi)容就由內(nèi)容項指定了。一個元素由動作元素和輔助元素、內(nèi)容三項組成，其結(jié)構(gòu)如下：

動作單元 [輔助單元]* [內(nèi)容]

（3）分析器

PRT-GET中并沒有協(xié)議的實體存在，代替的是用協(xié)議工作說明書作為協(xié)議的載體，而協(xié)議工作說明書只是一個文本文件，如何將這個協(xié)議工作說明書的內(nèi)容加載到內(nèi)存并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€一個對應的元素，這個工作是由分析器來解決的。

分析器有協(xié)議分析器和元素分析器兩種，分別用于不同用途。

協(xié)議分析器：協(xié)議分析器主要的工作是分析協(xié)議工作說明書并創(chuàng)建該說明書對應的元素序列，輔助Protocol實體的創(chuàng)建。

元素分析器：元素分析器的工作是從一個字符串中分解出輔助元素和內(nèi)容，以支持元素類的動作。

PRT-GET工作流程

PRT-GET的使用非常的方便，只需要使用URL創(chuàng)建出具體的一個協(xié)議對象則可以與主機通信，而此URL的要求為“protocol://host: port/file”格式，其中port并不是必須的，如果沒有指定的話就會使用對應協(xié)議的協(xié)議工作說明書中指定的默認端口。

PRT-GET工作時，將會根據(jù)用戶提交的協(xié)議名檢查其協(xié)議說明書庫中是否有該協(xié)議，如果發(fā)現(xiàn)對應的協(xié)議不存在則拋出一個異常提示用戶。找到指定協(xié)議后，PRT-GET將創(chuàng)建一個協(xié)議對象以實現(xiàn)通信，并將協(xié)議工作說明書加載進內(nèi)存中，分析生成一個元素序列，最后就執(zhí)行元素序列以實現(xiàn)實際通信目的，其工作流程如圖2所示。

是

讀取

否

開始

結(jié)束

查找協(xié)議工作說明書

協(xié)議組

協(xié)議存在

拋出異常

創(chuàng)建協(xié)議對象

分析工作說明書

執(zhí)行元素動作

圖2 PRT-GET工作流程圖

四、主要包的設計

對PRT-GET的設計采用按功能結(jié)構(gòu)分包的方式，將功能相近的類放置在一起，并按邏輯位置將其放在不同的命名空間之中。

PRT-GET中最核心的三個包分別是Element（元素包）、Analyze（分析工具包）和Util（其他工具包），此外，還有ProtocolManager和Protocol兩個核心類。

PRT-GET將網(wǎng)絡操作分為基本的單元——元素，在程序中的體現(xiàn)就是元素（Element對象），PRT-GET將所有的元素類都放置在Element包中，并通過接口IElement實現(xiàn)元素動作的統(tǒng)一。

Analyze包是一個存放存放分析器的包。PRT-GET經(jīng)常需要對協(xié)議工作說明文件進行分析，這就需要一個分析器專門對協(xié)議中的字符串進行分析，Analyze包中的類就是負責此類工作。

PRT-GET在進行一些處理時經(jīng)常會用到一些方法，為增加代碼的重用率，將所有經(jīng)常使用到的方法或操作封裝為類存放在Util包中。

五、協(xié)議工作說明書

協(xié)議工作說明書是協(xié)議的真正載體，它以“協(xié)議名+.prt”為文件名存放在PRT-GET動態(tài)鏈接庫目錄的“protocol”文件夾下，PRT-GET加載協(xié)議時到這查找該協(xié)議是否存在，當查找到時就會加載為一個協(xié)議實體。

1．協(xié)議工作說明書的組成

網(wǎng)絡通信主要是發(fā)送內(nèi)容和接收內(nèi)容，PRT-GET的主要作用就是屏蔽了這一層中繁瑣的通信，使得用戶可以直接對通信的有用內(nèi)容進行處理。

基于網(wǎng)絡通信只有發(fā)送和接收兩種情況，協(xié)議工作說明書也只有兩種基本元素：Send和Receive。Send發(fā)送數(shù)據(jù)，而發(fā)送的數(shù)據(jù)可以是在協(xié)議說明書中指定的常量，也可以是用戶動態(tài)加載的內(nèi)容。Receive同樣也可以接收常量，或者接收到內(nèi)存中對應的元素的Data數(shù)據(jù)中。除了這兩種基本元素外，PRT-GET還擴展了另外兩種元素：Skip和Repeat。Skip能忽略用戶不感興趣的內(nèi)容，Repeat的作用就是重復進行用戶的一些煩瑣的操作，這些對提高用戶的工作效率有很大的幫助。此外，還有其它一些輔助元素可以指定各種動作元素的具體操作內(nèi)容。

2．協(xié)議工作說明書編寫要求

編寫協(xié)議工作說明書必須滿足以下格式：

Port 端口號

（Element名 [輔助元素名]* 內(nèi)容）*

協(xié)議說明書的最開始應該是端口號說明，而后出現(xiàn)的是元素字符串。元素字符串由三部分組成，其中元素名是指該動作元素的名稱；輔助元素指定了動作元素的一些要求，一個動作元素可以有幾個輔助元素的存在；第三個部分就是內(nèi)容，內(nèi)容可以是常量內(nèi)容，也可以是變量，也就是用戶指定的數(shù)據(jù)。

