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关键词:安全技术;网络工程;应用
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2015)12-0191-02
1网络安全技术的定义
所谓的网络安全技术,可以从两个方面来进行定义。一方面是从实物的方面来看,对于网络设备以及网络配件进行安全保护。为了防止网络设备以及网络相关配置受到火灾以及辐射的影响,要制定相关的网络设备安全管理制度,保证网络设备以及相关配件的电源不能被中断。同时,对于用户的访问也要进行严格的控制和管理,可以设置一些指纹识别以及其他安全密保措施,保证网络不会被随意的访问。另外一方面,是从抽象的角度来看,也就是对计算机病毒的防护和处理。为了保证网络不受到计算机病毒的入侵和损害,要设置安全有效的计算机网络病毒防护软件。同时也要在使用网络的时候对于信息的接受和发出进行严格的检查和控制,并且要注意对于信息的备份处理,保证把受到病毒侵害的损失降到最低。近些年来,针对网络安全的相关技术成熟不穷,例如病毒防火墙技术以及密保管理技术和智能访问控制技术、智能卡技术、数字签名技术、智能认证技术等等一些其他技术手段。这些新型的技术都可以有效地对网络安全进行保护,为网络工程的整体安全提供了多重的保障。有效地防止了病毒入侵或者冒名用户访问等等这些影响网络工程安全的危害[1]。
2安全技术在网络工程当中的具体应用分析
2.1用户对于安全技术的需求分析
通常来说,一个网络工程的终端用户一般都在一百个以上,这种终端类型的用户在使用网络的时候对于网络安全技术保护的需求还是非常高的。例如一些文件的使用、软件的发送和使用、一些与网络连接的办公设备的使用、计算机用户帐号的使用和管理、用户使用的资格识别、网络的接入、数据的发送、硬件的管理以及系统和网络的管理。用户在进行这些流程和操作的时候,非常注重网络的安全程度以及稳定性[2]。同时,由于终端用户的数量一般来说都比较庞大,所以网络安全技术产品在技术研究和资金注入方面也会格外注重用户数量方面的问题。
2.2网络拓展对于安全技术的需求分析
从网络安全技术的实际效果角度上来看,为了使网络拓展的效果更加高效,稳定程度更高,目前所使用的最为先进的模式是一种被成为星形网络结构的拓展模式。也就是把主机作为整个网络工程的核心区域,利用一些中央的连接系统以及交换机系统来进行和主机的网络工程连接。这种模式的连接可以更加高效以及合理地为终端用户提供网络服务,同时也能够合理地对网络资源进行重新配置。另外一方面,这种星形连接模式也能够有效地降低故障对于整个网络工程的损害。因为中央的连接系统以及交换机系统出现问题只会影响相关线路的运行,而不会对整个网络工程造成影响。同时这种星形连接模式也容易对问题发生的部位进行辨别和排查,使得维修和保养都能够更加高效地进行,有效地降低维修的时间。并且这种星形连接模式也能够更加容易的进行控制用户的访问,进而降低设置访问协议的难度[3]。
2.3维护网络系统安全对于安全技术的需求分析
网络系统的安全包含网络硬件系统的安全以及网络操作系统的安全,两方面的安全都要保证,缺一不可。目前最为广泛被使用的微软windows系统虽然操作起来比较方便,拥有比较合理的应用平台,但是windows系统是不能被定义为绝对安全的系统的,在使用windows系统的过程中,还是会出现很多比较难解决的网络安全问题。虽然如此,但是我们也不能为了网络安全而专门去开发一个绝对安全的系统,所以我们就应该在使用windows系统的时候,保证系统网络安全方面软件的及时更新,增加自身避免网络风险以及解决网络风险的能力,在windows系统出现网络安全情况的时候要及时的进行处理;另外一方面,在硬件系统的安全度上,由于网络硬件的可选择余地非常的大,多样化的网络硬件系统也就侧面的保证了网络硬件系统的安全度[4]。
2.4对于网络进行隔离
所谓网络的隔离,其实就是针对网络安全而产生的病毒防火墙技术,这种技术也是当今使用量最为广大的一种网络安全技术措施。防火墙技术可以有效的阻止一些没有经过允许的或者是严格禁止的网络信息进入被保护的内部网络工程当中。同时,也可以根据网络系统的具体特征,来对防火墙技术的设计进行适当的更改来与之向适应,例如对路由器进行屏蔽或者对主机以及双宿主机的结构进行屏蔽等等。在防火墙技术当中,可以把内部网络工程的资源提供给内部用户以及外部用户进行访问,同时也可以禁止外部用户的访问,只开放内部用户的资源访问权限。根据不同的情况和特点,来制定不同的技术防范措施,保证网络工程的目标能够得到实施。基于此,本文对防火墙技术进行了相关的研究。首先,除了用防火墙进行保护内部网络工程之外,还可以设置一个服务器来对内部网络工程进行有效的保护,这样一来,就可以允许外部用户对内部网络工程资源的访问;其次,可以通过交换机系统来把信息数据传输到服务器里面,通过过滤的技术手段,来把一些禁止的信息过滤掉,满足内部网络工程用户的需求。这种防火墙技术可以随着网络工程对于安全系统的需求而随时进行改变,同时也能够有效地对网络工程的系统安全进行保护[5]。
2.5对网络安全漏洞进行检测
网络安全漏洞检测技术也是目前来说比较先进的一种网络安全技术措施,这种技术是通过对网络安全系统进行扫描以及分析来对网络工程的安全进行保护。这种技术所进行检测的范围非常的全面,包括所有的网络工程系统,对于操作系统和电子邮件以及路由器、防火墙都可以进行扫描,并在扫描之后提供准确的安全参数信息,为相关工作人员提供数据和建议,帮助工作人员准确合理地对网络工程安全技术漏洞进行修复和更改。另外,这种网络完全漏洞检测技术也可以为整个网络工程做安全评估,通过对网络工程的各个设备环节进行扫面来作为安全评估的依据,进而提供准确的安全评估指数。并且这种技术可以在扫描的过程中对一部分漏洞进行自行的修复和更改,保证网络系统安全之后,这种技术会用对整个系统配置进行锁定,这样一来,下一次出现漏洞的时候就会更容易发现和处理。这种网络安全技术手段可以用来对数据库进行检测和管理,可以有效提升数据库的安全等级,最大程度地避免网络风险[6]。
3结语
网络工程在安全方面的考虑应该同时注意网络数据和病毒方面的问题,以及防火防辐射等方面的问题。网络安全技术为了实现用户使用网络的安全,在访问资源方面、保护系统方面、防止病毒入侵方面以及过滤信息方面都进行了有效的保护。但是网络安全技术毕竟只是整个网络工程安全的一个方面,在利用网络安全技术的同时,我们更应该人为地加强对网络工程进行保护的意识,设置相关的保护制度以及管理措施,做到最大程度地避免网络安全隐患的发生。
参考文献:
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[3]崔远辉.浅谈计算机网络工程的质量控制[J].网络安全技术与应用,2013(8):53-54
关键词: 网络工程; 网络安全与管理; 知识结构; 课程体系
