網絡應用方向范文

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【關鍵詞】計算機網絡 應用現狀 發展趨向 困境

一、前言

社會信息化浪潮與知識經濟浪潮推動我們進入了21世紀新的歷史進程，對于21世紀人類社會將具有什么樣的經濟和時代特征？人們已經進行了各種分析，提出了種種看法，如信息社會、信息經濟、知識經濟時代、全球信息社會、全球一體化經濟、比特時代、數字經濟、數字時代、網絡時代、網絡經濟等等。雖然眾說紛紜，但信息化、數字化、全球化、網絡化是21新世紀人類社會的重要特征。其中，以計算機網絡迅猛發展而形成的網絡化則是推動信息化、數字化和全球化的基礎和核心，因為計算機網絡系統正是一種全球開放的，數字化的綜合信息系統，基于計算機網絡的各種網絡應用系統通過在網絡中對數字信息的綜合采集、存儲、傳輸、處理把人類社會更緊密地聯系起來，并沖擊著人類社會政治、經濟、軍事和日常工作、生活的各個方面。

二、計算機網絡概述

計算機網絡是計算機技術與通信技術相結合的產物，實現了遠程通信、遠程信息處理和資源共享等。自20世紀60年代產生以來，經過半個世紀特別是最近10多年的迅猛發展，目前越來越多地被應用到經濟、軍事、生產、教育、科學技術及日常生活等各個領域。在現實的日常生活中，我們時刻都在與網絡打交道。計算機網絡的發展，縮短了人際交往的距離，給人們的日常生活帶來了極大的便利。

三、計算機網絡的應用現狀以及存在的問題

計算機網絡經過幾十年的時間實現了從無到有、從簡單到復雜的飛速發展，在政治、經濟、科技和文化等諸方面均產生了巨大的影響。然而，在計算機網絡高速發展的同時，也存在許多的問題。

（一）計算機網絡可以實現信息的全方位共享，然而，卻帶來的嚴重的信息泄密問題及用戶管理問題，網絡安全問題令人擔憂。目前，隨處可見的網絡病毒、垃圾信件、不良信息、網絡犯罪、用戶信息泄露等問題已嚴重影響了計算機網絡的正常運行和人們的日常生活。盡管防火墻、IDS等網絡安全檢測技術及S-HTTP、SSL/TSL等網絡安全協議技術日益成熟，然而，并不能完全解決網絡安全問題。

（二）互聯網提供的各類服務已不能滿足人們日益多樣化的服務需求。傳統的計算機網絡需求比較有限，大部分均側重于互聯、互通和互操作以及網絡系統的連接和傳輸等功能，然而，現在的網絡需求量不斷增多，人們的個性化需求也日益多樣化，越來越快速、靈活、高效和動態。

（三）計算機網絡的資源控制能力不足，許多復雜功能，如實時多媒體應用系統（在線點播、視頻會議、遠程教育等），難以完好的展現出來。盡管流量工程、IntServ模型、DiffServ模型的研究已經開展，然而，擁塞控制、流量整形、資源預留、接納控制等多種服務質量實現機制仍不能達到真正的效果。

四、計算機網絡的發展趨勢

根據對現代計算機網絡在全球社會信息化進程殊重要作用的認識，對于計算機網絡技術的研究和發展趨勢的分析，也應提高到系統的高度來認識，用系統觀點來分析。人們也常用OSI分層通信體系模型及相應的通信協議來描述計算機網絡，從系統觀點看，這同樣也已很不夠了，下面對計算機網絡的基本發展方向作一些分析：

（一）開放和大容量的發展方向

系統開放性是任何系統保持旺盛生命力和能夠持續發展的重要系統特性，因此也應是計算機網絡系統發展的一個重要方向。基于統一網絡通信協議標準的互聯網結構，正是計算機網絡系統開放性的體現。統一網絡分層體系結構標準是互聯異種機的基本條件，Internet所以能風靡全球，正是它所依據的TCP/IP協議棧已逐步成為事實上的計算機網絡通信體系結構的國際標準。