一個協(xié)議說明書只能由一個端口號，但是卻可以有多個元素，不同元素之間用換行隔開即可。定義一個協(xié)議說明書必須以該協(xié)議名稱加上“.prt”為協(xié)議工作說明書名稱，并將其放置在PRT-GET的動態(tài)鏈接庫目錄下的protocol文件夾內(nèi)。

六、應用實例

多協(xié)議服務器是一個使用PRT-GET作為通信層的服務器軟件，以文件映射作為虛擬路徑管理手段。通過該服務器軟件可以設置虛擬目錄，用戶可以指定訪問需要使用的網(wǎng)絡協(xié)議（如HTTP），當有客戶端請求時，服務器調(diào)用PRT-GET創(chuàng)建一個協(xié)議實體執(zhí)行通信，并由服務器解釋請求的URL，將其映射為相關(guān)系統(tǒng)文件，客戶端可以和服務器進行通信，請求服務器上的文件資源如圖3所示。

圖3 利用PRT-GET模擬HTTP通信

七、結(jié)語

本文討論了多協(xié)議模擬器PRT-GET的設計思路和方法，并通過實例模擬HTTP協(xié)議驗證了文中所提設計方案的可行性。由于PRT-GET目前的版本設計中輔助元素還不夠多，模擬器的交互設計還有所欠缺，下一步將增加輔助元素的設計，豐富模擬器的功能，增強其應用的靈活性。

參考文獻

[1] 陳富春.ASP.NET中XML數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)的交互技術(shù).現(xiàn)代計算機.2005(04):P35-37

篇(4)

關(guān)鍵詞：高職；虛擬實驗；計算機網(wǎng)絡；評價；李克特量表

高職計算機網(wǎng)絡課程包含很多抽象的概念和理論，學生感到學起來比較困難，教師教學難度很大。往往是教師講的越多，學生越困惑，長此以往，學生就慢慢失去了學習這門課的興趣。筆者發(fā)現(xiàn)，在講授這門課程的過程中，如果能讓學生自己動手做一些虛擬實驗，如組建一個網(wǎng)絡、安裝和配置一臺服務器、分配用戶訪問文件和目錄的權(quán)限等等，并同時講解實驗過程，解釋實驗現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)，而不是空洞地講解理論，學生的學習效果會明顯提高，學習積極性也會增強。這種觀點也得到了很多文獻的支持。圍繞Packet Tracer和Virtual Machine兩款網(wǎng)絡虛擬平臺，筆者設計了一些虛擬實驗作為課堂講解的材料，也可作為學生課后練習的資料，學生評價較高。

虛擬實驗的硬件、軟件和網(wǎng)絡環(huán)境

我校計算機網(wǎng)絡專業(yè)的每個實驗室都有50臺高性能PC機，能同時供49名學生和1名教師使用。這些PC機通過高速交換機相互連接，每臺都裝有微軟Windows XP 操作系統(tǒng)以及Packet Tracer和Virtual Machine網(wǎng)絡虛擬平臺，都配置相同網(wǎng)段的IP地址、相同的子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)和DNS，構(gòu)成了一個小型的局域網(wǎng)絡并且和因特網(wǎng)相連，如圖1所示。

Packet Tracer和Virtual Machine兩款虛擬網(wǎng)絡平臺是完成本文所述虛擬實驗不可缺少的工具，它們的功能相互補充。Packet Tracer主要模擬網(wǎng)絡的拓撲圖、交換、路由和網(wǎng)絡測試，而Virtual Machine主要用來模擬網(wǎng)絡服務、通信和測試。如按照OSI七層模型來劃分，則Packet Tracer模擬網(wǎng)絡層的工作，Virtual Machine模擬主機層的工作，如圖2所示。需要特別指出的是，Packet Tracer和Virtual Machine是兩個不同公司開發(fā)的軟件，二者無論是在同一臺物理機中還是在不同的物理機之間都是不能相互通信的。它們只能通過真實的物理機器平臺和真實的網(wǎng)絡硬件平臺來實現(xiàn)相互通信。

一個虛擬實驗案例

實驗的拓撲圖圖3是使用Packet Tracer構(gòu)建的網(wǎng)絡拓撲圖，圖中有三個不同的網(wǎng)絡或子網(wǎng)。PC1和PC2在左邊的子網(wǎng)中，通過交換機Switch0和路由器Router0連接，PC3和PC4位于右邊的子網(wǎng)中，通過交換機Switch1和路由器Router1相連，兩個子網(wǎng)通過Router0和Router1連接。圖4是根據(jù)圖3應用Virtual Machine構(gòu)建的網(wǎng)絡拓撲圖，在Virtual Machine中沒有交換機和路由器這樣的網(wǎng)絡設備，但是根據(jù)硬件和軟件邏輯等價性原則，可以使用裝有Windows Server 2003的Virtual Machine來充當路由器，至于網(wǎng)段的劃分可以根據(jù)Virtual Machine的網(wǎng)絡接口卡的IP地址來確定。

實驗的內(nèi)容和目的這個實驗的主要目的是教會學生如何構(gòu)造一個小型的局域網(wǎng)絡，理解局域網(wǎng)通信的過程和原理。主要教學內(nèi)容和目標有：（1）對網(wǎng)絡進行規(guī)劃，會選擇合適的終端和網(wǎng)絡設備以及線纜構(gòu)建網(wǎng)絡。（2）配置終端接口、路由器接口以及服務器接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼。（3）配置路由表，使整個網(wǎng)絡達到連通狀態(tài)。（4）使用Ping命令測試網(wǎng)絡。（5）理解局域網(wǎng)通信的過程。（6）理解ARP、ICMP、CSMA/CD以及網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡通信中的作用。（7）理解交換機和路由器的工作原理以及在網(wǎng)絡通信中的作用。