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2013)10-62-02
0 引言
网络工程专业从1998年教育部批准开设以来,发展十分迅速。截止2012年,全国已有329所高等学校设置了网络工程专业,其中重点院校超过50所。经过十多年的发展,网络工程从原来计算机专业的一个专业方向发展成为全国性的大专业。2011年教育部将网络工程专业列入高等学校本科专业基本目录,标志着网络工程专业已经成为一个稳定发展的基本本科专业[1]。
网络工程专业在快速发展的同时,也面临着一些普遍性的困难与问题。比如:网络工程专业与计算机科学与技术、软件工程、信息安全等其他信息类专业的差异区分不够明显,办学特色不够鲜明。因此,有必要从专业方向和课程体系建设入手,结合自身办学优势,制定特色鲜明的网络工程专业人才培养方案。这样,才能培养出合格的网络工程专业人才。
笔者所在学院2012年获批了中央支持地方高校发展专项资金,重点建设“网络与信息安全”实验室,改善网络工程专业的实践教学条件。网络工程系以此为契机,结合已有的信息安全师资优势,凝练出网络安全与管理方向,并开展相应的专业课程体系改革。本文以此为背景,探讨网络工程专业网络安全与管理方向的人才培养方案。
1 网络安全与管理方向人才培养要求
与其他信息类专业类似,网络工程专业网络安全与管理方向的人才培养要求从素质和能力两方面入手。
1.1 基本素质
网络工程专业人才要求具备的基本素质包括思想政治素质、人文素质、职业道德素质、专业素质、心理素质和身体素质等[2]。
思想政治素质要求政治立场坚定,热爱祖国,增强社会责任感,树立崇高理想,培养高尚情操,养成正确的人生观和价值观。人文素质要求具有深厚的文化底蕴,高雅的文化气质,良好的人际交往能力和团队合作精神。职业道德素质要求遵纪守法,遵守社会公德,坚持职业道德的底线,具备实事求是,坚持真理的品格,具有爱岗敬业的精神,一丝不苟的作风,以及服务社会的意识。专业素质要求掌握科学的思维方式和研究方法,养成良好的学习习惯和工作风格,具备较好的创新思维和踏实严谨的实干精神。心理素质和身体素质要求具有健康的体魄,乐观向上的心态,坚忍不拔的毅力和身体力行的风格。
1.2 基本能力
网络工程专业人才要求具备的基本能力包括学习能力、分析解决问题的能力、阅读写作能力、协同工作能力、专业适应能力、创新能力[2]。
学习能力是指自学能力,即知识和技术的获取能力、理解能力与应用能力。分析解决问题的能力是指通过专业调研、理论分析、设计开发、仿真实验等方法解决网络工程领域实际问题的能力。阅读写作能力是指专业技术文档的阅读能力与写作能力。协同工作能力包括专业表达能力、问题沟通能力、协作能力、组织管理能力。专业适应能力是指在学习网络工程专业知识和技术的基础上,能够从事并适应相关领域的研究、开发与管理工作,并能适应网络工程专业技术和市场不断发展变化的能力。创新能力包括创新思维能力和创新实践能力。
1.3 专业能力
网络安全与管理专业方向的人才培养除了满足网络工程专业人才培养基本要求外,还需要注重培养两方面的专业能力:网络系统安全保障能力和网络管理维护能力[3]。网络系统安全保障能力是指熟悉信息安全基本理论和常见网络安全技术的工作原理,掌握主流网络安全产品的安装、配置和使用方法,能初步设计开发网络安全产品。网络管理维护能力是指熟悉常见网络设备与系统的工作原理,掌握网络管理的主流模型、系统功能、以及各类管理技术与方法,能初步管理和维护网络与信息系统。
2 网络安全与管理方向专业课程体系
2.1 知识结构
网络工程专业网络安全与管理专业方向人才要求具备的知识可分为三大类:公共基础知识、专业基础知识、专业知识。
公共基础知识相对固定,具体知识包括政治理论知识、人文社科知识、自然科学知识。其中,政治理论知识包括基本原理、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论。人文社科知识包括大学英语、大学生心理健康、思想道德修养与法律基础、社会和职业素养、军事理论、体育。自然科学知识包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学物理实验。
专业基础知识根据网络工程专业人才的专业能力要求制定,具体包括电子技术基础、计算技术基础、计算机系统基础。其中,电子技术基础包括数字电路、模拟电路和电路基础,技术技术基础包括数据结构、离散数学、程序设计、算法分析与设计,计算机系统基础包括计算机组成原理、操作系统、数据库原理、软件工程。
专业知识相对灵活,通常根据所在院校的专业特色和办学条件制定,具体包括专业核心知识、专业方向知识、专业实践环节[1]。下面重点讨论这部分内容。
2.2 课程体系
依据上述知识结构,结合笔者所在学院的师资力量、办学条件和专业特色,制定了网络工程专业网络安全与管理方向的专业课程体系,如图1所示。由于公共基础课程基本固定不变,在此不再列出。
2.3 专业方向课程知识点
网络工程专业网络安全与管理方向可分为网络安全和网络管理两个分支。其中,网络安全分支课程包括信息安全基础[4]、网络安全技术[5]、网络攻防技术,每门课程的主要知识点如表1所示。网络管理分支课程包括网络管理[6]、网络性能测试与分析、网络故障诊断与排除,每门课程的主要知识点如表1所示。
3 结束语
本文以笔者所在学院的网络工程专业建设为背景,分析了网络工程专业人才培养的基本要求。在此基础上,说明了网络安全与管理专业方向人才培养的专业能力要求,进而得出与之相适应的知识体系结构和课程体系内容。最后重点介绍了网络安全与管理专业方向主要课程的知识单元与相应的知识点。接下来的工作是将该课程体系落实到网络工程专业培养方案中,并在具体实施过程中发现问题,解决问题,分段调整,逐步完善。希望本文所作的研究与探讨能给兄弟院校的网络工程专业建设提供有价值的参考。
参考文献:
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[2] 姜腊林,王静,徐蔚鸿.网络工程专业物联网方向课程改革研究[J].计算机教育,2011.19:48-50
[3] 曹介南,蔡志平,朱培栋等.网络工程专业与计算机专业差异化教学研究[J].计算机教育,2010.23:139-142
[4] 教育部信息安全类专业教学指导委员会.信息安全类专业指导性专业规范[M].高等教育出版社,2010.
关键词:网络工程;安全防护技术;互联网;网络环境
目前,我们生活的方方面面都已离不开网络,网络工程在社会发展过程中具有重要的意义,因此,网络产业领域的竞争也十分激烈。在网络技术产品不断更新换代的过程中,因互联网科技产品自身所具有的开放性、数字化、信息化等特点,大大降低了人际交往过程中个人信息的隐秘性和安全性,使网络客户在使用网络的过程中极容易受到黑客、病毒、垃圾邮件等的攻击,造成信息的外泄,对网络安全的正常运行造成不良影响。在这种网络环境背景下,各网络的安全防护技术开发人员应不断增强网络安全意识,加强网络安全技术应用的开发,将优质的技术成果应用于实际的网络中。以下将对网络中各种安全隐患问题进行不同角度的阐述。