（二）一體化和方便使用的發展方向

一體化是一個系統優化的概念，其基本含義是：從系統整體性出發對系統重新設計、構建，以達到進一步增強系統功能、提高系統性能、降低系統成本和方便系統使用的目的。計算機網絡發展初期確是由計算機之間通過通信系統簡單互聯而實現的，這種初期的網絡功能比較簡單（主要是遠程計算機資源共享），聯網后的計算機和通信系統基本上仍保持著聯網前的基本結構。

（三）多媒體網絡的發展方向

被稱為多媒體的文字、話音、圖像等，實際上并不是物質媒體，而仍是一些信息表現形式。所謂多媒體技術實質上也應是這些多種形式的信息如何進行綜合采集、傳輸、處理、存儲和控制利用的技術，也是一種綜合信息技術。信息技術是對人自然信息功能進行增強和擴展的技術，人對客觀世界的最初認識正是通過眼觀（形狀、顏色等形象信息）、耳聽（聲音信息）、手觸（物理屬性信息）、鼻嗅、舌（化學屬性信息）而綜合形成對某種事物的感性認識的。

（四）高效、安全的網絡管理方向

計算機網絡管理的基本任務包括網絡系統配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等幾個主要方面。顯然，這些網絡管理任務，都涉及計算機網絡系統的整體性、協同性、可靠性、可控性、可用性及可維性等重要系統特征。所以，網絡管理問題是計算機網絡系統的一個重要的全局性問題，任何一個網絡系統的設計、規劃和工程實施，都必需對網絡管理問題作一體化的統盤考慮。

五、結語

雖然計算機和通信系統在計算機網絡系統中都是非常重要的基本要素，但計算機網絡并不是計算機和通信系統的簡單結合，也不是計算機或通信系統的簡單擴展或延伸，而是融合了信息采集、存儲、傳輸、處理和利用等一切先進信息技術的，具有新質和新功能的新系統。對于現代計算機網絡的研究和分析，用系統科學和信息科學的理論和方法來指導，才有可能使我們能夠站在一個較高的高度來重新認識計算機網絡系統結構、性能及網絡工程技術和網絡實際應用中的許多重要問題，也更便于把握計算機網絡系統的發展趨向；這對研究網絡新技術、開發網絡新應用和設計制造網絡新產品都具有重要意義。

參考文獻：

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【關鍵詞】計算機網絡技術 計算機系統 氣象應用

這些年來，計算機網絡技術在各行各業中的應用越來越廣泛，在氣象通信領域更是如此。其中，在信息收集和處理以及計算和存儲氣象方面，尤其的依賴計算機網絡的相關技術支持。

1 闡述氣象方面計算機網絡技術所發揮的重要作用

氣象通訊信息影響著我國社會經濟發展的一些決策，是國家重要核心信息的重要組成部分，例如：一些氣象條件對我國的一些持續發展的計劃制定起著非常重要的作用，氣象信息的準確性對大型工程的工程效率和水平提供有效的支撐作用。

1.1 增強氣象預報的準確率

伴隨國內科學技術的快速發展和進步，相關氣象部門借助引進國內外的先進技術，針對性的研制以計算機平臺為內核的氣象預報分析系統。這種預報分析系統的交互性能非常厲害，能夠十分便利的把各方面的氣象數據以及圖像信息很直觀的展示給有關工作人員。此外，系統還能夠借助疊加、放大以及衛星云圖等多種高新技術從而有效提高天氣預報的準確率，其具備實用性強、自動化水平高的優勢，從而能有效推動氣象部門工作的規范化，大幅提升氣象部門人員的工作效率，也增強了天氣預報的準確率和可靠性，更好的服務人民大眾的生活。

1.2 提高氣象信息的工作效率

在氣象通信工作中，計算機網絡系統的運用成功的將通信工作智能化，從人工轉為計算機，在信息接收、處理和分析方面，很大程度提高了氣象通信的工作效率。另外，計算機網絡系統的成本較低，但是功能卻非常的強大，不僅能蛺岣咂象通信的工作效率，最重要的是能夠有效降低氣象工作人員信息處理的正確率。因此，計算機網絡系統在氣象通信方面作用非常明顯，值得進一步推廣、優化。