實驗的組織和管理在實驗開始時，教師介紹實驗的要求和目的，以及實驗使用的工具、方法和命令，然后由學生自己動手來完成實驗。學生可以獨自完成實驗也可以結(jié)對完成實驗。為了防止網(wǎng)絡上IP地址發(fā)生沖突，學生實驗所采用的IP地址可規(guī)定為192.168.X.0/24的形式，X為每個學生的序號，這樣不僅解決了IP地址的沖突問題，而且方便學生查找錯誤，使實驗能順利進行。

實驗的數(shù)據(jù)分析和原理講解本次實驗不僅要求學生掌握局域網(wǎng)的規(guī)劃、組建和配置，更重要的是讓學生理解局域網(wǎng)的通信原理，相同網(wǎng)段主機之間和不同網(wǎng)段主機之間通信的過程，網(wǎng)關(guān)、交換機和路由器的工作原理和作用，局域網(wǎng)通信的相關(guān)協(xié)議等概念知識。如果僅憑教師講解，學生是很難理解這些概念知識的。在這個實驗中，教師可以在PC1上向PC4發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，讓學生觀察整個網(wǎng)絡通信的過程。可在數(shù)據(jù)包經(jīng)過每個網(wǎng)絡節(jié)點時把它截取下來進行分析和講解。這樣讓學生不僅能掌握如何連通一個局域網(wǎng)絡，而且能知道網(wǎng)絡連通背后的“故事”。

實驗的評價為了評價本次實驗的有效性，以匿名調(diào)查的形式，筆者在課堂上對這次實驗進行了一次評估。筆者給學生提供一個問卷，問卷中包含了以下幾個問題：（1）在進行這次實驗之前，你會組建和配置一個小型局域網(wǎng)絡嗎？（2）你認為這個實驗容易嗎？（3）你能接受這樣的實驗教學嗎？（4）這個實驗是否能有效地幫你理解局域網(wǎng)通信的過程？（5）在這門課中你需要更多這樣的實驗嗎？（6）你愿意在課外時間做這樣的實驗嗎？

針對上述六個問題，李克特量表（Likert scale）被使用在問卷調(diào)查中，對于問題1~3，第一個刻度代表極差，第五個刻度代表極好；對于問題4~6，第一個刻度代表否，第五個刻度代表是。在一年的教學過程當中，我校網(wǎng)絡專業(yè)86名大一學生完成了這個問卷調(diào)查，他們的回答結(jié)果統(tǒng)計圖如5所示。

通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，虛擬實驗激發(fā)了學生學習計算機網(wǎng)絡的熱情，他們比以往更加喜愛這門課程了。

對虛擬實驗教學的再思考

目前，虛擬技術(shù)在教學中得到了廣泛運用，虛擬實驗和物理實驗的比較在很多文獻中都有闡述，它們各自有自己的優(yōu)缺點。除去經(jīng)濟因素，筆者在講授計算機網(wǎng)絡課程的過程中深深感受到虛擬實驗最大的好處是方便、靈活、安全、容易實施和擴展，學生只要有一臺筆記本電腦并且安裝了這些虛擬軟件，無論在什么地方都可以進行學習和實驗，從而擺脫了真實實驗環(huán)境的束縛，學習效果得到了很大提高。但是，在教學過程中筆者也發(fā)現(xiàn)，采用虛擬實驗講授計算機網(wǎng)絡課程，一開始會增加學生的理解負擔，最關(guān)鍵的一點是要讓學生快速理解“機器中的機器，網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡”這一概念，讓學生具備虛擬學習的思維。學生完成虛擬實驗一般用兩種方式：（1）每個學生在一臺物理機上打開多個虛擬軟件獨立完成網(wǎng)絡實驗，這種實驗方式是通過一臺物理機來完成的，這種方式學生比較容易理解。（2）把一個實驗劃分為多個模塊，這些模塊分布在不同的物理機上，學生通過協(xié)同方式來完成實驗。這種實驗方式是通過多臺物理機和真實的網(wǎng)絡平臺來實現(xiàn)的，只要物理網(wǎng)絡連通，學生就可以在物理網(wǎng)絡里隨意組建虛擬網(wǎng)絡。學生對這種實驗方式通常理解得會慢一點。另外，學生最終要工作在一個真實的環(huán)境中，因此，還需在一個真實網(wǎng)絡環(huán)境中來驗證學生在虛擬環(huán)境中所學到的知識。

綜上，筆者開發(fā)的這套虛擬實驗用在計算機網(wǎng)絡課堂教學和學生的課后學習中，學生對這些實驗的評價令人鼓舞。這些評價表明該實驗方便、好用，能幫助學生更好地理解計算機網(wǎng)絡。在今后的教學中，筆者將開發(fā)出更多的虛擬實驗并完善相應的評價體系，并將這種教學方法應用在其他網(wǎng)絡課程的教學之中。

參考文獻：

[1]Sarkar N I. Teaching TCP/IP Networking Using Practical Laboratory Exercises[J]. International Journal of Information and Communication Technology Education， 2006，2（4）：39-50.