1常见网络工程安全问题分析
目前,网络工程安全还存在许多问题,这些问题为我们的生活埋下了很大的安全隐患,下面将具体介绍几种常见的网络安全问题,以便相关人员解决这些潜伏在我们身边的网络威胁,提高互联网的可信度。
1.1由黑客攻击所产生的安全问题
黑客的有意攻击对网络安全的威胁性极大,它主要通过网络系统的漏洞而主动发起攻击,并通过破解密码等手段对正常网络进行破获或窃取他人资料。黑客的这种行为一方面会造成网络信息的不稳定,也会发生很多私人信息资料和商业信息资料的外泄问题。纵观以往黑客的网络行为,其主要活动大致可以分为2种:①非破坏性攻击,即为了破坏网络工程和系统的正常运行,将干扰系统的正常运行作为主要目标,使其处于瘫痪状态。②破坏性攻击,即为了窃取机密性的信息资料,入侵电脑的系统并进行破坏,然后通过非正规的渠道进行售卖而获取盈利。黑客的这种破坏性攻击比非破坏性攻击所采取的手段更加具有威胁性,且破坏性极强,被入侵的程序一般表现出不可逆性,会导致整个网络工程系统的报废。
1.2由病毒入侵引发的安全问题
网络病毒的入侵会对网络工程的安全产生一定程度的影响,表现出破坏性、复制性和传染性等特点,导致系统程序无法正常运行。计算机病毒是人工产生的,由具有熟练计算机技术的编制人员通过将指令、程序代码等植入到计算机系统之中,阻碍网络用户的正常使用。同时,网络病毒具有传播速度快的特点,一旦用户终端遭到了网络病毒的破坏,需要立即通过网络安全病毒查杀软件对受到感染的系统进行病毒查杀和修复。
1.3由垃圾邮件引发的安全问题
垃圾邮件的大量出现对网络工程安全带来了极大的困扰。一般而言,垃圾邮件通常是指一些没有经过用户同意而擅自发送给网络用户的邮件,且垃圾邮件的发送通常是大量发送的,用户在这种情况下却无法阻止收取邮件。自垃圾邮件出现至今,其大大侵害了邮件用户群的利益,如果商户通过多种渠道发送大量的垃圾邮件,则会导致其在网络空间的严重泛滥,不仅威胁网络信息的安全,还会引起邮件使用者的反感,减少邮件用户群的数量,且会消耗掉大量的信息占有空间。这不仅会降低网络工程的正常运行效率,还会降低网络安全的信任度,对网络安全造成了不利影响。
1.4由IP地址被盗引发的安全问题
IP地址被盗用也是比较常见的网络安全隐患问题中的一种,是指被盗用的IP地址不能正常使用,当用户在使用IP时无法正常进行网络连接。相比而言,IP地址被盗经常出现在区域网络之中。此时,IP拥有者会收到通知,即被告知其IP地址已被占用,致使该用户无法顺利登录自己的IP地址。当IP地址被盗用之后,盗用者会使用被盗的IP地址进行诈骗、非法售卖或其他等行为谋取利益,这不仅扰乱了网络,且滋生了大量的违法犯罪活动,埋下了社会安全隐患。
2增强网络工程中的安全防护技术
面对花样百出的网络安全问题,加强网络工程安全防护措施在网络时代具有重要的战略性意义。以下将列举几种重要的安全防护措施。2.1防火墙过滤信息技术防火墙过滤信息技术在网络运行过程中是最直接、最有效的阻止黑客攻击的方法,其对网络工程的健康发展有重要的作用。受众在通过对防火墙进行信息过滤设置之后,能大大提高互联网的安全运行效率。特别是在网络工程中,外部网络与局域网之间更应应用防火墙技术,使二者的地址分离开,从而使计算机流入、流出的所有信息资料都需要经过防火墙。通过防火墙的过滤和筛选,可以有效地阻止一些黑客的恶意攻击,增强了网络工程安全运行的可行性。防火墙信息过滤技术的应用不仅能过滤信息,还可以改善网络工程安全技术的发展。当关闭掉少许的有可能会受到黑客威胁的端口、禁止特殊来源的网点访问时,可以阻止未注明信息来源的入侵者的通信,增强网络工程运行的安全性。
2.2加强病毒防护措施
在网络工程中对病毒的侵扰加强防护是提高安全防护技术水平的有效措施之一。在计算机网络系统中,相关的病毒防护是维护日常安全和管理的主要手段。由于计算机技术水平在不断提高,产生的病毒也越来越复杂,系统在防护的过程中越来越难以辨别真伪。因此,计算机系统在防御病毒时不能再仅仅运用技术手段,要想有效、彻底地阻止其扩散和传染,则需要将相关的技术手段与计算机管理机制相结合,提升人们对网络病毒的认识。只有这样,才能进一步提高网络工程安全运营的水平。对于计算机工程人员而言,需要对杀毒软件的运行进行深入掌握。此外,相关人员需要每隔一段时间检测计算机系统是否存在病毒,当检测出危险时,应及时汇报,并将重要的文件重新保存一份后再处理,避免因病毒破坏或查杀病毒时使信息数据丢失。
2.3植入入侵检测技术
在网络工程的运行过程中,入侵检测技术的植入对网络安全的防护具有极其重要的意义。潜藏在计算机网络信息或数据资源中的带有安全风险的恶意行为,可被入侵检测技术准确识别出来,这在一定程度上可将网络危险在发挥作用之前将其消灭。利用该技术可实时、有效地使计算机网络系统避免受到工程内、外部的恶意攻击或意外操作的破坏。此外,植入的入侵检测技术能够从多角度、多层面出发,为网络工程的安全提供服务,达到大幅度削弱网络各方面破坏的目的。
2.4拒绝收取垃圾邮件
面对垃圾邮件泛滥的现象,其治理大致可以从2个方面着手:①个人在使用网络的过程中,要特别注重保护个人信息资料和网络信息资料,保护自己的邮件地址,以防被他人盗取利用,从而在本源上拒绝垃圾邮件的接受和保护自己的信息安全。②相关网络公司应加大研发阻拦垃圾邮件的安全软件的力度。目前,一些相关软件已被试验和使用,取得了良好的效果。在处理垃圾邮件的过程中,安全软件的应用原理是根据其特点或人们的举报识别垃圾邮件,由此被默认为垃圾邮件,进而被安全软件阻拦,达到拒绝接收垃圾邮件的目的。
2.5加强对网络风险的防范
对网络风险的防范是网络安全工程的重要组成部分。加密技术是网络工程对风险进行防范的主要有效方式之一。其中,最常见的为数字加密技术。该技术在对网络信息进行风险防范时,可产生不可代替的作用,是安全保密最有效的手段之一。在本质上而言,数字加密是对网络上数据传输访问权进行限制的技术。总体来看,该技术可通过引导等方式使用户对数据传输中较重要的信息数据进行密码设置。在网络工程中,主要分为2种对数据进行加密的形式,其中一个为线路加密,在加密时可通过加密密钥对需要保护的信息进行保护储存;另一个为端与端加密,主要面向于网络信息的来源处,通过数据包对数据进行回封操作,提升被保护数据的安全性。
3结束语
总而言之,网络工程中涉及的安全防护工作需要长时间的综合性进行,具有一定的复杂度。在网络工程中,应正确面对当前状况下所存在的问题,并科学、合理地运用安全防护技术,不断加强运用网络工程安全防护技术的管理策略,进一步达到确保计算机网络工程安全的目的。
参考文献
[1]张全.有关网络工程中的安全防护技术的探讨[J].电子技术与软件工程,2016(05).