1.3 助推衛星資料所涉及的計算水平

在氣象信息處理方面，計算機網絡技術發揮著至關重要的作用。具體體現在，收集和處理衛星氣象資料，這些都是計算機系統充分發揮自動生成的功能，借助于網絡平臺綜合分析和處理多個氣象衛星間的聯系，結合多個氣象衛星所收集的各種信息材料，綜合分析進而得出最恰當氣象結論。氣象資料的信息存儲量大，包括多個階段，其中有資料搜集，內容記錄等，是氣象信息資源非常重要的材料。之所以采用計算機網絡技術，主要是因為人工分析和處理難度不僅大，而且處理的效率還低，并且還存在一定的誤差。所以，計算機網絡技術在很大程度上能夠有效改善氣象信息的處理能力，促進氣象事業的長遠發展。

2 在氣象方面計算機網絡技術的應用

2.1 局域網的技術

伴隨經濟社會的快速發展，國內局域網技術也隨之不斷的更新換代及發展，高速率的區域網技術可以達到以網絡為傳輸手段和媒介，使得氣象信息與數據可以進行高速率的傳輸與交流，其傳輸速率和舊有的局域網技術對比，能達到其10倍乃至更多，從而可以有效確保用戶可以運用高速率且大容量的無線網絡環境進而達到高效便捷的上網體驗，以達到氣象信息的更多和更深層次的交流以及融合，并且還能使氣象播報實現遠程操作和實時、高清的圖像會議，極大的便利了氣象通信的應用。

2.2 地面通信技術

最近幾年，國內相關技術單位借助對先進技術的運用已經形成比較成熟的互聯網信息技術，在國內大多數的氣象工作中已得到廣泛的運用。具體而言，這種技術主要的手段是把光纖由網格狀變成環狀。另外，新型的網絡傳輸設備可以有效的提升光纖的傳輸速率和容量，這種技術可以在某種程度上使得整個網絡范圍內的信息及數據能夠在高速率的環境中予以運轉及傳輸。此外，新型網絡傳輸的過程中環狀網如果發生異?；蛘吖收系脑?，系統能夠在內部進行自動修復，從而可以有效的確保整個系統高速率的運轉，大大的降低人工維護的費用，提升氣象部門的經濟效益。

2.4 云計算應用

云計算是一種計算方案，主要是把一個或多個數據中心的資源虛擬以后再提供給用戶的服務?，F在，在氣象部門的日常工作中，所以的工作都在逐步向計算機自動化方向所進行轉變。云計算的運算能力非常強大，能夠有效提高氣象計算的能力。另外，云計算還能為用戶數據加工提供一定的個，進而實現本地化的服務。

2.3 移動通信的相關技術

隨著互聯網的快速發展，無線技術尤為凸顯，其中，最為典型的是光纖通信技術和無線局域網。在氣象通信這個領域，能夠充分利用移動通信技術的強大功能，在多個領域都有體現，最為明顯的是能夠為氣象觀測系統的正常運行提供更有良好的通信方式，位氣象信息觀測和分析提供有效支持。

3 結語

綜上所述，隨著社會的快速發展，計算機網絡技術在各行各業應用的更為廣泛，氣象通信的領域更是如此。在氣象加工處理信息的過程中，計算機網絡技術作用明顯，能夠有效優化氣象現狀，滿足各個行業對氣象的各個需求，進而促進其健康長遠發展。

參考文獻

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>> 淺談無線傳感器網絡的應用和發展 無線傳感器網絡的應用 面向物聯網的無線傳感器網絡綜述 面向物聯網的無線傳感器網絡探討 無線傳感器網絡安全認證的研究 ZigBee無線傳感器網絡的研究和實現 基于ZigBee的無線傳感器網絡在礦井安全監控中的應用 無線傳感器網絡的應用與發展 無線傳感器網絡在農業中的應用 無線傳感器網絡在農田中的應用 熵在無線傳感器網絡中的應用 無線傳感器網絡的測量應用研究 芻議無線傳感器網絡的應用技術 智能電網中無線傳感器網絡的應用 ZigBee無線傳感器網絡的應用研究 無線傳感器網絡的研究與應用 無線傳感器的網絡技術應用分析 生態林業中無線傳感器網絡的應用和探討 無線傳感器網絡的應用和關鍵技術 能量高效的無線傳感器網絡可靠轉發協議 常見問題解答 當前所在位置：

