论文部分内容阅读
摘要：网络测试与评价贯穿于网络产品生命周期与网络建设生命周期，多数开设了网络工程专业的高校都将其作为重要的专业课，相关技术也日益受到网络业界的重视。该课程的开展，对提高学生网络测试技术的实践能力、培养其作为网络测试工程师的基本素质和技能具有十分重要的意义。在此通过分析我国网络测试类课程的现状，结合行业发展，兼顾我校学科的特点，就网络测试与评价课程的建设作了一定的探讨。
关键词：网络测试与评价；课程建设；网络工程；教学方式
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）02-0120-02
Abstract： The process of network testing and evaluation run through the life cycle of network products and network building. The majority of the University with network engineering major regard it as an important professional course， and related technologies are increasingly subject to the network industry’s attention. The development of this course improves the students’ ability of network test， and cultivates their basic quality and skills for the network test engineer. This paper analyzes the current situation of the network testing courses， combine the development of the industry， balance the characteristics of our school discipline， and discuss the construction of the network test and evaluation course.
Key words： network testing and evaluation； course construction； network engineering； teaching method
1 引言
我校于2014年新开设了网络工程专业，网络测试与评价课程是大四第一学期的专业课，它以网络故障的诊断与测试为主线，完整而深入地讨论物理层、链路层、网络层、传输层和应用层协议各种常见的故障诊断与测试技术。通过介绍各个层次上的测试方法、测试工具的使用以及一些应用示例，使学生在掌握网络测试基本理论与方法学的同时，学会使用相关网络工具排除网络中出现的故障，最终获得提取与分析网络各项指标的能力和排除网络故障的能力。
网络测试与评价技术是网络产品开发、评测与认证的重要手段，也是网络应用推广、网络工程验收、网络系统运行、维护和扩容的重要手段。只是精通网络协议与网络管理，不足以很好地解决已经运行的网络系统中的问题，譬如网络系统升级，就需要网络测试与评价技术获得“未卜先知”的效果。
从人才需求上来说，测试人才需求巨大，测试中产品生命周期各个环节都很重要。而我国现状是许多企业直接用开发人员做测试，从而出现很多测试弊端。
2 国内高校网络测试类课程现状
目前国内开设网络测试类课程的学校较少，教材也很少，而且不同学校的教学内容、实验平台、课程的侧重点相差很大。例如：
北京航空航天大学使用曹庆华主编的《网络测试与故障诊断实验教程》[1]作为教材；课程内容主要分为线缆测试、网络测试和故障诊断；实验平台多使用Fluke的网络测试工具；课程侧重网络系统的管理维护。
温州大学和湖南人文科技学院使用林川主编的《网络性能测试与分析》[2]作为教材；课程内容包括网络测试理论、二层测试、三层测试、四层测试；实验平台使用了Spirent的TestCenter；课程侧重介绍使用TestCenter完成网络设备性能测试。
成都信息工程学院使用方睿主编的《网络测试技术》[3]作为教材；课程内容包括测试理论基础、手工测试和自动化测试；实验平台选用杰华Sigma自动化测试系统；课程侧重于测试用例和自动化脚本设计。
3 精选教学内容
根据本校学生的培养方案和现有的硬件设施基础，通过详细的比对，同时紧跟主流技术发展，从实用的角度出发，本校该课程选用了孙国强编著的《网络测试和故障诊断》[4]作为教材，并精选了如下教学内容，使得整体上更具系统性和科学性，见表1。
4 实验建设
实验旨在让学生和教师通过搭建各种实际的网络测试环境，对设计的线缆、网络拓扑、网络设备配置等进行测试分析，从而直观、全方位地了解各种网络设备的操作及其应用环境，加深对网络原理、协议、标准的理解，提高网络故障维护与诊断实战技能，并可在测试平台上进行设计开发。
4.1实验环境构建
目前没有通过用的网络设备测试平台，网络测试设备几乎全部为国外公司（IXIA、Spirent、Agilent、Fluke）生产的产品，设备价格也较为昂贵。高校大多和公司联合自行搭建。
本校网络测试实验环境利用现有条件，在已经有网络实验室的基础上搭建，添加福禄克网络测试仪器（包括双绞线测试仪器、光缆测试模块、网络万用表、分布式网络分析仪等），设备列表如下：