关键词:网络工程;省级特色专业;信息安全特色方向
作者简介:董智勇,男,副教授,研究方向为网络监控;郑秋生,男,教授,研究方向为网络安全。
1背景
中原工学院是河南省第一家开设网络工程专业的高等院校,制定了完整的网络工程专业教学计划和人才培养方案,形成了独具特色的实践环节体系。
河南省内的部分高校,如河南师范大学、洛阳师范学院、河南理工大学等,多次对我校的网络工程专业的专业规划、课程设置、实验室建设和实践教学体系等进行调研,邀请我校网络工程专业的专家多次在河南省计算机学会会议上做网络工程专业建设的报告。中原工学院网络工程专业于2009年被评为河南省省级特色专业,下面笔者将介绍网络工程省级特色专业的建设方案。
2建设方案
2.1突出网络的工程特点,注重工程经验
网络工程专业的工程性质决定了实践和工程经验的重要性。通过将网络工程划分成不同的知识模块,每个知识模块下面包含若干实验和程序设计,每个实验和程序设计又涵盖知识点。把知识点和实验划分到相应的课程当中,并且使新增加的实验能够很好地插入到这个实验体系结构当中[1],使学生初步具有网络的规划、设计、构建、维护和管理等能力。如图1所示。
通过组织学生参加校内、外实习基地的实际网络工程项目的实践,使学生的网络工程的设计、规划、调试与维护能力得以全面锻炼和提高。
通过与中国思科公司、CIW(Certified Internet Webmaster)中国等单位合作,开办网络安全、CCNA、CCNP等方面的认证考试,鼓励学生考取Cisco CCNA、CCNP证书和网络工程师的证书,使学生的就业多了一份保障。
2.2强化信息安全特色方向
学生通过学习网络安全课程,参加基于校园网的黑客攻防演练,发现并定位单机系统及网络的各种漏洞,并最终消除各项隐患,使学生具有网络安全的防护能力。
通过组织学生参与“中安科技集团有限公司”、“河南山谷创新网络科技有限公司”,“Cisco网络技术学院”、“美国CIW网络信息安全”等实习基地的网络安全项目开发,在实践中进一步培养学生针对网络安全的应用和开发能力。
2.3强化基于网络的软件开发特色
学生通过学习嵌入式技术、无线传感器技术、网络开发技术、计算机组成原理等理论知识,并进行相关的实验、实践工作,初步掌握网络编程能力。
通过组织学生参与“河南省863软件孵化器有限公司”,“郑州新开普电子技术有限公司”,“河南航天金穗电子有限公司”等实习基地的实际项目,在实践中进一步培养学生基于网络的软件开发、设计及测试能力。
图1计算机网络实验体系
我们还组织学生利用课余时间,积极学习无线传感器网络技术,开发出了“基于无线传感器网络的智能停车场系统”,该系统在第四届河南省青年创新软件设计大赛上获得铜奖;学生开发的“基于物联网的智能定位导航停车系统”,在第九届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品总决赛中,荣获省级一等奖等。通过一系列类似的强化训练,使学生的网络理论、网络实践和网络开发能力大大提高。
2.4师资队伍建设
1) 根据专业建设的实际需要,以培养和引进相结合为原则,积极引进具有博士学位的学科带头人,重点引进高学历、高职称人才,同时鼓励现有教师攻读博士学位,妥善处理好引进人才和稳定现有人才之间的关系。鼓励高职称教师去国内外作访问学者,掌握最新网络工程专业的教学科研动态,为专业建设指明方向。
2) 注重教师年龄结构、学历结构、职称结构、知识结构、学缘结构的合理配置,努力发挥教授、副教授在教学改革中的主力军作用,把为本科生上课作为教授、副教授的基本要求[2]。
3) 名师垂范,严格指导,建立和完善青年教师助教制度,对青年教师的备课、课堂讲解、预备实验等主要教学环节进行指导,帮助青年教师尽快过好“教学关”。在备课环节,实行集体备课;在讲课环节,实行试讲、预讲;在评价环节,实行指导教师临场听课指导、公开课示范、讲课竞赛的形式。团队教师通过多种形式的教研活动,共同研讨,形成了教学的指导交流机制。
4) 注重学科交叉,科教融合。鼓励和督促专任教师积极参加国家或国际学术团体组织的各种学术交流活动,重视科学研究与教学工作的融合与相互促进。实施青年教师科研导师制,使青年教师获得有力的科研指导;鼓励教师将最新的科研成果引入课堂或开设新课,丰富教学资源,拓宽学生的学术视野,提高教学质量。
5) 加强与IT企业的合作,引进e-learning教学资源;加强学校教师和企业工程师之间的交流,提高教师的网络工程能力。
2.5实验室建设
进一步加强和完善“郑州市计算机网络安全评估重点实验室”、校级“网络安全评估工程技术研究中心”、计算机学院实验中心、网络工程实验室,组网实验室、网络安全实验室,综合布线实验室的建设,正在着手组建“无线网络实验室”。
加强综合性、设计性实验教学的开设力度,使之达到总实验教学的30%左右,最终实现教学实验与工程实践教学相结合,增强学生的创造能力、创新能力和实践能力,我们做到实验室对学生的开放率达到100%。
2.6实习基地建设
通过和网络工程专业相关性强的企业的深入合作,将它们建设为学生实习基地。学院在进一步完善12个校外实习基地的建设的基础上,重点建设“河南山谷创新网络科技有限公司”网络安全实习基地、“河南省863软件孵化器有限公司”网络软件开发及测试实习基地和“中安科技集团有限公司公司”网络安全、网络规划、设计及施工基地等知名的实习基地。每年派学生去这些单位进行真实项目的实践工作,在具体的工程、开发和维护过程中发现问题,找到不足,从而提高学生相应的工程能力、软件开发能力等。
2.7教学管理与教学改革
我们本着加强基础课、拓宽专业教学、外语教学四年不断线、加强实践环节、注重学生综合能力培养、加强科研能力训练等理念,努力使教学在以下方面取得突破。
1) 为体现专业特色,我们将培养方向定位在网络安全、网络应用、网络组建和网络管理等几个方向,始终能紧跟市场对网络类人才的需求。
2) 完成计算机网络原理、网络安全技术、局域网技术与组网工程等核心课程的理论教学改革和网络工程的实践能力教学改革。
3) 完成并鉴定教改项目“网络工程专业实验课程单列”、“‘网络安全技术课程’教学内容与实践能力培养的研究与实践”的工作。
2.8课程建设
我们依据网络工程专业建设发展规划、网络工程专业的培养目标和市场需求,制定了网络工程专业课程建设规划,科学、合理地完善培养方案。具体方案如下:
1) 发挥学校优秀课程和优秀教师的示范和带动作用,加强省级精品课程建设,提高课程教学的信息化水平,建立丰富的,反映学科发展前沿和网络工程实践成果的教学资源,提高学生自我学习、自我发展的能力;
2) 加强网络工程实践教学环节建设;
3) 加强课程群建设,促进课程体系与内容的优化与改革,提高教学效率和教学效果,加强教师间的交流与合作,提高教师的教学水平。
2.9教材与实习(实验)指导书建设
教材建设是课程建设的重要内容,是衡量师资水平和教学质量的重要指标。学院在网络工程专业多年的建设中,形成自己的教材建设思路:
1) 教材选用方面力争做到紧跟专业发展、适合学生特点,主干课程全部选用同行公认的优秀、权威、获奖教材。
2) 鼓励教师积极参与教材和教学参考书编写,资助教师出版自编高质量教材。
3) 在部分专业骨干课程中,鼓励教师积极使用原版教材,开展双语教学。
4) 学院拿出专项的资金,在资料室设置专柜,收集、购买国内外优秀系列教材,供师生教学参考。
2.10人才培养
1) 我院结合自2003年以来的培养方案,针对在教学实践中暴露出来的问题,进一步改革教学内容与教学手段,使教学内容与网络工程专业的两个特色方向的目标相适应。
2) 重视和发挥学校优秀课程和优秀教师的示范和带动作用,加强省级精品课程建设与注重实践能力培养的专业基础课、专业课等不同类型、不同层次课程群的建设,大胆地对课程体系、教学内容、实践环节等进行改革与系统整合,提高课程教学的教学效率与信息化水平,构筑宽厚基础,拓宽专业口径。
3) 在强化传统教学内容的同时,加强隐性的教学内容,它通过学校的教学质量、教师态度以及教学活动传递,能支配学生的态度、价值观念与行为方式,对学生的成长发展有潜移默化的功能。
2.11科研工作
通过支持教师申报科研项目,培养、带动一批在网络工程方面具有国内领先水平的骨干力量,同时鼓励教师从事社会实际项目或参与外单位的科研项目,加强科研应用和合作,将科研和应用结合起来;最终,将这些科研的经验、成果、产品应用到教学中,做到产学研相结合,进一步提高老师、学生的科研水平。
3结语
我们按以上建设方案的指导进行网络工程省级特色专业的建设,经过一年多的实践,在课程内容、师资队伍、实验室等方面取得了很好的成绩。接下来我们将根据建设中发现的诸如课程设置先后顺序不尽合理,实验室配套设备不能很好的满足科研要求等专业建设中体现出来的问题,进一步研究解决,提高、完善相应工作。
参考文献:
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[2] 王东旭. 研究型大学特色专业师资队伍建设的思考[J]. 中国成人教育,2009(21):28-29.