關鍵詞：無線傳感器；傳感器網絡；國防

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.10.002

無線傳輸挑戰

鑒于這篇文章的寫作目的，我們將縮小重點討論的范圍，以飛機或船舶上的健康狀況監測a？用“機載或艦載”傳感器網絡的應用為研究對象。此類網絡通常具有低數據速率的特點，其中傳感器被安放在固定和有可能不易接近的位置，負責測量諸如振動、溫度、壓力、應變和加速度等物理條件?，F行的有線傳感器解決方案提供了一定的傳感器覆蓋率，可是，電線安裝成本高昂，而且布線會造成重量增加，這兩個因素共同作用的結果導致傳感器的使用范圍僅限于期望覆蓋區域的一小部分。無線解決方案要想切實可行，就必須滿足這種苛刻環境的嚴格要求。

理想情況下，典型傳感器網絡在設備中的壽命將達 10 年，而設備本身在 30 年或更長的時間里也許需要進行數次整修或升級。傳感器和無線電線路應當是免維護的，而且最好是具有非常低的功耗以便采用電池和能量收集技術來供電，從而實現“無電纜式”安裝。

保密和安全自然是非常重要；如果無線傳感器網絡要取代有線網絡，則其必須具備安全的消息傳遞能力以及針對非法入侵和欺詐式外部攻擊|ó§@￥X防護能力。

消息傳遞的可靠性也是至關緊要；具有錯綜復雜的金屬艙和密閉空間的典型機載或艦載軍事環境對無線傳輸提出了一些重大的挑戰。眾所周知，點對點無線電通信具有不可預知性，而且將受到 RF 干擾、多徑衰落、路徑阻塞以及特殊情況下節點徹底失效的影響。當節點以網格配置時，如果采用多個頻道以避開干擾就可以解決這些問題，而且能識別阻塞的路徑和缺失的節點，并自動重新配置傳送路徑。

如果可以利用一個無線傳感器網絡來滿足上述要求，帶來的好處將是巨大的。單單是安裝成本的節省常常就足以證明使用無線技術的合理性，因為電纜的鋪設成本可達傳感器自身成本的 10 倍以上。此外，隨著傳感器覆蓋區域的擴大，機器健康狀況監測可大幅縮減系統故障停機時間、改善機械效率并實現可預知的維護。

無線技術選擇

可供考慮的技術選擇有幾種；衛星和蜂窩技術可適用于傳感器間距很大的戶外應用，但在封閉的機載或艦載環境中則不適合。另外，它們還具有最高的每數據包能量成本，而且或許要求數據通過第三方網絡運營商，這可能使安全問題復雜化。

另一種選擇是 WiFi （IEEE 802.11b， g），其提供的每數據包能量成本比衛星或蜂窩技術低得多，但與傳統的移動數據使用相比，它通常需要較高的接入點密度以利用固定傳感器實現可靠的通信。作為折衷，在采用較少數￥？|ó較高功率節點比采用大量的低功率節點更為可取時，此類解決方案會很適合。

還有不少基于 LR-WPAN （低速率無線個人局域網） 標準 IEEE 802.15.4 的解決方案，包括凌力爾特的Dust Networks？ 產品線。802.15.4 標準非常適合于具有相對較低數據速率（250kbps 以下） 和短數據包長度的低功耗、短程傳感器網絡運作。