4.2 内容设计 实验内容从实用角度出发设计，通过这些实验的开展，使得学生对计算机网络故障有较系统和全面地了解、能够熟练使用计算机网络测试与评价技术，能测试在各层中出现的计算机网络故障原因并及时排除。包括以下五个部分。
1）有线介质和无线介质测试：包括双绞线连通性、长度、时延测试；光纤连通性测试；无线频谱分析，包括频谱密度、信道功率和信道占空比；无线信号强度及覆盖测试。使用的工具为Fluke公司的DTX-1800线缆认证分析仪；OTDR测试工具；AirMagnet Spectrum XT 无线频谱分析软件。
2）有线数据链路层测试：包括网络故障时的诊断和定位，对数据进行精确分析，查明故障原因；监控网络运行流量，借助于交换设备自身内置系统获取流量信息；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下数据链路层的相关信息。测试工具为WireShark协议分析软件、SNMP分析软件、交换机OS、压力测试工具。
3）网络层测试：分析IP流信息，统计和记录IP流；测试路由表，借助OS或网管工具，排除地址分配和解析问题；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下网络层的相关信息。采用Fluke公司的OptiView XG网络测试分析仪、网络设备OS、SNMP分析软件、网管平台、压力测试工具等。
4）传输层测试：测试端口连通性、网络延时和抖动；分析TCP 流和UDP流信息，统计和记录重要参数，如最大吞吐量、并发连接数等；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下传输层的相关信息。测试工具包括IP Inspector扫描软件、Fluke公司的NTM测试设备、OptiView XG网络测试分析仪、TCP/UDP发包测试工具等。
5）应用层测试：测试服务流程是否存在节点故障、应用服务时延等；分析应用分布特点，如应用比例、响应时间等；性能测试与评估，测试用户到用户的性能、用户到设备的性能，借助于压力测试软件获得高流量情况下应用层的相关信息。测试工具采用Fluke公司的VPM应用分析系统、压力测试工具。
5 改进教学方式
一门课程的教学，不仅需要教师对本门课程有深入的了解和细致的准备，在教学方法上也应该不断改进，尽量从学生的角度出发改进方式方法，使得学生易于接受、理解和掌握，从而提高教学的效果。
5.1 微课作为课外的有益补充
本课程的知识点相对多和杂，通过课堂有限时间的讲解，并不能囊括所有的知识细节。学生也容易出现前面讲了后面忘，记忆模糊、认知不确定的情形。
微课指“时间在5-8分钟内，有明确教学目标和主题，内容短小精悍，用以集中说明一个问题、一个知识点、阐明一个主题的视频小课程”[5] 。教师在微课中就某个知识点进行有针对性的讲解，为学生巩固所学知识、确认知识细节及自主学习提供了个性化的教学支持。对一些程度较好的学生，提供部分较有难度的微课视频，有助于知识的拓展，而针对于程度较差的学生，提供难点的分析讲解，帮助他们及时摆脱学习困境。
微课以视频的方式展现，技术形态上较为直观，结构化程度较高，且具有可移动学习、重复学习、碎片化学习等特点，适合作为本课程课外的有益补充。
5.2 翻转课堂促进延伸学习
翻转课堂是师生协作讨论探究和互动交流的一种新型教学模式[6]。翻转课堂能够有效提高师生交互效率、激发学生自主学习积极性。
本课程是面向应用的课程，网络分析与测试技术随着行业多样化的需求也在不断地发生改变，而仅靠课堂上的培养模式和大纲往往不能及时满足培养更符合行业需求的网络测试人才的需求。加上课程为大四专业课，学生已有了一定的专业积累与知识背景，因此需要将课程内容延伸到课堂外，利用翻转课堂，进行适当的教学改革。
主要措施如下：在课堂中，教师通过对当前行业发展热点的介绍，引导学生对行业内较为流行或感兴趣的技术进行研究，撰写研究小结并并分组在课程上报告，每次课一到几个主题，教师和全部同学都参与讨论。该部分课时占全部课时的三分之一左右，其余课时仍为普通教学课时。这样既满足了对教学大纲内知识点的讲解，也促使了学生的主动学习，引导其关注于目前技术的前沿趋势，同时兼顾了教学相长。
6 结语
根据网络工程专业特点，结合培养高素质网络测试工程师的要求，对网络分析与测试课程建设进行了探索，旨在顺应学科和行业发展的需求，满足学生专业知识的需要，培养具有丰富理论知识和较强实践经验的高素质综合性网络工程人才。
参考文献：
[1] 曹庆华，等. 网络测试与故障诊断实验教程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2007.
[2] 林川，施晓秋，等. 网络性能测试与分析[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009.
[3] 方睿，等. 网络测试技术[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2010.
[4] 孙国强，潘凯恩，刘彬. 网络测试和故障诊断[M]. 北京：电子工业出版社，2014.
[5] 张明.郭小燕. “互联网 ”时代新型教育教学模式的研究与启示——微课、慕课、翻转课堂[J].电脑知识与技术，2015，11（12）：167-171.
[6] 张明.郭小燕. “互联网 ”时代新型教育教学模式的研究与启示——微课、慕课、翻转课堂[J].电脑知识与技术，2015，11（12）：167-171.
