張洪　趙麗琴　胡俊　魏娟

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前每個(gè)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的必須課程，同時(shí)也是很多專業(yè)的選修課程。然而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)讓很多同學(xué)望而生畏，大量同學(xué)學(xué)習(xí)完課程后對(duì)每個(gè)層次還沒(méi)有系統(tǒng)的了解，學(xué)習(xí)效率低。通過(guò)提出“五問(wèn)五答”的教學(xué)方法，在第一次課程中，充分展示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五層概念，讓學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次有清晰的認(rèn)識(shí)，提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)熱情，為后面的課程奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；體系結(jié)構(gòu)；五問(wèn)五答

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）15-0126-02

Abstract： The computer network is the required course for computer science major in each university， at the same time ，it is also taken as an elective course. However， the architecture of computer networks allow many students alike， and a large number of students do not understand the system after learning courses with low learning efficiency. By presenting "Five asked five answer" teaching methods， demonstrate the five concepts of computer network in the first lesson and enable students to have a clear understanding of the network architecture， improve enthusiasm for learning computer networks laid for later lessons foundation.

Key words： computer network； architecture； five asked five answer

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是當(dāng)前國(guó)內(nèi)所有高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)必修課，并逐漸成為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的選修或者必修課程，這些專業(yè)包括信息管理、電子商務(wù)、信息與計(jì)算科學(xué)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中十分重要的主流技術(shù)之類，已成為各種系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)站開發(fā)與管理的支撐課程[1-2]。然而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五層結(jié)構(gòu)讓很多同學(xué)望而生畏，學(xué)習(xí)完課程也沒(méi)能夠?qū)ξ鍌€(gè)層次有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

1 解決方案

本文提出一種新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法：拋問(wèn)式解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次問(wèn)題。

第一次課程中，我們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層做概念性的說(shuō)明，以讓學(xué)生有個(gè)整體認(rèn)知。學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次有了總體概念后，接下來(lái)講網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次就變的更加容易。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的事物，唯有分層研究和設(shè)計(jì)才能滿足其性能要求。那么該怎么分層，每層做哪些工作，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心，也是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。鑒于此，本文提出一種新型的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法——“五問(wèn)五答”解決第一次網(wǎng)絡(luò)教學(xué)問(wèn)題。

第一問(wèn)：

假設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，如圖一所示，圖中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)所有性能都一樣，包括處理能力、存儲(chǔ)能力等。那么這兩臺(tái)機(jī)器要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，需要哪些工作？

學(xué)生會(huì)提出各種五花八門的方案，有直接用網(wǎng)線連接的、有用藍(lán)牙傳輸?shù)模ǚ浅Ｓ邢胂罅Γ?。?dāng)學(xué)生討論的非常激烈時(shí)，可以告訴他們：其實(shí)答案很簡(jiǎn)單，我們只需要能夠讓兩臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送和接收像“1010”這樣的比特信號(hào)就可以了。這樣的工作用物理層就可以解決。然后告訴大家物理層的主要功能：為傳輸數(shù)據(jù)所需要的物理鏈路創(chuàng)建、維持、拆除，而提供具有機(jī)械的，電子的，功能的和規(guī)范的特性。簡(jiǎn)單的說(shuō)，物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。

第二問(wèn)：

剛才我們是假設(shè)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)性能完成一樣，然而現(xiàn)實(shí)生活中，計(jì)算機(jī)是有很大差異的，比如A機(jī)器比B機(jī)器處理能夠強(qiáng)，那么A機(jī)器發(fā)送數(shù)據(jù)較快的情況下，B機(jī)器有可能因?yàn)樘幚砟芰Ρ容^弱，勢(shì)必丟失數(shù)據(jù)，這樣網(wǎng)絡(luò)性能比較低，請(qǐng)問(wèn)有什么方法可以解決這樣的問(wèn)題？

學(xué)生馬上會(huì)提出各樣的方法，雖然有些天馬行空，比如讓A機(jī)器發(fā)送慢點(diǎn)，以適應(yīng)B機(jī)器的速度等。也有比較靠譜點(diǎn)的回答，一部分一部分的發(fā)送數(shù)據(jù)，等B機(jī)器接收完再發(fā)送。根據(jù)這樣的回答，可以引導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)的第二層概念——數(shù)據(jù)鏈路層。網(wǎng)絡(luò)可以把大數(shù)據(jù)劃分成若干段小片數(shù)據(jù)，這樣的功能叫“成幀”，并且該工作應(yīng)該由另外一層來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是我們的數(shù)據(jù)鏈路層，學(xué)生會(huì)感覺(jué)到比較容易接受。

第三問(wèn)：

假如現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不是兩臺(tái)機(jī)器，而是有多臺(tái)機(jī)器構(gòu)成，如圖2所示，機(jī)器A要向機(jī)器B發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是沿“A-C-B”路線還是該沿“A-D-B”路線呢？或者說(shuō)那條路值得選擇，改如何選擇。