[2]Cecil Goldstein，Susanna Leisten， Karen Stark，Alan Tickle. Using a Network Simulation Tool to Engage Students in Active Learning Enhances Their Understanding of Complex Data Communications Concepts[C]. Proceedings of the 7th Australasian conference on Computing Education， 2005:223-228.

[3]Javidi G，Sheybani E. Content-Based Computer Simulation of a Networking Course: An Assessment[J].Journal of Computers，2008，3（3）：64-72.

[4]李華，孫智勇，吳中福.虛擬計算機網(wǎng)絡組網(wǎng)平臺的設計與實現(xiàn)[J].計算機應用研究，2006，23（8）：258-260.

篇(5)

信息類學科發(fā)展迅猛,新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。為縮短學生接觸新知識的時間,培養(yǎng)使用外文資料的能力,高校信息類專業(yè)在本科高年級展開雙語教學。我校針對信息類學科積極開展雙語教學研究,建設雙語教學平臺。建設過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗,提出了具有針對性的教學內(nèi)容編排與教學設計的改革。歷年來的實踐驗證了課程建設的有效性。

1 當前信息技術(shù)類雙語教學存在的不足

課程內(nèi)容信息量大,專業(yè)詞匯多,內(nèi)容復雜,即使用母語來理解也不簡單,造成了學習上的雙重困難;學生英語水平參差不齊,授課時不得不考慮接收能力的差距;講授知識要占用大量時間,互動時間少,學生主動性難以調(diào)動。

因此,必須對教學內(nèi)容進行精心選取與合理組織、編排,在教學方式實施以圍繞問題、強化討論的自主學習,才能解決上述矛盾。本專業(yè)不同課程具有很大的共性。在此以《多媒體技術(shù)》雙語課為例介紹我們在教學內(nèi)容、方案和方式上進行的嘗試,供大家參考?！抖嗝襟w技術(shù)》是利用電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)等將文本、圖像、語音、動畫、視頻等各種媒體的信息進行處理和集成,在本地或網(wǎng)絡環(huán)境下提供更友好人機交互的技術(shù)的總和。課程相關(guān)的知識包括數(shù)字信號處理、數(shù)字圖象處理、網(wǎng)絡通信、計算機技術(shù)等各個方面,概念和詞匯量較多。我們主要采取了以下方案,提高了授課的效率和質(zhì)量。

2 內(nèi)容選取與編排

2.1 知識點分層組織

以往內(nèi)容的組織一般按照教材順序進行,每個知識點只在相鄰一兩次課中出現(xiàn),學生難以建立起對術(shù)語接觸、熟悉、重現(xiàn)、使用的完整過程,也嚴重缺乏參與的機會。仔細分析不難發(fā)現(xiàn),知識點一般是分層次的:首先是對相關(guān)背景、基本概念、基本原理、定義的基本介紹,可稱為基礎層;然后詳細介紹技術(shù)細節(jié),包括對比性討論、公式等內(nèi)容,可稱為展開層;最后介紹對技術(shù)的應用,可稱為應用層。

不同層次內(nèi)容的學習方法有其各自特點?；A層較易理解,但往往是新思想、新概念的引入,需教師引導式的講述,并對相關(guān)后續(xù)內(nèi)容加以說明。展開層按難易程度可分為兩類,簡易類完全由學生自學完成,復雜類則需要教師具體講解。應用層更適合進行討論,其中蘊含著工程思想、技術(shù)特性與工程實際的匹配等,往往正是學生所欠缺的。通過討論可以啟發(fā)學生的思維,使其自然養(yǎng)成使用英語來思考的習慣。

篇(6)

為提高實驗教學的質(zhì)量，針對以上存在的問題，筆者從實驗教學的內(nèi)容和形式兩方面對計算機網(wǎng)絡實驗教學進行研究和探索。結(jié)合計算機網(wǎng)絡課程自身的特點，利用電子信息類專業(yè)有限的實驗條件，在傳統(tǒng)的驗證型實驗的基礎上增加了操作型實驗、設計型實驗和研究型實驗。在實驗內(nèi)容的安排上力求循序漸進，先通過對基礎原理的驗證型實驗和操作型實驗來加深對網(wǎng)絡原理和技術(shù)的理解，提高學生的實際應用能力，進而逐步涉及難度較大的設計型和研究型實驗。