[7]严正宇.信息技术在翻转课堂教学实践中的应用[J].电脑知识与技术，2014，10（35）：8495-8496.
关键词：网络测试与评价；课程建设；网络工程；教学方式
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）02-0120-02
Abstract： The process of network testing and evaluation run through the life cycle of network products and network building. The majority of the University with network engineering major regard it as an important professional course， and related technologies are increasingly subject to the network industry’s attention. The development of this course improves the students’ ability of network test， and cultivates their basic quality and skills for the network test engineer. This paper analyzes the current situation of the network testing courses， combine the development of the industry， balance the characteristics of our school discipline， and discuss the construction of the network test and evaluation course.
Key words： network testing and evaluation； course construction； network engineering； teaching method
1 引言
我校于2014年新开设了网络工程专业，网络测试与评价课程是大四第一学期的专业课，它以网络故障的诊断与测试为主线，完整而深入地讨论物理层、链路层、网络层、传输层和应用层协议各种常见的故障诊断与测试技术。通过介绍各个层次上的测试方法、测试工具的使用以及一些应用示例，使学生在掌握网络测试基本理论与方法学的同时，学会使用相关网络工具排除网络中出现的故障，最终获得提取与分析网络各项指标的能力和排除网络故障的能力。
网络测试与评价技术是网络产品开发、评测与认证的重要手段，也是网络应用推广、网络工程验收、网络系统运行、维护和扩容的重要手段。只是精通网络协议与网络管理，不足以很好地解决已经运行的网络系统中的问题，譬如网络系统升级，就需要网络测试与评价技术获得“未卜先知”的效果。
从人才需求上来说，测试人才需求巨大，测试中产品生命周期各个环节都很重要。而我国现状是许多企业直接用开发人员做测试，从而出现很多测试弊端。
2 国内高校网络测试类课程现状
目前国内开设网络测试类课程的学校较少，教材也很少，而且不同学校的教学内容、实验平台、课程的侧重点相差很大。例如：
北京航空航天大学使用曹庆华主编的《网络测试与故障诊断实验教程》[1]作为教材；课程内容主要分为线缆测试、网络测试和故障诊断；实验平台多使用Fluke的网络测试工具；课程侧重网络系统的管理维护。
温州大学和湖南人文科技学院使用林川主编的《网络性能测试与分析》[2]作为教材；课程内容包括网络测试理论、二层测试、三层测试、四层测试；实验平台使用了Spirent的TestCenter；课程侧重介绍使用TestCenter完成网络设备性能测试。
成都信息工程学院使用方睿主编的《网络测试技术》[3]作为教材；课程内容包括测试理论基础、手工测试和自动化测试；实验平台选用杰华Sigma自动化测试系统；课程侧重于测试用例和自动化脚本设计。
3 精选教学内容
根据本校学生的培养方案和现有的硬件设施基础，通过详细的比对，同时紧跟主流技术发展，从实用的角度出发，本校该课程选用了孙国强编著的《网络测试和故障诊断》[4]作为教材，并精选了如下教学内容，使得整体上更具系统性和科学性，见表1。
4 实验建设
实验旨在让学生和教师通过搭建各种实际的网络测试环境，对设计的线缆、网络拓扑、网络设备配置等进行测试分析，从而直观、全方位地了解各种网络设备的操作及其应用环境，加深对网络原理、协议、标准的理解，提高网络故障维护与诊断实战技能，并可在测试平台上进行设计开发。
4.1实验环境构建
目前没有通过用的网络设备测试平台，网络测试设备几乎全部为国外公司（IXIA、Spirent、Agilent、Fluke）生产的产品，设备价格也较为昂贵。高校大多和公司联合自行搭建。
本校网络测试实验环境利用现有条件，在已经有网络实验室的基础上搭建，添加福禄克网络测试仪器（包括双绞线测试仪器、光缆测试模块、网络万用表、分布式网络分析仪等），设备列表如下：
4.2 内容设计 实验内容从实用角度出发设计，通过这些实验的开展，使得学生对计算机网络故障有较系统和全面地了解、能够熟练使用计算机网络测试与评价技术，能测试在各层中出现的计算机网络故障原因并及时排除。包括以下五个部分。