The Construction Programs for Network Engineering Provincial Characteristic Specialty
DONG Zhiyong, ZHENG Qiusheng
(School of Computer Science, Zhongyuan University of Technoloy, Zhengzhou 450007,China)
关键词:计算机网络工程 网络命令 软件设计 计算机系统
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)04-0000-00
计算机网络技术可以说谁目前更新换代最为迅速的基础技术之一,随着人们对于网络的依赖程度不断加强,计算机网络安全在计算机网络工程中占有着越来越重要的地位,计算机网络安全措施要在保障互联网联通性质的前提下对网络安全进行维护。在个人电脑用户和一般的计算机网络应用组织中,对于计算机网络安全的检测可以通过一些初步的网络命令来进行。
1网络命令简介
目前的计算机操作系统主要由Windows、Linux和OS X系统三分天下。目前国内1大部分用户采用的是Windows操作系统,目前主流电脑使用用户正在进行由Windows XP到Windows 7 甚至是Windows 10的转化。这些操作系统内部一般都自带一些网络命令,并且利用这些网络命令能够实现初步的对于网络问题的检测,提高个人用户的计算机网络安全能力。一些常见的网络命令如Ping、Tracert、Netstat和Arp等等都是网络工程人员应该熟练掌握的。
2简单网络命令的运用
2.1 Ping命令的运用
Ping命令的主要用途在于对网络是否连接良好进行试探性分析,它的驻澳工作流程是发出ICMP相应请求的信息包,以信息包的反馈判断网络连接和网络通畅程度。由于每一台电脑在网域中的IP地址是唯一的,所以Ping命令发出后,数据包能够在网络管理员的操作下返回进行操作的这台电脑,从而使得这个判断方法得以实施。Ping命令的作用是向目标路由器或者目标主机发出信号,从而检验二者之间的网络通畅程度。
Ping命令的使用方法是在命令行输入界面输入ping加上被检测计算机的IP地址,当出现检测结果后,如果结果是128那么网络就没有问题,这是Ping命令的初步应用。Ping命令更为高阶的应用方法是向需要被检测的计算机发送大小不一的数据,通过不同大小数据返回的时间测算网络速度。
如果Ping检测不成功,要对IP协议和IP地址配置、硬件链路等方面按顺序检查,一般情况下Ping不成功会给出相关原因,需要按照具体的原因对网络故障进行修复。一般Ping命令和IP Config命令、ARP命令相结合能够起到一个对被检测计算机网络状态全面了解的效果。
2.2 Tracert命令的运用
Tracert命令的全程是Trace router,即路径追迹,顾名思义,这个命令是对如有进行跟踪的命令。使用这个命令可以对数据包到目标计算机经过的所有路径进行显示。它的具体工作流程是通过被检测目标向主机发送不同的IP生存时间值数据包,从而对目标路由进行确定。Tracert命令的特点就是数据包上的IPgnne生存时间呈现一个递减的趋势,等到生存时间消失,路由器就会发送ICMP超时的提醒,也就实现了对路由的确定。
2.3 Netstat命令的运用
Netstat就是网络控制台,即通过这个命令可以对网络连接状况、网络接口状况以及路由状况进行较为全面的了解。使用Netstat命令的意义在于对网络的具体参数进行查看,在故障处理的过程中,需要根据一些具体的网络参数采取相应措施,这就是该命令的意义所在。
2.4 ARP命令的运用
ARP命令是依托于ARP协议(地址协议解析协议)而实现的,通过ARP协议我们可以确定相应的网络链路对应的物理地址。使用Arp网络命令可以对本地计算机和目标主机的ARP
高速缓存中的内容进行查看。具体的使用方法是在命令行输入界面中输入ARP加上所查询接口的IP地址,对相关的ARP缓存项目进行查看。
3网络命令的综合运用
网络命令的综合运用体现在编程方面,这里以使用Socke编程开发网络命令软件为例进行简单的介绍,这种开发方式对于计算机技术人员有着较高的要求。该软件是针对IP协议进行通信检查的软件,该软件利用计算机的IP协议隐藏在Socket接口后面的特点,将Socket进行初始化,和端口进行绑定操作之后通过监听进行连接,对客户发送的请求和实际数据进行分析后进行网络安全方面的故障排查和调整,从而实现整体软件的运作,即对计算机所检测的IP协议的详细数据报告。
同时,有条件的用户还可以采用一些专用的计算机网络安全监测设备和防火墙实现全面防护,毕竟人力是有限的,而机械可以保障在相当长的一段时间内网络安全都能得到防护。
4结语
计算机网络工程中安全性值得计算机网络工程师拿出相当一部分的精力来处理,技术人员要对这些常见的网络命令熟练应用,在大部分网络用户专业设备缺少的前提下,这些常见的网络命令对于检查计算机网域内的网络安全能够起到很大的作用。而且自带的网络命令和系统有着较高的契合度,能够在节约成本的前提下进行网络安全工作,使得计算机网络工程的整体效益都得到一定提升。
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此项技术主要是对网络工程进行系统预定的安全访问控制,来避免内部网络信息数据被网络外部非法查看使用的问题,但是由于防火墙安全技术成本较高,普及度不高等原因,被置于网络工程安全体系安全技术的最下层。测:主要是指对网络工程进行内外部病毒有无的安全监测。具体划分可分为以下两种:①入侵检测:主要利用一些软件对网络工程中计算机内部数据信息进行常规收集与分析,从而勘察网络系统内部是否存在不安全活动以及出现被攻击等问题。不仅可以实现在不触犯网络性能的前提下,对网络工程的计算机数据信息实行监听、防范内外部攻击以及失误操作等问题,并从根本上提高网络性能的安全。②安全监测:即借助网络工程所使用的计算机安全程序以及相关软件,进行定期的安全监测,从而保证网络工程计算机的正常使用。控:这主要表现在安全扫描技术方面,即通过远程以及本地的网络系统监测实现网络数据信息的扫描,从而让网络管理者及时获知网络安全情况,对可能出现的漏洞等问题及时进行风险评估,并可以对潜在安全威胁进行警告,有效地从预防调控方面提高了网络工程安全性能。管:顾名思义,这项技术主要体现在维护网络工程安全方面,可以通过虚拟网技术、交换技术、认证和数字签名技术,VPN技术等进行网络工程的安全管理。针对近年来频繁出现的外部远距离攻击以及IPsweep等系统漏洞问题研发出一种虚拟网技术,以及与之相伴随产生的交换技术,这两种技术主要针对网络工程的连接安全问题。而对于认证和数字签名技术则主要用于处理网络工程数据信息交流交换通信处理,可以通过路由器与交换机、网络系统、网络管理设备之间、VPN设备。服务器与客户间访问以及电子邮件等进行网络数据与身份安全的认证。对于上述提到的VPN技术主要应用于网络工程各大企业的通信数据安全管理,由于要对分布较为分散的企业进行公共信息数据的集中管理,网络明显具有一定简便性,但是因为要在一个大的网络环境下进行具有一定隐私的数据管理,这就需要企业做好信息在通讯管理过程中不出现窃听、假冒以及非法入侵等安全问题。