1.1驗證型實驗優(yōu)化和整合傳統(tǒng)的驗證型實驗，將驗證型實驗分為初級驗證型實驗和高級驗證型實驗。主要用于幫助學生理解網(wǎng)絡基本概念如協(xié)議、數(shù)據(jù)幀和算法等，觀察和評價網(wǎng)絡性能指標。初級驗證型實驗主要利用網(wǎng)絡協(xié)議分析工具截獲網(wǎng)絡中傳送的數(shù)據(jù)包，驗證網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)包的基本結(jié)構(gòu)，通過觀察分析數(shù)據(jù)包的傳送認識和理解協(xié)議的運行機制。高級驗證型實驗依托網(wǎng)絡仿真軟件進行，首先由教師給出實驗的仿真核心源代碼，學生根據(jù)教師的講解及關(guān)鍵部分的提示對網(wǎng)絡仿真腳本做相應的修改后運行，利用網(wǎng)絡仿真軟件中的可視化工具觀察網(wǎng)絡協(xié)議運行過程的動畫演示。在高級驗證型實驗中學生還可以通過修改某一參數(shù)觀察網(wǎng)絡各性能指標的變化，分析比較仿真結(jié)果，領會協(xié)議和算法的含義。以Wireshark軟件抓取網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包為例實現(xiàn)初級驗證型實驗。該實驗的硬件配置要求比較低，配備網(wǎng)卡的PC機和局域網(wǎng)環(huán)境即可，操作系統(tǒng)Windows2000或者XP都可以。通過Wireshark軟件抓取網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包，可以得到封包的詳細信息[3]，如物理層的數(shù)據(jù)幀概況Frame、數(shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)幀頭部信息EthernetII、互聯(lián)網(wǎng)層IP包頭部信息InternetProtocolVersion4、傳輸層TCP的數(shù)據(jù)段頭部信息TransmissionControlProtocol和應用層的信息HTTP協(xié)議HypertextTransferProtocol等。學生可以通過每層捕獲的數(shù)據(jù)包清楚地驗證數(shù)據(jù)包頭部信息的嵌套，數(shù)據(jù)幀或包的格式，進而理解網(wǎng)絡協(xié)議分層的意義。為了提高學生獨立分析能力，而不是被動驗證所學知識，可以用Wireshark捕獲到的實驗數(shù)據(jù)分析TCP/IP連接的三次握手情況，識別Wireshark截獲到了三次握手的三個數(shù)據(jù)包。高級驗證型實驗中的網(wǎng)絡仿真軟件目前使用較多的有OPNET、Matlab、NS2和OMnet++等。由于NS2是開放源碼的網(wǎng)絡仿真平臺，不需要額外付費，可以運行在Linux或Windows操作系統(tǒng)上，能夠在計算機網(wǎng)絡各個層次上模擬網(wǎng)絡運行，并支持目前計算機網(wǎng)絡教材中出現(xiàn)的大多數(shù)有線和無線網(wǎng)絡協(xié)議，所以可選擇NS2作為高級驗證型實驗的主要軟件工具。以NS2為網(wǎng)絡仿真軟件的高級驗證型實驗的硬件配置要求比較低，配備網(wǎng)卡的PC機。如果現(xiàn)有實驗室的PC機已有Windows系統(tǒng)，又想在Linux下運行NS2仿真，可在PC機的現(xiàn)有操作系統(tǒng)上安裝虛擬機，虛擬機上再安裝Linux操作系統(tǒng)運行NS2即可。在運用NS2做高級驗證型實驗時，重點是驗證網(wǎng)絡協(xié)議或算法的動態(tài)運行和變化過程。由教師給出TCL腳本實現(xiàn)對模擬仿真場景的產(chǎn)生和控制，并對關(guān)鍵控制部分進行詳細講解。學生依據(jù)圖1所示實驗流程完成實驗。在這個實驗階段，學生一般不具備獨立編寫網(wǎng)絡控制腳本的能力，對NS2網(wǎng)絡仿真軟件使用不熟練，所以學生主要是觀察和驗證已有網(wǎng)絡協(xié)議的運行過程，修改關(guān)鍵網(wǎng)絡仿真參數(shù)，通過觀看動畫演示和分析NS2的跟蹤記錄文件，得到網(wǎng)絡性能如何變化，深層次領會網(wǎng)絡協(xié)議和算法。

1.2操作性實驗為提高學生的動手能力，突出電子信息類專業(yè)注重學生實踐能力的培養(yǎng)，可在傳統(tǒng)網(wǎng)絡實驗的基礎上增加操作性實驗，適當購置一些計算機網(wǎng)絡實驗的硬件設備，如雙絞線夾線鉗、雙絞線測試工具、小型路由器、網(wǎng)絡檢測設備等，針對性地開設一些必要的計算機網(wǎng)絡硬件實驗，如網(wǎng)絡線纜的制作與測試、網(wǎng)卡等一些常用設備的安裝、設置及使用，路由器的設置、小型局域網(wǎng)的配置等。操作性實驗不僅能增強學生實際操作能力，還能激發(fā)學生的學習興趣，真正達到學以致用的目的。操作性實驗包括3個步驟：①布線實驗。主要是掌握雙絞線的制作與連接，使學生明白雙絞線與直通線的不同點，能夠使用測試儀測試網(wǎng)線，制作出合格的雙絞線[5]。②組網(wǎng)和建網(wǎng)實驗。主要是掌握如何利用小型路由器、PC機和在步驟①做好的網(wǎng)線連接形成一個小型局域網(wǎng)。通過這一步實驗，使學生能夠掌握路由器的基本配置、路由器的級聯(lián)方法、理解沖突域的概念等。③測試和管理網(wǎng)絡。主要是掌握常用網(wǎng)絡測試命令的應用，如Ping命令、Tracert命令、ipconfig命令等。對學生在步驟②中組成的一個網(wǎng)絡運用基本的網(wǎng)絡測試命令進行網(wǎng)絡測試和管理。在傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡實驗中，常用網(wǎng)絡測試命令通常都放在驗證型實驗中，學生實驗的目的性不強，通常是把每一個測試命令敲一遍看看結(jié)果就結(jié)束實驗，大約20分鐘不到就可以完成，實驗的效果不佳。將基本網(wǎng)絡測試命令的運用放在操作型實驗中，可讓學生有針對性地對自己布線和組網(wǎng)成功的網(wǎng)絡進行測試，檢查網(wǎng)絡是否連接成功，如何通過命令修改網(wǎng)絡配置等。這樣學生做實驗的興趣比較濃厚，也達到學以致用的目的。在操作性實驗結(jié)束之后建議學生在家里組建自己的有線或無線小型局域網(wǎng)通過ADSL上Internet，也可以鼓勵學生實驗在筆記本上配置無線AP（接入訪問點），手機接入WiFi的方法，進一步鞏固實驗內(nèi)容。

