計算機網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)教學(xué)

毛捷磊

（廣東省海洋工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣東廣州 510320）

計算機網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)教學(xué)

毛捷磊

（廣東省海洋工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣東廣州 510320）

現(xiàn)代計算機專業(yè)的核心教程之一就是通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行專業(yè)教學(xué)，而計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)又是在計算機網(wǎng)絡(luò)課程的重要組成部分和未來發(fā)展方向。但是過往的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中存在硬件設(shè)備不足，課程設(shè)計理念單薄，云教學(xué)內(nèi)容簡單等多種問題。本文提出結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)云教學(xué)的設(shè)計體系，并結(jié)合云教學(xué)的理念提出綜合運用云教學(xué)平臺，以期對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)提供一些新的想法和發(fā)展新方向。

網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué) 云實驗平臺 云教學(xué)

引言

隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展與更新?lián)Q代，大數(shù)據(jù)存儲時代的來臨，各行各業(yè)都急需計算機人才，也在開展信息化管理的改造與革新［1］。高素質(zhì)的計算機人才需要豐富的理論知識和動手能力，并從動手過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)的地位就顯得尤為重要，因為它是當(dāng)今聯(lián)絡(luò)計算機理論與計算機實踐的橋梁性學(xué)科。并且，當(dāng)今計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的總體趨勢是向著云儲存和云教育方面發(fā)展。

1.計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)的特點與現(xiàn)狀

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)學(xué)科

“計算機網(wǎng)絡(luò)”是計算機專業(yè)的學(xué)生所開設(shè)的課程，需計算機軟硬件結(jié)合使用，需計算機、通信技術(shù)相結(jié)合。計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)是現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)學(xué)科的一個重要組成部分，主要分管計算機網(wǎng)絡(luò)實踐部分，實踐計算機課堂云教學(xué)中的種種理念，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、操作能力和創(chuàng)新能力。

1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)現(xiàn)存問題

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)在現(xiàn)實操作中存在諸多問題。第一，傳統(tǒng)課堂中仍以計算機網(wǎng)絡(luò)普通教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)實驗云教學(xué)的教學(xué)資源匱乏，計算機與網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備不足與落后。雖然一般學(xué)校都會配備計算機實驗室，并且還是主機箱加顯示器的形式，性能完全靠單一主機，并沒有專門用于云技術(shù)的虛擬主機實驗室。但是計算機時代的必有定律——硬件快速更新，導(dǎo)致了現(xiàn)實驗產(chǎn)品種類多，換代快，淘汰快。實驗室很難與網(wǎng)絡(luò)云教學(xué)發(fā)展同步［2］。第二，實驗教學(xué)內(nèi)容過分簡單，資料過于落后與簡單，導(dǎo)致無法滿足學(xué)生的需求，也難以培養(yǎng)所謂的動手能力和創(chuàng)新能力；因而復(fù)雜的現(xiàn)代計算機實驗內(nèi)容受上述發(fā)展迅速的設(shè)備的限制無法實現(xiàn)；第三，計算機老師缺乏實驗實踐。特別是云教學(xué)方面，計算機網(wǎng)絡(luò)世界瞬息萬變，再也不是以前一加一等于二可以永恒教授的課程。現(xiàn)階段，有些計算機老師并不完全具備設(shè)計、管理、運作、指導(dǎo)大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的能力；這就必須通過云教學(xué)去獲取廣闊資源。第四，實驗課時很難得到強有力的保證；學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個系統(tǒng)過程，一門課程設(shè)計時需綜合考慮各類課程所占比例。某些復(fù)雜的，真正能夠提高學(xué)生計算機網(wǎng)絡(luò)能力的實驗課程耗時多，程序繁。資料少，學(xué)生無法通過云技術(shù)獲取知識。學(xué)生很難真正完成大規(guī)模的設(shè)計類實驗，難以全方位、系統(tǒng)性的思考實驗內(nèi)容和計算機網(wǎng)絡(luò)。

