“网络管理”课程教学

摘 要：介绍了“网络管理”课程在网络工程专业课体系中的重要地位以及综合性、入门性和实践性的课程特点.以一个完整体系、一个核心协议、一个数据库、一个典型管理系统和一套配置管理等“五个一”概括课程的重点教学内容.结合教学实践,讨论了在“网络管理”教学中需突出体系、深入概念和注重实践.

关 键 词 ：网络管理；SNMP；网络工程

中图分类号：G642

“网络管理”是网络工程专业的核心课程,综合性强、实践性强.大量知识的灌输容易导致学生学习积极性降低、主动性和创新能力下降,已不能满足深入学习和理解网络管理本质的要求.为了解决这一问题,教学中需要强调专业课程的纵横连接,在专业体系中讲授课程的核心内容.文章结合网络管理的教学经验,从课程体系和课程特点、教学内容和课堂教学的注意事项等方面加以探讨,旨在激发学生学习的主动性,提高教学质量.

1.“网络管理”的课程特点和教学目标

作为专业课程体系中的核心课程之一,网络管理与网络原理、网络程序设计、网络安全等课程共同构成了专业主干课程体系.学生通过“网络管理”课程,接触网络管理的基础知识,知晓网络管理的体系结构、基本功能、相关协议及简单开发等.课程中既有对协议知识的直接应用,也包含对网络管理知识的全面了解,同时也为后续课程打下基础.

对于网络管理课程,通常网络原理作为先修课程,网络程序设计、网络操作系统等课程可以并行讲授,而网络安全等课程作为后续课程需要网络管理的知识作为基础.通过网络原理,学生学习到网络的基础知识和主要协议,在网络管理中会充分利用网络协议的知识并进一步引申,同期课程也会与网络管理互相关联、互为补充,网络管理中的安全管理、配置管理也会为后续课程的学习打下坚实的基础.课程中包含了网络管理的体系结构、协议分析与网络系统简单开发等内容,具有综合性、入门性和实践性等特点.网络管理的体系结构、管理协议、数据库技术、网络安全管理和系统开发等内容综合了前期知识在网络管理的特定环境中的具体应用.作为网络管理的入门,课程注重基础知识的全面展开,比如网络安全管理包括入侵检测、病毒防范和防火墙技术等,但只介绍基本的原理和方法,为后续课程打下基础并留有足够的空间.此外,以配置管理和简单网络管理系统开发为主的实践环节在网络管理课程中占一定的比重,能加深学生对网络管理的深层次理解.

课程涉及内容较多,如果只是大量知识的灌输,会导致学生感觉内容繁多,学习困难且无趣.所以要让学生建立起课程体系的观点,从全局的角度了解“网络管理”在课程体系中的位置,强调与其他课程的关联,做到融会贯通,互相借鉴.同时,实践环节的设置也会让学生对“网络管理”的实用价值有直观的认识,知晓网络管理的基本任务和管理方法.

2.“网络管理”课程的重点教学内容

根据专业课程体系的设计、教学需要和目前主要的“网络管理”课程教材[1-5],本课程的主要内容如表1所示：

2.1 一个完整体系

“体系”的观念贯穿在课程的始终,包含两方面的含义.首先,专业课程是一个完整的体系,网络协议贯穿在所有课程中,各门课程相互关联、互为补充.在教学过程中,应充分引导学生通过协议的不同应用方式加深对协议的理解.其次,网络管理课程本身也包含网络管理的体系结构.无论网络管理系统的具体技术怎样变化,从复杂网络中抽象出的网络管理的体系结构是不变的.体系结构中包含的管理对象、管理进程、管理信息库和管理协议四个部分是本课程的核心内容.

2.2 一个核心协议

网络管理中最重要的协议是SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol,简单网络管理协议）.由于TCP/IP的广泛使用,作为TCP/IP网络管理解决方案的SNMP也获得了广泛的业界支持,成为工业标准.在教学中,首先要让学生明确网络管理协议在体系结构中的地位,SNMP在管理进程与管理对象通信过程中的作用.其次,需要详细介绍SNMP的协议数据单元格式、操作命令的封装、报文的发送与接收.同时,作为一个应用层协议,SNMP对于传输层协议UDP的使用,可以印证协议分层的基本概念.另外,由于SNMP的演变,三个不同SNMP的版本SNMPv1、SNMPv2、SNMPv3协议间的变化和演进也是学习协议工程中协议改进的最佳案例.再者,在网络管理系统的开发中,系统也不是凭空构建,分层构架和开发也要建立在SNMP协议的基础之上.从体系结构、协议本身、系统开发等方面,SNMP的重要作用都有所体现.