1.3設計型實驗電子信息類學生一般要具備一定的網(wǎng)絡應用軟件開發(fā)能力，因此設計性實驗是電子信息類學生計算機網(wǎng)絡實驗不可缺少的一部分。設計性實驗的主要目的是讓學生能夠編寫簡單的網(wǎng)絡通信程序，掌握網(wǎng)絡基本編程技巧。計算機網(wǎng)絡課程通常在電子信息類專業(yè)的大三和大四開設，此時學生一般都已熟練掌握一門程序設計語言，如C語言和Java語言，學生具備順利掌握網(wǎng)絡編程技巧的基礎。設計性實驗的主要內(nèi)容是用Socket套接字進行網(wǎng)絡程序設計，讓學生能運用Winsock提供的API函數(shù)接口進行面向連接或無連接的網(wǎng)絡程序設計，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。通過該實驗學生可掌握Socket編程的基本方法，進一步深入理解UDP及TCP協(xié)議的工作原理，初步掌握TCP和UDP方式的網(wǎng)絡編程模式。傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡設計性實驗通常是側(cè)重網(wǎng)絡應用層通信的設計，即實現(xiàn)網(wǎng)絡聊天程序，F(xiàn)TP客戶端/服務器端程序開發(fā)等[6]。電子信息類專業(yè)要求學生掌握一定的網(wǎng)絡底層通信技術(shù)，因此其計算機網(wǎng)絡設計性實驗需要側(cè)重網(wǎng)絡底層的通信實驗。針對電子信息類的專業(yè)特點，設計型實驗主要包括3個部分：①基于Socket的異步串行通信設計。電子信息類的課程設計中會大量用到串口通信測試，可以讓學生設計基于Socket的異步串行通信，通過這部分實驗不僅讓學生了解串口通信的原理，而且有利于學生掌握基本的Socket編程方法。②基于原始套接字的通信設計。電子信息類專業(yè)在進行硬件設計特別是嵌入式開發(fā)時，通常要對網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層和IP層進行開發(fā)，而原始套接字可以用來處理數(shù)據(jù)鏈路層及IP層數(shù)據(jù)。這部分實驗可以讓學生自己設計Ping程序，完成數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議設計和修改等。③基于流式/數(shù)據(jù)報套接字的客戶/服務器通信設計。這部分實驗是傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡設計性實驗的主要內(nèi)容，目的是讓學生掌握基于TCP和UDP方式的網(wǎng)絡通信設計，如設計FTP客戶服務器程序。

1.4研究型實驗研究型實驗主要對學有余力的學生利用課余時間進行的自主研究實驗，采取2~4人為一組的形式，旨在提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。在高級驗證型實驗中學生已對網(wǎng)絡仿真軟件有了一定的了解和熟悉，通過高級驗證型實驗學生能了解網(wǎng)絡協(xié)議的動態(tài)工作工程，分析網(wǎng)絡性能。研究型實驗可以在高級網(wǎng)絡驗證實驗的基礎上進一步讓學生深入了解如何修改和設計自己的網(wǎng)絡協(xié)議，并觀察、測量和比較其性能的變化。以NS2網(wǎng)絡仿真軟件為例，圖2給出了NS2的網(wǎng)絡仿真模型，由上至下可以針對網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層（包括介質(zhì)訪問控制層）和物理層分別展開研究。（1）在網(wǎng)絡層上，重點研究動態(tài)路由。在有線網(wǎng)絡環(huán)境中，研究動態(tài)路由的路由信息更新過程。以距離矢量算法的動態(tài)路由為基礎，研究當鏈路狀態(tài)發(fā)生改變時，靜態(tài)路由和動態(tài)路由之間的差異。在無線網(wǎng)絡環(huán)境中，在分析無線Adhoc網(wǎng)絡路由協(xié)議（如DSDV、AODV以及DSR）性能的基礎上，進一步修改和設計無線網(wǎng)絡路由協(xié)議。（2）在數(shù)據(jù)鏈路層上，重點研究鏈路層協(xié)議。在研究以太網(wǎng)基本協(xié)議（如滑動窗口協(xié)議、停止等待協(xié)議、CSMA/CD協(xié)議等）的基礎上嘗試修改鏈路層協(xié)議以改善網(wǎng)絡在某方面的性能（如吞吐量、延時、數(shù)據(jù)包投遞率等）。（3）物理層上，重點研究無線傳播模型和能量模型對無線網(wǎng)絡性能的影響，從而為不同網(wǎng)絡環(huán)境設計不同的無線網(wǎng)絡的上層協(xié)議。

2結(jié)語

篇(7)

關(guān)鍵詞：卓越計劃；密碼技術(shù)；密碼學；信息安全

作者簡介：賀蕾（1980-），男，山西平遙人，鄭州輕工業(yè)學院計算機與通信工程學院，講師；呂欣美（1983-），女，河南鄭州人，中州大學特殊教育學院，講師。（河南 鄭州 450000）

基金項目：本文系鄭州輕工業(yè)學院青年教師教學改革項目的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2014）14-0030-02