虽然现在对于网络技术的研究已经很深入,然而我们在确保网络工程安全进行技术选择时还需要谨慎,具体需要在技术应用操作中注意以下几点问题:(1)为了确保网络工程安全需要对网络操作人员进行网络技术安全技能培训。我们要明确网络工程安全不仅需要技术方面的支持,还需要在技术选择与安装过程中注意操作人员的专业技能,因为只有具备一定知识素养才能在维护网络工程安全作业中避免人为操作带来的安全隐患。(2)依据加密对象,选择合适的技术。由于网络工程不仅要对数据信息进行加密,还需要将加密工作分为主动防护加密以及常规防护加密,其区别主要表现在:前者是操作人员依据需求进行满足自我限定信息数据的安全特殊防护,后者只是根据数据信息性质施行程序化基本数据的保护。(3)根据网络数据类型进行相应安全技术选择。虽然研发出的现有网络安全技术有很多种类型,但是由于需要保护数据信息具有一定特点,我们为了更好地对网络工程进行安全保护工作,需要根据网络要保护的数据类型进行一定技术类别选择,这样才能让网络工程安全保护更科学更有效。(4)根据相应选择的网络工程安全技术配置与之相符合的计算机性能。由于网络主要通过计算机等进行数据录入整合等工作,所以为了确保整个网络工程安全性能,需要我们根据选择的技术进行符合技术标准的计算机性能配置,这样才能更好地实现安全保护工作。
网络技术作为网络工程安全保障的主要内容,受到来自国内外计算机网络工作人员的热切关注,因为网络安全技术的发展不仅可以进一步推动网络工程的发展与普及,还能为人们对网络的使用带来更大的经济效益。
常用的网络安全防护有密码技术、入侵检测技术、陷阱网络以及防火墙。密码技术是对信息进行加密,如果密码发生泄漏的话,信息还是会被偷取;入侵检测技术主要是指通过一些信息的收集以及对信息进行分析,进而提供一种实时的检测,发现入侵者会及时警报;陷阱网络主要是指对网络系统进行常规模拟,诱骗用户进入受控的网络环境,对正常系统进行攻击;防火墙技术是一种较为普及的防护技术,防火墙会对网络信息进行检测和过滤,发现不安全网路信息会进行隔断或者过滤,提高用户的信息安全。
2安全防护技术探析
2.1基础网络安全系统的建立
所谓的基础网络主要是指网络工程的安全防护系统,主要有防火墙、加密技术、杀毒软件等。在实践中有很多的安全网络威胁都是发现了网络工程漏洞或者是计算机的系统漏洞,安全系统没有及时有效防护,因此遭到攻击或者破坏。这主要是在网络工程在建设过程中,尤其是基础网络建设中对于网络安全的投入力度不够,对于细节问题考虑到不周到或者是对基础网络建设的不重视所导致的。基础网络建设的不重视会对网络安全工程埋下一个巨大的隐患,因此需要不断加强基础网络的建设与完善,尤其是在观念上要注视基础网络的建设与投入。
2.2采用密码技术以及对数据进行备份
密码技术是安全防护中较为常用的一种防护技术,对数据库进行备份也是一种较为实用的安全防护方法。例如,在中国石油在大港油田的一个测试公司中有专门的信息管理部门,测试公司主要是对企业的信息进行管理以及安全方面的维护,为了保证大港油田的信息安全,就需要进行有效的安全防护,这时需要选用多种安全防护技术对大港油田的信息进行管理与分类,然后对信息进行加密处理,尤其是对大港油田的重要信息以及测试公司的重要商业信息可以采取双重或者多重的加密技术进行有效的防护,因为重要信息关乎企业的切身利益。由于测试公司的数据较多,数据的种类也很频繁,因此信息管理人员在进行加密处理后还可以对数据进行备份,这样可以防患于未然,提高信息的安全度,防止意外发生后没有补救的办法,数据备份可以起到双重防护的目的,也可以有效要管理与维护大港油田的数据信息安全。
2.3常用杀毒软件
网络用户在使用计算机进行上网过程中应该常用杀毒软件进行杀毒,或者是使用有效的防护墙软件进行安全防护,间隔一段时间或者常用安全监控对计算机进行扫描与检测,这样可以及时发现计算机中的病毒或者是有害信息,进行及时的删除或者技术处理,提高自身信息的安全性。例如,很多的用户会下载360杀毒软件或者是安全管家等软件对用户的计算机进行有效的防护,发现不安全的网站或者病毒软件会及时提醒并且自动防护,所以用户为了提高网络的安全性,需要经常使用杀毒软件或者是安全监控进行扫描。
2.4重视网络管理
网络工程的安全防护技术的提高,很重要的是需要对网络进行有效的管理与规范。因为我国的网络建设时间较短发展很快,但是在网络工程发展过程中往往重视网络工程的建设,提高网络工程的覆盖范围,提高网络用户的数量。但是在网络安全管理上却不够重视,在管理制度上也不够规范与完善,甚至对很多的网络安全问题没有实用可行的管理措施。例如,我国的网络安全管理上,首先需要国家重视网络工程建设与安全防护技术的研究,加大国家资金的投入力度。如在我国的计算机用户不一定要用微软的视窗系统,尤其是国家的重要部门以及各个机关与企事业组织也不一定要要微软的视窗系统,最好用本国的视窗系统。近年来我国进行了多项自主研究,如超级计算的研究,也研究开发了具有自主知识产权的视窗系统。我们国家重要的信息部门以及国家机关需要慎重选择视窗系统,因为使用微软公司的视窗系统会给美国政府提供一个潜在的控制世界的后门,微软公司通过核心技术可以用一个简单的指令来摧毁全世界使用微软视窗系统的计算机,这是一个灾难性的严重后果。接着是我国的各级政府部门对于当地的网络工程建设以及地区安全防护要严格管理,制定完善的管理制度。例如,对于我国的政府部门在安全管理制度上可以明文规定政府部门只可以使用我国的国产视窗系统,如开放源码的视窗系统。在这个系统使用过程中由我们国家的专业人员进行代码的检查与管理,尤其是安全方面的检查与防护,然后由专业人员进行有关的编译工作。
3结束语
关键词:网络工程; 实践教学体系
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)14-3256-02
随着计算机科学技术、网络以及通信技术的飞速发展,优秀的网络工程专业人才有极大的市场需求量,各高校的网络工程专业也应运而生,该专业主要培养掌握计算机网络相关知识、能够对网络进行规划、管理和维护的专业网络工程师。根据教育部《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》(以下简称《规范》),我们认为网络工程专业的培养目标应为:网络工程专业毕业生能对网络进行设计与规划、能对网络相关软件进行开发、网络安全保障、网络运维与相关管理工作。基于该专业实践性强的特点,必须高度重视网络实践教学体系结构的改革,这样才能实现网络工程专业的培养目标。
本文对建设网络工程专业进行了初步的探讨,针对目前我校网络工程专业存在问题,从课程体系设置、实训环节设计等方面,提出了“网络工程应用为主,理论与工程设计为辅”的专业培养目标,以及“理论教学与实践能力培养并重”的课程设置方案,以期实现我校培养具有网络实践和网络创新的网络工程专业人才的目标。
1 网络工程专业实践环节建设思路
我校地处中原经济区,为适应郑汴一体化的快速发展形势,培养其发展所需的网络工程专业技术人才,根据《规范》要求,我们将网络工程专业的学生的培养目标定位在“应用工程型”,以网络应用为主旨,垒实学科基础,着重实践能力,提升创新能力,其特色就是要侧重网络实践能力和网络工程化。
与此同时,网络工程专业是计算机技术及通信技术相结合的专业,网络工程专业的学生不仅要牢固掌握计算机技术的相关知识,更要熟练掌握网络工程的应用技能,使其能胜任网络工程师的相关工作。
我们可以将网络工程专业的基本培养目标归纳为掌握计算机网络相关基础知识,具有网络应用系统开发、网络工程规划与实施、网络运维管理等能力,能从事网络管理员、网络程序员、系统集成工程师等工作。
2 网络工程专业实践教学体系的具体内容
网络工程专业人才培养遵循由浅入深、由点到面、逐步深入的规律, 通过多层次的实践训练,实现应用能力的逐步提高。高等院校毕业生实践能力的培养主要通过相关课程的实践教学体系去完成,
网络工程专业实践培养环节方案, 大致分为课程内实验及网络实训两方面。
课程内实验包括:C++ 、JAVA、数据库原理、数据结构、软件工程、操作系统、TCP/ IP 协议、嵌入式系统编程、通信原理、计算机组成原理、计算机接口及综合布线。