2.3 一个数据库

在网络管理中,网络的状态需要通过收集管理对象的工作参数得到,这些参数对应的数据存储在网络一端.针对数据的特点,网络管理体系结构中设计了管理信息库（ManagementInformationBase,MIB）.虽然MIB在数据管理的功能上与关系数据库相似,但MIB的语法表示、数据类型、存储模式和访问方法都有所不同.MIB的描述采用管理信息结构（StructureofManagementInformation,I）来定义了结构化的管理信息,规定了如何识别管理对象以及如何组织管理对象的信息结构.MIB中的对象按层次进行分类和命名,表示为一种树结构,对MIB的访问通过SNMP的命令封装.在讲授过程中,一定针对网络管理数据,让学生充分认识到MIB与普通数据库的区别.

2.4 一个典型管理系统

网络管理的最终表现形式是一个通用网管系统.介绍一个基于SNMP、包含主要网络管理功能的网络管理系统对于学生认识网络管理系统的功能和部署十分必要.在教学中,以HP公司的OpenView为例,通过介绍典型网络管理系统如何在成熟的框架下,利用SNMP协议和MIB搭建网络管理系统,实施故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理五大功能.另外,系统的分层构架和模块化设计是对软件工程课程所学内容的应用和提高,对简单管理系统的开发也可以起到指导作用. 2.5 一套配置管理

网络互连设备和服务器的配置是网络管理中重要的功能学生通过这部分内容的学习,结合实践环节,可以认识到配置管理的必要性和网络管理的实用价值.这部分内容与网络管理的实际应用较为贴近,但学生平时接触到互连设备和服务器的机会较少,动手能力需要在实践过程中多加锻炼和培养.

总之,本课程既有很多基本概念和原理,又涉及到一些具体的协议、系统、配置和开发.在授课过程中,根据“五个一”,在网络工程专业课程的大体系和网络管理课程本身的小体系中,应该紧紧抓住网络管理的本质,将网络管理最核心的内容传授给学生.

3.“网络管理”课程的教学实践与探讨

结合“网络管理”课程的教学实践,为使学生更好的掌握本课程的内容,以下几个方面需要特别注意：

3.1 概念的讲解一定要深入

网络管理课程中的概念较多,在学习过程中容易淹没在各种术语中.一定要结合应用背景,让学生充分理解概念的实质以及在网络管理体系结构中的功能.例如在网络管理体系结构中的“管理对象”,在教材[1]中被叙述为“网络中可以操作的数据”,这种描述较为表面,不能完全揭示管理对象的实质.实际上,管理对象是对网络中被管设备工作参数的封装表示.按照面向对象中封装的概念,就是把被管设备中需要采集和控制的数据抽象出来,表示被管设备本身,并通过接口实施数据采集和设置的具体操作.结合了面向对象中封装的概念,很容易就能理解管理对象是对被管设备的数据级别的抽象.

3.2 实践环节需要突出应用价值

网络管理课程中的实践环节对提升学生的实际操作能力至关重要.实验的设置一定要结合实际,多练习在单机虚拟环境下模拟不完全或不容易操作的项目.常用的互连设备、防火墙和应用服务器的配置等学生平时很少有机会接触,一定要在网络环境中以任务驱动的形式进行实验.实践环节的设置一定要精简,突出实用价值,让学生在有限的上机实践中掌握更多的网络配置管理的技能.

3.3 系统开发中强调框架和协议的使用

网络管理系统开发是“网络管理”课程中的组成部分,通过简单的开发加深对网络管理系统的理解是一个提升的过程.分层设计、模块化程序设计、面向对象的程序设计等基本思想都可以在系统的设计和开发中加以体现.通过协议软件、功能软件和用户接口的分层,可充分利用现有的工具包如SNMP++或者WinSNMP进行功能模块和用户接口的开发.简单的开发练习是基本协议和基本管理功能的具体实施,是对前期面向对象、分层设计思想的应用和提高.

4.结语

“网络管理”是网络工程专业中一门重要的专业课,综合性和实践性都很强.作为“网络管理”的教学一定要做到内容全面、重点突出、注重实践.在讲授的过程中需要在熟练掌握教学内容和充分利用多种教学手段的基础上,结合学生已学的专业课程知识,做到在一个自洽体系中承前启后,按需教学.另外,在授课的过程中最好能结合网络的新技术如IPv6网络的发展,多联系实际,激发学生的兴趣,提升学习的主动性.