當前社會已經(jīng)進入信息時代，信息的安全性引起了人們極大的關(guān)注。密碼技術(shù)作為保護信息安全的基礎和核心技術(shù)具有非常重要的作用，這就要求信息安全類專業(yè)人才能夠應用密碼技術(shù)解決實際問題，滿足用戶的安全需求，保護企事業(yè)單位的信息資產(chǎn)。

2011年，教育部了《教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見》，明確提出要培養(yǎng)適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類型工程技術(shù)人才。密碼技術(shù)具有抽象難懂、與其他學科知識聯(lián)系廣泛和使用靈活等特點，使得計算機類專業(yè)學生感覺難以掌握和靈活運用。為培養(yǎng)具有較好應用能力和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才，解決密碼技術(shù)教學過程中遇到的這類問題，本文首先分析了“密碼學”課程的主要教學內(nèi)容和特點，以及在教學過程中所遇到的問題，然后提出了相應的改進策略，最后對教學效果進行了分析。

一、“密碼學”課程主要的教學內(nèi)容及特點

1.“密碼學”課程主要的教學內(nèi)容

“密碼學”是一門講授密碼技術(shù)理論及應用的專業(yè)課程，其主要教學內(nèi)容包括以下幾個方面：[1，2]一是密碼學基礎。包括信息安全所面臨的威脅、安全屬性和密碼學中的基本概念等內(nèi)容。二是古典密碼學。包括凱撒密碼、仿射密碼、Playfair密碼等古典密碼和針對古典密碼技術(shù)的攻擊等內(nèi)容。三是對稱密碼體制，包括序列密碼和分組密碼兩部分內(nèi)容。序列密碼中主要包括有限狀態(tài)自動機、密鑰流生成器和線性反饋移位寄存器等內(nèi)容。分組密碼中主要包括Feistel密碼結(jié)構(gòu)、DES算法、IDEA算法、AES算法和分組密碼運行模式等內(nèi)容。四是非對稱密碼體制。包括密碼學數(shù)學基礎、非對稱密碼體制基本概念和RSA算法等內(nèi)容。五是密鑰分配與管理。包括Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議和秘密分割門限方案等內(nèi)容。六是消息認證和Hash算法。包括消息認證碼和Hash函數(shù)的基本概念、MD5算法和SHA算法等內(nèi)容。七是數(shù)字簽名。包括數(shù)字簽名的基本概念、DSS標準和部分認證協(xié)議方面的內(nèi)容。

2.“密碼學”課程的特點

（1）教學內(nèi)容抽象，理論性強，難度大?！懊艽a學”課程的教學內(nèi)容難度較大，[3]大多要使用復雜的數(shù)學計算或比特運算。在“對稱密碼體制”和“Hash函數(shù)”的教學內(nèi)容中，所涉及到的密碼算法大多采用了步驟繁瑣復雜的比特運算，如替換和移位等。在“非對稱密碼體制”這一部分教學內(nèi)容中，要講授一些學生此前沒有學習過的數(shù)論中的相關(guān)內(nèi)容，學生在學習時感覺較為吃力，如擴展的歐幾里得定理等?！懊艽a學”課程教學內(nèi)容所具有的較強的理論性、抽象性和復雜性，使得學生在學習時容易感覺枯燥，降低學習興趣，影響學習效果。

（2）課程內(nèi)容與其他課程聯(lián)系廣泛而緊密。密碼學是一門涉及數(shù)論、統(tǒng)計學、網(wǎng)絡通信、計算機應用、信息論、電子電路技術(shù)等多個研究領域的交叉學科。[4]在講授針對古典密碼的攻擊方面的教學內(nèi)容時，需要用到統(tǒng)計學方面的知識；在對稱密碼體制教學過程中，需要用到信息論和電子電路技術(shù)中的相關(guān)知識；在非對稱密碼體制和數(shù)字簽名的教學內(nèi)容中，需要用到數(shù)論中的相關(guān)知識；在密鑰分配與管理的教學內(nèi)容中，需要用到網(wǎng)絡通信方面的知識。由此可以看出，“密碼學”是一門與多個學科有著緊密聯(lián)系的課程。

（3）對學生的實踐能力要求較高。密碼學是一門隨著人類社會的不斷發(fā)展而發(fā)展起來的學科，具有很強的實踐性。密碼技術(shù)的主要目的是保護通信雙方的通信內(nèi)容不被未經(jīng)授權(quán)的第三方竊取、破壞、篡改，這就要求相關(guān)技術(shù)人員在需要對信息進行保護時能夠靈活運用現(xiàn)有的密碼技術(shù)，形成符合要求的安全保護方案，并根據(jù)實際情況的變化對其進行改進。

二、“密碼學”課程教學過程中遇到的問題

經(jīng)過多年的教學實踐，發(fā)現(xiàn)學生在學習“密碼學”課程時存在的問題主要表現(xiàn)在難以學以致用方面。密碼技術(shù)是一門實踐性很強的技術(shù)，在采用密碼技術(shù)保護企事業(yè)單位信息資產(chǎn)安全時，由于不同的信息資產(chǎn)處于不同的運行環(huán)境中，所面臨的安全風險也不相同，而且用戶對于不同信息資產(chǎn)的安全要求也有所不同，這就要求學生能靈活地、創(chuàng)造性地運用所學知識，根據(jù)實際情況為企事業(yè)單位設計出滿足用戶安全需求的安全方案。但很多學生在學習之后仍然不知道該如何靈活地運用所學知識達到自己設定的安全目標。