网络实训是网络工程专业非常重要的实验课程, 如网络工程实训、网络应用系统设计实训、构建中小企业网络、交换与路由技术实训、网络多媒体通信技术等。
3 网络工程专业实践教学体系建设
3.1校内网络实验环境构建方案
网络工程专业校内实验环境的搭建可采用以下三种模式:
1) 最大化利用现有资源
对于开发设计及软件应用类实验,如数据库原理、程序设计、软件工程等, 可在现有机房开展。
2) 建设专用硬件实验室
计算机接口、组成原理等专业性较强课程,可建设专用实验室。
3) 建设网络工程实训综合实验室
搭建一个真实的网络环境,实验室应配备路由器、交换机、防火墙、网络管理系统等设备,可以大大提升学生对网络专业课程所涉及网络设备的感性认知,并可让学生根据实验要求去规划、搭建一个真实的网络环境。通过该综合实训平台的建设,可以极大提高学生的对网络的规划、设计、运维管理等各方面的综合能力。
3.2 校外实训基地建设方案
网络飞速发展,校内网络实验室的设备更新速度远远跟不上网络新技术的发展,校外实训基地建设主要是为了培养学生的网络工程实践能力,通过与大型通讯行业合作,建设校外实训基地,弥补校内网络实验室在真实网络环境构建方面的不足。
4 网络工程专业实验教学实施方法
4.1 建立层次化的网络实验教学体系
网络工程专业实验教学改革的重点是建立科学的、层次化的实验教学体系,从培养学生的工程实践能力、应用能力、创新能力入手进行网络实验教学改革。
首先开设基本技能实验课程,主要面向计算机网络基础开展教学,包括网络接入、基本网络故障定位与排除;其次开设常见网络协议仿真实验,主要面向计算机网络原理课程开展教学;第三层开设网络规划、构建及管理实验环节。经过以上三个层次的实验教学,使学生能从网络知识、相关应用、故障定位排查、监控管理等方面初步具备网络工程师所需技能。
4.2 拓展网络实验教学内容
针对网络工程专业覆盖面大、涉及内容多的特点,通过实验环节, 可提高学生对网络规划、设计、管理与监控等方面能力。
实践教学体系改革应从学校的实际情况出发,从以下四个方面组织实施:验证、规划设计、创新、延伸四个层面组织实施实验教学。验证型实验侧重网络基本知识、基本技能的掌握;设计型实验关注对学生的操作技能、分析及综合设计应用能力的培养;研究型实验目的是引导学生对网络技术前沿知识的探索,培养学生综合素质、开拓创新精神与科研能力;拓展型实验注重引导学生对当前网络规模应用的了解及生产实践。主要实验内容如下:
4.2.1 验证型实验
1)网络构建和配置。如双绞线RJ45接头的制作,光缆尾纤的跳接,交换机等网络设备的安装;路由器及交换机的调试、配置;VLAN(虚拟局域网)的划分和路由表的创建。通过该环节使学生对网络拓扑及网络设备有一个直观的认识,并能对路由器、交换机等网络设备进行基本配置,掌握调试步骤。
2)网络应用实验。在不同操作系统平台上安装和配置WEB、域名系统(DNS)、动态主机设置协议(DHCP)等网络服务。
3)对等局域网实验。结合实际网络环境,从网络协议的安装选择,局域网的设置,服务器及访问策略的配置,使学生完成局域网的构建。
4.2.2 设计型实验
1)Server的安全管理,通过模拟常见网络攻击方式,让学生掌握常见网络攻击与防范。
2)路由协议、虚拟局域网的划分、访问控制列表(ACL)及网络地址转换(NAT)实验。通过学生对路由配置、设计ACL等操作,提高网络规划能力和应用水平,培养综合网络管理计能力。
3)网络安全与管理。网络管理及分析软件的实际操作使用,掌握基本网络故障定位及排除方法及步骤。通过常用的网络安全工具,掌握目前黑客常用的攻击方法和手段,使学生对信息系统及网络安全有一个比较系统、全面的了解,达到对网络安全的基本概念、防护原理及使用有一定程度的理解和掌握。
4.2.3创新型实验
1)分多种场景,如学生宿舍、办公大楼、实验室机房等,要求学生根据实际情况设计网络解决方案,提高学生网络规划能力。
2)IPV6实验。结合本校已开通IPV6网络的实际网络环境,在此环境中进行网络协议的安装,局域网的构建,IPV4与IPV6的互访等操作。
4.2.4 拓展型实验
此部分实验建立在与通信、IT企业联合建立综合网络实验室或校外实习基地的基础上,通过参观、学习,接触业内当前新技术的应用
1)了解通信行业的组织结构、操作规程、验证标准,将所学理论知识与实际相结合, 加深对所学网络理论知识的理解,提高实际网络运用水平。
2)了解相关通信企业的应用发展方向及其在行业中所处的技术水平
3)通过组织学生实习实践,实际参与企业生产活动或企业改造项目实施。
5 结束语
总之,实践教学是网络工程专业教学的一个重要组成部分,它既是理论课堂教学的必要补充和延伸,同时也是引导学生将理论知识与实践相结合的重要手段和过程。通过网络实践教学体系的探索与改革,可以增强学生实践能力,提高网络工程专业学生的社会竞争力。实践结果表明,通过系统的实践教学方案的实施,有利于促进网络工程实践教学体系的改革,以期达到提升教学水平的目的,培养高标准网络工程人才。
参考文献:
关键词:网络工程;培养体系;创新能力;教学模式;实验教学
随着计算机网络相关技术的快速发展,信息社会对网络工程人才的要求也在不断发生变化,对计算机网络人才的培养提出了新的要求和挑战。但是目前高等院校的学历教育偏向于网络技术的基本理论和基础知识的传授,课程内容滞后于不断发展的专业技术;同时部分院校网络工程专业课程体系未能立足网络工程人才培养进行合理、完善的规划与设计,难以支撑培养目标的达成。因此如何培养具有扎实理论基础、熟练动手能力和创新能力的网络人才,如何充分满足社会对网络人才的需求是当前网络工程人才培养的一项重要课题。
各大高校和教育机构都在积极探索新时期网络人才教育的培养模式和改革思路。笔者长期在计算机网络一线从事教学和科研工作,所在的课程教学组坚持以网络工程人才培养目标为依据,以培养学生实践创新能力为宗旨,以提高学生素质为核心,通过多年的教学实践、教学探索和教学改革,逐渐形成一个较为稳定的网络工程专业本科生的培养体系,并且取得了良好的效果。
1.网络工程专业培养目标
网络工程专业的人才培养目标应该是培养具有良好的综合素质和创新能力,扎实的专业基础,能够系统地掌握计算机科学和计算机网络工程的基础理论和工程技能,具有从事科学研究工作或专业技术工作的能力,适应社会发展和市场需求的具有一定研究基础的工程应用型人才。在专业能力上具体而言,应该包含以下几个方面的基本能力:网络协议研发、网络应用软件系统开发、网站建设与管理、网络规划和管理以及网络安全管理。
1)网络协议研发。网络协议研发能力包括协议分析和应用能力以及协议仿真和优化能力。一方面对于计算机网络的基本通信协议TCP/IP协议栈要非常熟悉,能够有效的对协议数据包进行深度分析和处理,熟练掌握常用的网络仿真软件中的一种,如NS2、OPNET、OMNET++等,对协议用到的算法进行优化与分析;另一方面,对于常用的应用层协议,如HTTP协议、FTP协议和Telnet协议等能够熟练掌握,能够分析这些应用层协议的数据包,并熟练地应用这些协议进行相关开发。
2)网络应用软件系统开发。良好网络应用系统开发能力要求学生掌握多种常用程序设计语言应用能力(c++、JAVA)、软件系统项目管理能力、数据库系统开发和管理能力、软件架构设计能力和软件界面开发能力。能力熟练开发基于C/S模式的软件系统,利用软件工程的知识和项目管理技术,选择系统的开发框架和所使用的软件架构,设计和开发对应的数据库系统和处理逻辑以及对应的界面系统,最终完成整个软件系统的开发。在网络应用软件系统中,不仅仅要掌握开发桌面系统的能力,而且要开发基于移动系统的网络应用软件,如针对An-droid系统的软件开发。
