基于系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)

魏叢新

(新疆阿勒泰軍分區(qū) 新疆阿勒泰 836000)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)有利于加深相關(guān)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作內(nèi)容以及原理的認(rèn)識(shí)和理解，提高網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用能力。為了有效地改革和創(chuàng)新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑绾慰茖W(xué)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)基于系統(tǒng)能力的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是相關(guān)人員必須思考和解決的問(wèn)題。

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基于系統(tǒng)能力計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的具體開(kāi)展，首先，需要借助商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，完成對(duì)交換機(jī)配置和路由器的配置，確保對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，在此基礎(chǔ)上，借助ZBox開(kāi)發(fā)工具，完成對(duì)交換機(jī)核心功能和路由器核心功能的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，本次實(shí)驗(yàn)包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下。

（一）交換機(jī)配置實(shí)驗(yàn)

交換機(jī)配置實(shí)驗(yàn)在具體的開(kāi)展中，需要注意以下內(nèi)容：1.全面了解和認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析原理，然后，借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議理論知識(shí)，完成對(duì)Wireshark軟件使用性能的分析；2.借助報(bào)文格式完成對(duì)鏈路層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的全面分析。3.利用交換機(jī)，完成對(duì)Access鏈路端口的配置，并對(duì)PC訪問(wèn)行為進(jìn)行隔離；4.利用交換機(jī)，完成對(duì)Trunk鏈路端口的配置，以達(dá)到提高交換機(jī)訪問(wèn)能力的目的。

（二）交換機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)在具體開(kāi)展中，主要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建功能、數(shù)據(jù)幀檢查功能、數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)功能、轉(zhuǎn)發(fā)表查找功能等。此外，還要借助交換機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)運(yùn)行原理的深入認(rèn)識(shí)和理解，這樣才能科學(xué)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大、實(shí)用性強(qiáng)的交換機(jī)系統(tǒng)，最后，還要重視對(duì)交換機(jī)核心功能的驗(yàn)證，以保證交換機(jī)核心功能的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

（三）路由協(xié)議配置實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)主要包含以下內(nèi)容：1.將靜態(tài)路由、RIP協(xié)議和OSPF協(xié)議按照一定的順序配置于路由器上，然后使用ping命令，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連通性進(jìn)行全方位測(cè)試；2.全面分析和研究RIP報(bào)文結(jié)構(gòu)和OSPF報(bào)文結(jié)構(gòu)；3.深入認(rèn)識(shí)和理解RIP協(xié)議工作原理。

（四）路由器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)在具體的開(kāi)展中，需要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)路由器的功能主要包含以下幾種，如路由表配置功能、數(shù)據(jù)包檢查功能、ARP查找功能、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能等，總之，通過(guò)開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)，可以保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能最終開(kāi)發(fā)效果，為用戶帶來(lái)良好的使用體驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

交換機(jī)配置實(shí)驗(yàn)和路由協(xié)議配置實(shí)驗(yàn)在具體的開(kāi)展中，需要借助商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行，交換機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)和路由器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)在具體的開(kāi)展中，需要借助ZBox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行。ZBox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為一種常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有開(kāi)放性強(qiáng)、可編程度高等特征[1]，可以為用戶提供大量的網(wǎng)絡(luò)接口和管理網(wǎng)口，通過(guò)利用相應(yīng)的芯片，提高系統(tǒng)的內(nèi)存空間，通過(guò)使用SD卡，可以安全、可靠地存儲(chǔ)啟動(dòng)鏡像文件和文件系統(tǒng)，確保相關(guān)信息數(shù)據(jù)能夠正常傳輸和存儲(chǔ)。Zbox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖1所示。

圖1 Zbox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

ZBox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所用到的硬件模塊如表1所示。

表1 Zbox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件模塊

（一）實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)步驟

1.實(shí)驗(yàn)環(huán)境

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要借助USB接口，將電腦與ZBox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行有效連接，以達(dá)到統(tǒng)一控制和管理的目的。

2.實(shí)驗(yàn)流程

要想保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展效果，要嚴(yán)格按照如圖1所示的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)流程，開(kāi)展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。其中，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，前三個(gè)環(huán)節(jié)需要借助Vivado軟件完成，首先，在第一環(huán)節(jié)中，要重視對(duì)交換機(jī)核心功能的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，如數(shù)據(jù)包解析功能、轉(zhuǎn)發(fā)表查找功能、轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建功能等[2]。在第二環(huán)節(jié)中，要及時(shí)更新實(shí)際需要的IP核內(nèi)容。在第三環(huán)節(jié)中，要重視對(duì)FPAG鏡像文件的生成。在第四環(huán)節(jié)中，要借助XiIinxSDK工具完成對(duì)BOOTbin文件的合成，BOOTbin文件主要包含F(xiàn)PGA鏡像文件、SSBL文件和FSBL文件。在第五環(huán)節(jié)中，需要將BOOTbin文件復(fù)制拷貝到指定的FAT分區(qū)中。在第七環(huán)節(jié)中，需要借助串口調(diào)試工具，根據(jù)witch-config命令，完成對(duì)交換機(jī)寄存器的讀寫(xiě)，然后利用查找表，實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)端口的正常啟動(dòng)和使用。在第八環(huán)節(jié)中，需要借助以太網(wǎng)端口，將正在運(yùn)行的PL與PC進(jìn)行有效連接，并將PC所對(duì)應(yīng)的IP地址設(shè)置在同一個(gè)網(wǎng)段中，確保PC之間能夠正常通信，以達(dá)到有效驗(yàn)證交換機(jī)功能的目的[3]。總之，通過(guò)開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)，不僅可以掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整個(gè)開(kāi)發(fā)流程，還能保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能的開(kāi)發(fā)效果，深入理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行原理，為提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)流程

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能力的提升，要摒棄和淘汰傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的方式，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行原理，使工作人員更加熟練應(yīng)用路由交換原理，這樣才能全面掌握路由轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)精髓知識(shí)。此外，為了進(jìn)一步提高應(yīng)用系統(tǒng)能力，還要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的改革和創(chuàng)新，借助ZBox實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，親自參與到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)實(shí)踐，熟練開(kāi)展和進(jìn)行交換機(jī)配置實(shí)驗(yàn)和路由器配置實(shí)驗(yàn)，并對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心功能進(jìn)行一一驗(yàn)證，保證該系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)效果，這樣才能有效提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用能力，為進(jìn)一步提高工程質(zhì)量提供有力的保障。