學(xué)生同樣會(huì)給出各種方案，有的認(rèn)為哪條路“近”就該“走”那條路；有的認(rèn)為哪條路“節(jié)約時(shí)間”就“走”那條路；有的認(rèn)為考慮你哪條路劃算就走那條路，但是不知道“劃算”該怎么定義。這個(gè)時(shí)候可以拋出第三層的概念——網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層就是專門實(shí)現(xiàn)“找路”功能的——路由。通過(guò)“路由”，節(jié)點(diǎn)可以快速找到適合其發(fā)送的線路，然后按照該線路發(fā)送數(shù)據(jù)。具體的按照何種策略，路由協(xié)議會(huì)幫我們實(shí)現(xiàn)。到現(xiàn)在為止，我們知道了數(shù)據(jù)按照網(wǎng)絡(luò)層提供的路徑，分片（數(shù)據(jù)鏈路層）后以“0101”的比特流形式（物理層）傳輸?shù)綄?duì)方。但下一個(gè)問(wèn)題來(lái)了；

第四問(wèn)：

如果數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中，丟失了該怎么辦？到現(xiàn)在為止，網(wǎng)絡(luò)的3個(gè)層次還沒(méi)有專門解決的方案。

學(xué)生立刻意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性。網(wǎng)絡(luò)性能不一定能夠維持最好，當(dāng)數(shù)據(jù)弄丟了，應(yīng)該有專門的解決方案來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。大家各抒己見，有的認(rèn)為應(yīng)該有檢測(cè)機(jī)制，確定接收方能夠收到信息；有的認(rèn)為只需接收方在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給發(fā)送方反饋數(shù)據(jù)收到與否即可。當(dāng)聽到這樣的回復(fù)時(shí)，可以方便的引出傳輸層的概念。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須有相關(guān)的確認(rèn)機(jī)制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，這就是傳輸層的作用。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)接收方后，接收方根據(jù)相關(guān)協(xié)議發(fā)送確認(rèn)信息，

對(duì)之前的信息進(jìn)行確認(rèn)。這樣就可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但確認(rèn)信息也丟了該怎么辦呢？發(fā)送方是不是一直等下去呢？這樣的問(wèn)題該怎么解決。學(xué)生同樣會(huì)給出大量的解決方案。同樣，如果每收到一個(gè)信息就要確認(rèn)，那么效率比較低，又該怎么解決呢？這些問(wèn)題要想弄清楚，課程的傳輸層會(huì)給大家一一揭曉答案，學(xué)生會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層充滿期待，期待著這些問(wèn)題的解決方案，學(xué)習(xí)熱情極大的提高。

第五問(wèn)：

通過(guò)以上四個(gè)問(wèn)題，大家已經(jīng)基本了解了網(wǎng)絡(luò)的工作原理以及四個(gè)層次的作用。然而大家平時(shí)接觸的網(wǎng)絡(luò)好像在這四個(gè)層次都還沒(méi)出現(xiàn)，比如大家最熟悉的QQ、發(fā)郵件、瀏覽網(wǎng)頁(yè)等。這些事到底屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)部分呢？

學(xué)生頓時(shí)一陣迷糊，紛紛表示前四個(gè)部分確實(shí)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須的，但他們平時(shí)又沒(méi)接觸到。那該怎么解決呢？應(yīng)用層的概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。應(yīng)用層就是專門解決平時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵層次，我們?cè)趹?yīng)用層開發(fā)出應(yīng)用程序，只要滿足應(yīng)用層的協(xié)議，這些應(yīng)用程序就可以準(zhǔn)確工作。到此為止，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)層次非常清晰的呈現(xiàn)在大家面前，每個(gè)學(xué)生都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)有個(gè)概念性的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)每個(gè)層次應(yīng)該完成哪些工作有了一定的了解，為后續(xù)的課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 結(jié)束語(yǔ)

每學(xué)期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的第一次課，我都會(huì)以這樣的五個(gè)問(wèn)題的形式給大家講述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五層結(jié)構(gòu)。通過(guò)這些年的教學(xué)，我發(fā)現(xiàn)第一次課程起著很重要的作用，很多學(xué)生開始喜歡網(wǎng)絡(luò)課程，并且有了預(yù)先學(xué)習(xí)的習(xí)慣，因?yàn)樗麄冎牢业恼n程中會(huì)有大量的問(wèn)題拋出，他們要想能夠順利回答問(wèn)題，必須提前預(yù)習(xí)。同時(shí)，由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程產(chǎn)生濃厚興趣后，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的每一章都有更全面的認(rèn)識(shí)，每當(dāng)期末的時(shí)候，每個(gè)同學(xué)都可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)層次詳細(xì)介紹其功能、作用以及工作原理，真正讓大家理解到網(wǎng)絡(luò)課程的知識(shí)點(diǎn)。

“五問(wèn)五答”的創(chuàng)新性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一次課程教學(xué)，充分展現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的認(rèn)識(shí)，極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為今后的課程學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)，是一種值得推薦的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫洪峰， 李纓， 楊艷春， 等. 基于進(jìn)程推進(jìn)和多級(jí)反饋的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革研究[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化， 2011， 33（3）： 196-198.

[2] 劉彥保. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 黑龍江高教研究， 2006（2）： 111-112.