3)网站建设与管理。网站建设与管理能力要求学生掌握网站开发的相关技术,具体而言包括HTML、XML、CSS、JSP、oracle/mysql/sqlserver、J2EE相关技术和JavaScript等,能够熟练运用这些技术开发基于Web的应用系统。当前随着移动设备的日益流行,学生还需要掌握移动Web的开发技术,如基于HTML5和CSS3等开发基于移动设备的网站系统。
4)网络规划与管理。网络规划与管理能力要求学生具有复杂整合式网络进行筹划、准备、运营、监控和故障排除的技能。具体而言包括交换机、路由器和防火墙等设备的规划与配置管理。
5)网络安全管理。网络安全管理能力要求学生掌握常用的密码学、网络攻防技术、PKI架构、网络设备安全配置、访问控制、防火墙、入侵z测和VPN等技术。
2.网络工程专业本科生培养体系
2.1课程体系
网络工程专业是计算机、软件工程和网络技术交叉的专业,重点在与基于网络的知识学习与应用,涉及很多的理论、概念、协议和技术,包括数学、计算机相关理论、通信原理、软件开发相关知识和网络知识等各个方面,同时这些知识间存在渐进性和相关性。构建合适的课程体系,将知识点分散的每一学年的教学任务中,循序渐进的引导学生掌握网络工程所需的理论和知识。在课程体系建设中,要把握以下几个原则:
1)以培养目标为基础。学校对于网络工程专业人才的培养目标应该作为课程体系建设的基础。笔者所在学校是一所研究与应用兼备的本科院校,学校定位是教研并重,以培养具有一定研究基础能力的应用型人才,因此网络工程专业的课程体系也应该以培养兼具研究基础的应用型人才为标准。
2)课程循序渐进。为了让学生更好地掌握网络工程专业相关的知识,课程的安排应该遵循从易到难、从浅到深、从基础到高级、从简单到复杂的规则。专业课程上,在大一阶段主要学习高等数学、线性代数、概率论、计算机基础、高级语言程序设计和数据结构等学科基础课程;大二阶段主要学习Java语言程序设计、离散数学、算法设计、操作系统、通信原理、计算机网络、数据库原理、汇编语言与计算机系统组成、电子电路、接口技术等专业必修课程;大三阶段主要学习数据库工程、网站建设与管理、网络编程、移动设备软件开发、移动Web设计、Linux系统程序设计、网络安全、J2EE高级系统设计、软件工程、网络互联技术;大四阶段主要包括高级网络协议、网络工程设计(实)、数据挖掘、人工智能、编译原理、软件项目管理等。
3)理论与实践并重。网络工程是一个理论性和实践性都很强的专业,因此在课程体系设置上需要理论与实践并重,在学习理论基础的同时,通过实践操作来进一步理解理论的内容,提高动手能力。一方面在每一门具体的理论课程上,都设置了专门的实践环节;另一方面,开设的以实践为主的课程,如数据库工程、网络编程、移动设备软件开发、移动Web开发等等十多门课程,来提高学生的实践开发能力。
2.2师资团队
高素质的师资队伍是良好教学效果的重要保障。组建优秀的师资团队不仅可以提交网络教学水平,而且可以通过教改项目和学术交流来提高青年教师的教学能力和科研水平。针对网络工程的特点,学院组建了由青年骨干教师为主体的网络工程教学团队,包括2名教授,3名副教授和若干名讲师和助教,团队成员都具有多年的网络方面教学和科研经验,同时教学团队定期开展教学改革的研究活动。为了提高教学和科研水平,教学团队成员积极参与相关研究,目前主持省部级以上教学和科研项目18项,所有成员均主持和参与校级以上教学和科研项目。
为了提高教师实践操作能力,学院大力支持团队教师参与网络相关专业认证培训和时间,目前有6人获得了CCNP认证,1人获得了CCIE安全的认证,还有3名教师分别在学习路由交换和无线认证;除了思科的认证,多名教师还参加了JAVA相关培训,并获得了证书;联合吉大东软公司开展网络协议和网络安全攻防师资培训;此外,网络教学团队还积极参加各种网络前沿技术的培训,以提高实操水平。
除了在编教师以外,学院与知名IT企业合作,如思科、IBM、汇丰软件、花旗数据等,通过外聘教师的方式,将企业工作在一线的工程师引入教学中,实现“校企”人才资源共享;同时学院制定相关激励政策,鼓励并安排教师去企业一线定岗锻炼,以提高工程实践能力。
2.3教学模式
传统的灌输式教学只是将书本内容教授给学生,不利于专业知识的学习,也不利于学生独立思考和创新能力的培养。因此,在改进教学课程体系、提高教学团队能力的同时,教学模式的改革和实践也一直的探索之中。
1)启发式教学。启发式教学法的特点是抓住学生思维过程中的矛盾,启发诱导,层层深入,最终引导至正确结论。例如在学习滑动窗口概念时,首先提出滑动窗口的原理,然后让学生讨论为何需要滑动窗口,滑动窗口技术可否存在改善之处,或者是否有其他更好的机制来提高通信的性能。
2)案例教学。由于网络工程是一个实践性很强的专业,案例教学在教学中很有必要,而且可以起到很好的效果。通过实际的案例,提过问题的解决方案,一方面可以让学生更好地理解书本上的理论知识,能够将抽象的理论和概念应用到具体的问题,有利于提高学生的对知识的掌握;另一方面同时可以很好地提高学生学习的兴趣,明白学到的知识可以这样应用到现实的问题中。例如在网络层IP地址划分和静态路由的讲解上,构建一个包含2个路由器、2个交换机和4台PC机的网络拓扑,设计和配置,P地址,子网掩码,网关地址,路由协议等,实现全网互通。
3)任务驱动式教学。任务驱动指的是在学习网络专业知识的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,来完成任务。在任务驱动教学中,首先要确定问题,选择一个与当前学习知识点紧密相关的问题作为任务;然后学生可以组队,也可以独立去寻找问题的解决方法。教师可以提供需要去哪里寻找资料,按照怎样的路径去解决问题。同时鼓励学生之间相互交流和沟通,以更好的寻找到问题的解决方案。最后教师对学生的结果进行评价,给出反馈意见。例如在学习无线协议时,教师提出要求模拟一个100个节点的,活动范围为50M*50M的无线自主网络的通信过程,可以选择多种不同的路由协议来实现。
2.4实验教学
网络实验教学指通过使用一定的实验设备和软件,让学生动手实际操作,具体的熟悉理论知识和操作,通过实验理解书本上的理论知识,同时进一步深入掌握协议和理论的思想与内涵。
在硬件上,学校至今已投资300多万元建设思科网络实验室和物联网实验室,其中思科网络实验室包含8组路由和交换设备和4套安全设洌可以满足CCNP以上级别考试要求。学生可以构建相应的网络,配置,P地址、子网掩码、网管、多种路由协议、VLAN、NAT、DHCP、DNS、多种通信冗余协议、多种VPN,访问控制、PKI、防火墙和入侵检测等网络相关技术。物联网实验室提供了物联网的感知、设计、应用等不同层次实验内容,并提供综合性的应用场景展示。
在基于软件的实验方面,学院建立了网络安全实验室、网络协议实验室、协议仿真实验室和移动设备软件开发实验室等。网络安全实验室可以实现包括密码学、PKI.PMI、操作系统安全、数据库安全、身份认证、计算机病毒、安全审计、容灾备份、防火墙、入侵检测与入侵防御、VPN、漏洞扫描、网络攻防、Web安全、无线安全、通信安全、信息隐藏、安全编程在内的多种安全实验;网络协议分析实验室主要是中软吉大开发的《网络协议仿真教学系统》,针对网络协议的相关内容,该实验系统设计了相关的实验环境和实验内容,可以辅助学生很好地理解和掌握相关的网络协议,其中包括从数据链路层、网络层、传输层到应用层等各种具体协议的实验。协议仿真实验室主要通用的NS2协议仿真平台基于事件驱动,提供了离散事件的模拟功能,可以很好地从源代码层面辅助学生理解网络协议的具体工作流程,提高计算机网络的教学效果。移动设备软件开发实验室提供了基于Android系统的移动设备的学习和开发环境,在实验系统中,学生可以实现包括Android基本架构、Android数据存储、Android界面,Android网络连接、Android硬件访问、位置控制和手机传感器访问等在内的多方面Android实验,最后以一个大型综合实验作为总结。