2.計算機云實驗教學(xué)的改進

2.1 構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)云網(wǎng)絡(luò)教學(xué)專業(yè)實驗室

構(gòu)建專業(yè)云教學(xué)實驗平臺是為了讓學(xué)生全面系統(tǒng)學(xué)習(xí)從網(wǎng)絡(luò)原理到構(gòu)建云平臺，到應(yīng)用的各類知識。在專業(yè)云實驗室中，計算機老師系統(tǒng)準(zhǔn)備一套云實驗教學(xué)設(shè)計方案，通過云系統(tǒng)終端，實驗課程的進行，使學(xué)生完整、清楚的認(rèn)識、接觸云網(wǎng)絡(luò)布局的各環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)云網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)建知識，最終了解、學(xué)習(xí)并最終掌握云網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計、安裝、調(diào)試知識。

專業(yè)云網(wǎng)絡(luò)實驗室主要可以劃分為以下幾個平臺：云網(wǎng)絡(luò)終端原理實驗平臺、網(wǎng)組試驗平臺、應(yīng)用試驗平臺、協(xié)議實驗平臺、管理試驗平臺、云綜合實驗平臺。以上幾個平臺相互協(xié)作、支持，完整的包含了從云的網(wǎng)絡(luò)原理教學(xué)，到組成云存儲與教學(xué)服務(wù)器，光纖操作網(wǎng)路制作、路由器設(shè)置，到分析鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層協(xié)議分析，再到宏觀的網(wǎng)絡(luò)安全管理、實訓(xùn)，最后到網(wǎng)絡(luò)綜合試驗，模擬真實云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合平臺。

在實際實驗室的設(shè)計中，分配多組獨立云實驗桌，每組4個或8個組員。每組需獨立配備試驗設(shè)備，如路由器、交換機、云終端PC機、RCMS，Console，創(chuàng)建新虛擬機，建立VMware終端訪問等。當(dāng)然根據(jù)組內(nèi)的實驗需求不同，可以擴充相關(guān)的安全、無線、存儲、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等模塊。在教學(xué)中，根據(jù)實驗需要，可以通過傳輸介質(zhì)將兩個或兩個以上的組連接起來，共同完成試驗要求，或者進行競賽。

2.2 構(gòu)建多層次實驗體系

上文闡述了對實驗室硬件的需求，而計算機網(wǎng)絡(luò)云實驗的課程教學(xué)理念就應(yīng)當(dāng)包括驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗等多層次實驗體系。［2］驗證性試驗，主要是為了鍛煉學(xué)生基本的數(shù)據(jù)收集、操作云網(wǎng)絡(luò)、撰寫報告的能力；綜合性實驗是鍛煉學(xué)生熟練運用各類軟硬件設(shè)備，實施簡單的實驗設(shè)計，鍛煉學(xué)生的觀察、動手和判斷能力；設(shè)計性試驗則由學(xué)生自主設(shè)計研究，可以單獨完成，也可以分組別合作完成。設(shè)計性試驗的終極目的是為了鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計能力、實踐操作能力、團隊合作能力和實踐創(chuàng)新能力。

需要注意的是，上述三種試驗比例應(yīng)當(dāng)合理劃分，控制。針對普遍中專學(xué)校，驗證性、綜合性實驗所占比例應(yīng)當(dāng)維持在至少70%以上，設(shè)計性試驗適當(dāng)開展；對于大專生而言，驗證性實驗所占比例應(yīng)當(dāng)下降，綜合性和設(shè)計性試驗所占比例應(yīng)當(dāng)提升，后兩者至少應(yīng)當(dāng)占80%以上，且以設(shè)計性試驗為主。