三、改進教學策略

為了提高學生對于密碼技術(shù)的應用能力，培養(yǎng)本領過硬的高素質(zhì)信息安全專業(yè)人才，根據(jù)該領域崗位的任職要求，提出了相應的改進教學策略。

1.基于典型工作任務和場景提高學生的應用能力

在教學過程中，為加強學生對教學內(nèi)容的掌握程度，可以為學生設計一些典型的工作任務和場景，指導學生在這些工作場景中靈活運用自己所學到的密碼技術(shù)，對信息資產(chǎn)的安全性進行保護，達到學以致用的目的，提高學生的應用能力和實踐能力。

（1）金融機構(gòu)安全通信方案的設計。在開始設計方案之前，先要確定用戶的安全需求。金融機構(gòu)之間的通信不僅要保證通信的完整性和不可否認性，還要保護通信的機密性。確定了安全需求后，指導學生根據(jù)不同的需求使用不同的密碼技術(shù)。如保護完整性可以使用Hash函數(shù)，保護認證性可以使用數(shù)字簽名技術(shù)，保護機密性可以使用加解密技術(shù)。

（2）文件保護軟件的設計與實現(xiàn)。在實際工作中，可能需要對一些數(shù)據(jù)或文件進行保護，使得只有授權(quán)用戶才能訪問這些數(shù)據(jù)或文件。要實現(xiàn)這一目標，可以使用加解密軟件。然而，如果使用來源不明的加解密軟件，加密效果難以保障，而且這些加解密軟件本身也可能帶有木馬或病毒程序，竊取機密信息。為解決該問題，在實踐教學過程中指導學生設計并實現(xiàn)一個文件加密器。該加密器不僅能夠加密各種文檔，還能加密各種格式的音頻、視頻、圖形圖像等文件。

2.加大各專業(yè)課之間的聯(lián)系教學，充分挖掘課程之間的內(nèi)在聯(lián)系

在信息安全及其他相關(guān)專業(yè)的課程體系中，“密碼學”是一門專業(yè)基礎課，與其他專業(yè)課有著緊密的聯(lián)系，如網(wǎng)絡安全協(xié)議分析、服務器安全管理等。要提高學生應用密碼技術(shù)的能力，可以在授課時引入其他專業(yè)課的內(nèi)容，作為該密碼技術(shù)的應用范例。例如，在講授非對稱密碼體制時，可以引入“網(wǎng)絡安全協(xié)議”課程中關(guān)于TLS協(xié)議的內(nèi)容。通過把TLS協(xié)議流程和非對稱密碼算法聯(lián)系起來，向?qū)W生講授如何應用非對稱密碼算法來協(xié)商出共享密鑰，可以加深學生對非對稱密碼算法的理解，提高學生對密碼技術(shù)的應用能力。

四、教學效果分析

在“密碼學”課程教學過程中，采取了基于典型工作任務和場景與加強課程之間聯(lián)系的改進教學策略。通過在教學過程中的觀察和考核結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所采用的改進教學策略促進了學生對教學內(nèi)容的掌握，提高了學生靈活應用密碼技術(shù)的能力。

為學生提供典型工作任務，要求學生分析用戶的安全需求，設計制定安全方案，加強了學生對各種密碼技術(shù)的原理、優(yōu)缺點、用途等特性的認識，包括對稱密碼算法、非對稱密碼算法、Hash算法、數(shù)字簽名技術(shù)等。在掌握了這些密碼技術(shù)特性的基礎上才能夠在實際工作中根據(jù)具體情況設計出符合要求的安全方案。

通過設計與實現(xiàn)文件加密器，學生對于如何實現(xiàn)安全方案有了初步了解，對于如何應用密碼技術(shù)對信息資產(chǎn)進行保護有了更加直接的認識，掌握了如何實現(xiàn)一個加解密軟件。同時，鍛煉了學生的編程實踐能力，并為后續(xù)的網(wǎng)絡安全和服務器安全配置與使用方面的學習打下了基礎。

通過加強“密碼學”課程與其他相關(guān)課程的聯(lián)系，可以加深學生對授課內(nèi)容的印象，使學生了解到所學的密碼技術(shù)如何與其他安全技術(shù)相互配合，進而達到安全目標。

五、結(jié)論

密碼技術(shù)是保護信息安全的基礎與核心技術(shù)，“密碼學”是專門講授密碼技術(shù)理論及應用的一門專業(yè)課程。本文介紹了“密碼學”課程中的教學內(nèi)容，分析了“密碼學”課程的特點。針對卓越工程師的培養(yǎng)要求和教學過程中所遇到的問題，提出了采用基于典型工作任務和場景與加強“密碼學”課程與其他課程之間聯(lián)系的改進教學策略，使學生能夠扎實掌握密碼學的理論知識，同時具有靈活地應用密碼技術(shù)的能力，成為高素質(zhì)的、具備較強實踐能力的計算機類專業(yè)人才。經(jīng)過兩年來的教學實踐，從課程最終的考核結(jié)果和學生的反饋意見來看，取得了較好的教學效果。今后要進一步優(yōu)化和細化教學方法，以取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]楊波.現(xiàn)代密碼學[M].北京:清華大學出版社,2010.

[2]張仕斌.《應用密碼學》課程教學方法研究與實踐[J].信息安全與通信保密,2012,(7):77-80.