1）有线介质和无线介质测试：包括双绞线连通性、长度、时延测试；光纤连通性测试；无线频谱分析，包括频谱密度、信道功率和信道占空比；无线信号强度及覆盖测试。使用的工具为Fluke公司的DTX-1800线缆认证分析仪；OTDR测试工具；AirMagnet Spectrum XT 无线频谱分析软件。
2）有线数据链路层测试：包括网络故障时的诊断和定位，对数据进行精确分析，查明故障原因；监控网络运行流量，借助于交换设备自身内置系统获取流量信息；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下数据链路层的相关信息。测试工具为WireShark协议分析软件、SNMP分析软件、交换机OS、压力测试工具。
3）网络层测试：分析IP流信息，统计和记录IP流；测试路由表，借助OS或网管工具，排除地址分配和解析问题；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下网络层的相关信息。采用Fluke公司的OptiView XG网络测试分析仪、网络设备OS、SNMP分析软件、网管平台、压力测试工具等。
4）传输层测试：测试端口连通性、网络延时和抖动；分析TCP 流和UDP流信息，统计和记录重要参数，如最大吞吐量、并发连接数等；性能测试与评估，借助于压力测试软件获得高流量情况下传输层的相关信息。测试工具包括IP Inspector扫描软件、Fluke公司的NTM测试设备、OptiView XG网络测试分析仪、TCP/UDP发包测试工具等。
5）应用层测试：测试服务流程是否存在节点故障、应用服务时延等；分析应用分布特点，如应用比例、响应时间等；性能测试与评估，测试用户到用户的性能、用户到设备的性能，借助于压力测试软件获得高流量情况下应用层的相关信息。测试工具采用Fluke公司的VPM应用分析系统、压力测试工具。
5 改进教学方式
一门课程的教学，不仅需要教师对本门课程有深入的了解和细致的准备，在教学方法上也应该不断改进，尽量从学生的角度出发改进方式方法，使得学生易于接受、理解和掌握，从而提高教学的效果。
5.1 微课作为课外的有益补充
本课程的知识点相对多和杂，通过课堂有限时间的讲解，并不能囊括所有的知识细节。学生也容易出现前面讲了后面忘，记忆模糊、认知不确定的情形。
微课指“时间在5-8分钟内，有明确教学目标和主题，内容短小精悍，用以集中说明一个问题、一个知识点、阐明一个主题的视频小课程”[5] 。教师在微课中就某个知识点进行有针对性的讲解，为学生巩固所学知识、确认知识细节及自主学习提供了个性化的教学支持。对一些程度较好的学生，提供部分较有难度的微课视频，有助于知识的拓展，而针对于程度较差的学生，提供难点的分析讲解，帮助他们及时摆脱学习困境。
微课以视频的方式展现，技术形态上较为直观，结构化程度较高，且具有可移动学习、重复学习、碎片化学习等特点，适合作为本课程课外的有益补充。
5.2 翻转课堂促进延伸学习
翻转课堂是师生协作讨论探究和互动交流的一种新型教学模式[6]。翻转课堂能够有效提高师生交互效率、激发学生自主学习积极性。
本课程是面向应用的课程，网络分析与测试技术随着行业多样化的需求也在不断地发生改变，而仅靠课堂上的培养模式和大纲往往不能及时满足培养更符合行业需求的网络测试人才的需求。加上课程为大四专业课，学生已有了一定的专业积累与知识背景，因此需要将课程内容延伸到课堂外，利用翻转课堂，进行适当的教学改革。
主要措施如下：在课堂中，教师通过对当前行业发展热点的介绍，引导学生对行业内较为流行或感兴趣的技术进行研究，撰写研究小结并并分组在课程上报告，每次课一到几个主题，教师和全部同学都参与讨论。该部分课时占全部课时的三分之一左右，其余课时仍为普通教学课时。这样既满足了对教学大纲内知识点的讲解，也促使了学生的主动学习，引导其关注于目前技术的前沿趋势，同时兼顾了教学相长。
6 结语
根据网络工程专业特点，结合培养高素质网络测试工程师的要求，对网络分析与测试课程建设进行了探索，旨在顺应学科和行业发展的需求，满足学生专业知识的需要，培养具有丰富理论知识和较强实践经验的高素质综合性网络工程人才。
参考文献：
[1] 曹庆华，等. 网络测试与故障诊断实验教程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2007.
[2] 林川，施晓秋，等. 网络性能测试与分析[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009.
[3] 方睿，等. 网络测试技术[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2010.
[4] 孙国强，潘凯恩，刘彬. 网络测试和故障诊断[M]. 北京：电子工业出版社，2014.
[5] 张明.郭小燕. “互联网 ”时代新型教育教学模式的研究与启示——微课、慕课、翻转课堂[J].电脑知识与技术，2015，11（12）：167-171.
[6] 张明.郭小燕. “互联网 ”时代新型教育教学模式的研究与启示——微课、慕课、翻转课堂[J].电脑知识与技术，2015，11（12）：167-171.
[7]严正宇.信息技术在翻转课堂教学实践中的应用[J].电脑知识与技术，2014，10（35）：8495-8496.