2.3 充分運用云教學(xué)平臺

當(dāng)今快速發(fā)展的社會，數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一領(lǐng)域，我們生活的每一分每一秒。在大數(shù)據(jù)時代，云計算的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)教育資源有限，個性化教學(xué)難以開展的巨大限制。［3］在網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中運用云服務(wù)端提供的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。同時，運用云計算提供的軟件、安全、存儲等技術(shù)，使學(xué)生快速、準(zhǔn)確、高效地獲取信息。并且在云教學(xué)中，由于數(shù)據(jù)、信息、素材的全面多樣，信息存儲海量持久，可以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新。

例如以本人在最近一次由浪潮公司組織的計算機云培訓(xùn)中。獲知現(xiàn)在總體計算機的教學(xué)已經(jīng)開始全面向云教育方面發(fā)展了。首先就是需要學(xué)校機房要配置高性能的服務(wù)器來做為云教學(xué)和云存儲的終端，然后在學(xué)生個人終端進行桌面虛擬化教學(xué)，桌面虛擬化是基于虛擬化應(yīng)用交付平臺和虛擬化框架平臺的集成，以托管服務(wù)的形式交付桌面給學(xué)生，簡化桌面部署，大量的使用云技術(shù)與虛擬化技術(shù)可以同時提高可用性、安全性，并大幅降低學(xué)校采購及機房維護成本。減少桌面維護和支持成本 快速更新應(yīng)用和桌面，提高安全性，降低數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險，以高度可用的桌面解決方案，提供最長運行時間和最大程度的數(shù)據(jù)保護即無需經(jīng)常對機器設(shè)備進行升級改造。學(xué)校機房可以實現(xiàn)統(tǒng)一化，任一機房可以進行同一教學(xué)或不同教學(xué)的需求，學(xué)生所需的資料均可通過云終端進行調(diào)取與隨時存儲調(diào)用。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)當(dāng)中，云技術(shù)的大量運用可以大減輕老師的工作負(fù)擔(dān)，特別是在今后的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，會運用到更多的云技術(shù)，最大的特點是用戶可從各種設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，安全性和合規(guī)性，資料隨處訪問，業(yè)務(wù)辦理敏捷性，移動性和自帶設(shè)備訪問方便性，可以為學(xué)校節(jié)約運營開銷等好處。

當(dāng)然，云教學(xué)環(huán)境需要進行平臺設(shè)計：云資源管理層，針對學(xué)生對各種云資源的訪問和下載進行管理；大數(shù)據(jù)處理層，主要包含數(shù)據(jù)采集、分析和挖掘。采集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)后進行維護分析等，然后運用聚合算法、回歸算法等抽取隱含信息。最后一層是云數(shù)據(jù)應(yīng)用層。即對數(shù)據(jù)采集、比較、分析后，對教學(xué)效果進行評估和預(yù)測，對學(xué)生的信息進行分析和挖掘，對各高校乃至全國的教學(xué)數(shù)據(jù)進行比較分析，最終完善本實驗室的教學(xué)［3］。

3.結(jié)語

實驗室環(huán)境的好壞直接關(guān)系到學(xué)生對云技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的感知和把握程度；實驗理念的好壞，直接關(guān)系到學(xué)生教學(xué)課程中的收獲和提升程度；教學(xué)設(shè)計方案的好壞，直接關(guān)系到綜合素質(zhì)的計算機人才的培養(yǎng)。隨著時代的發(fā)展，實驗設(shè)備需要革新，實驗理念需要進步，設(shè)計理念需要創(chuàng)造，所有的一切，最終目的都是為了培養(yǎng)高素質(zhì)計算機人才。

［1］林元乖.創(chuàng)新型計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)研究 ［J］.實驗技術(shù)與管理，2010，12:174-177.

［2］羅芳瓊.高校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)研究［J］.福建電腦，2011，01:32-34.

［3］劉中宇，劉海良.基于大數(shù)據(jù)的云教學(xué)環(huán)境設(shè)計［J］.中國教育信息化，2013，24:24-26.