各種呈競爭態勢的 IEEE 802.15.4 解決方案以這樣一種方式來利用互連節點網絡，即O可通過不同的路徑傳送數據包，以提高傳輸的可靠性。Dust Networks 產品在傳統的網格配置基礎上做了改進，并率先運用了一種時間同步化通道跳頻（TSCH） 網絡協議，該協議已經成為諸如 IEC62591（WirelessHART） 和 IEEE 802.15.4E 等主要無線網格標準的基礎。ZigBee Pro提供了一種替代方案，但其不能在末端節點上支持完整的網格實施方案，而且 CSMA （載波偵聽多路訪問） 技術的使用必然導致數據包沖突，因為消息在同一個時域中競爭。隨著網絡規模的擴大，這將成為一個日益嚴重的問題，而且由于節點在一個隨機延遲周期之后必須重新嘗試消息傳送，所以會造成能量的浪費。ZigBee Pro 并非專為在所有節點上實現超低功耗而優化，而且稍后我們將會看到，被稱為“Snap”和“DigiMesh”（ZigBee Pro 的變種） 的替代解決方案雖然試圖克服這一問題，但無法與 SmartMesh IP 解決方案的性能或安全性相匹敵。

Dust Networks 解決方案

SmartMesh 網絡由一個自形成的多跳節點網格和一個網絡管理器組成，前者被稱為“微塵”（mote），負責收集和轉發數據；后者則用于監視和管理網絡性能和安全性，并與主機應用程序交換數據。

SmartMesh 微塵和管理器是完整的嵌入式無線傳感器網絡解決方案。它們把基于 Dust Networks Eterna？ 片上系統技術的硬件與一個時間同步通道跳頻鏈路層及完整的網絡軟件相組合，以在最嚴苛的 RF 環境中提供 >99.999% 的數據可靠性，并為網絡中的每個節點 （包括路由節點） 提供 10 年以上的電池壽命。

在理想的情況下，無線傳感器不應要求外部饋電，從而實現“即撕即貼型”安裝的概念。SmartMesh IP 采用 7.5ms 的集中管理預定義時隙，以實現節點之間數據包通信的同步。時隙根據應用的帶寬要求進行分配，但一個 >1% 的占空比是常見的。節點僅在預定的時間喚醒，因而提供了超低的功耗。路由節點消耗的平均電流通常 < 50ìA，故可依靠兩節 AA 鋰電池運行 5～10 年。

由于路由節點在接收模式中連續供電 （因而需要線路功率級別），所以ZigBee Pro 方案的功耗較高。Snap 和 Digi-Mesh 雖然提供了低功耗路由器，但依賴于 IEEE 802.15.4 標準里的 “信標” 特性，此時是整個網絡進入睡眠狀態和被喚醒，從而導致嚴重的帶寬限制。

SmartMesh 網絡中的所有數據包都在每一層上進行鑒定，并實施端到端加密。在鏈路層上，采用一個運行時間密鑰和一個基于時間的計數器在每一跳上對數據包進行鑒定。此外，還采用運行時間會話密鑰和一個共享計數器對數據包實施鑒定和端到端加密。這些鑒定層共同提供了針對重放攻擊和中間人攻擊的防護作用。

利用一種基于會話的 128 位 AES 對稱密鑰加密為數據包載荷提供了竊聽保護。新的節點最初采用一個特殊的連接密鑰，然后使用一個隨機數發生器將多個密鑰分配至該新節點。利用多個此類加密密鑰，一個節點的妥協折衷就不會危及網絡其他節點的安全性。SmartMesh 的安全性大大強于 Snap和 Digi-Mesh 解決方案，后兩者都只為整個網絡采用了單一的加密密鑰。

Dust Networks SmartMesh IP 產品系列？？￥？|b IEEE 802.15.4 LR-WPAN標準W，以超低功耗全面實現F自愈、自優化時間同步網格網絡。

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關鍵詞：貝葉斯神經網絡；60Co-γ射線；無防腐劑香腸；網絡預測

引言

食品輻照技術是20世紀發展起來的一種新型滅菌保鮮技術。采用輻射加工技術手段，運用高能射線如x-射線、γ-射線等對食品進行加工處理，在能量的傳遞和轉移過程中，產生理化效應和生物效應達到殺蟲、殺菌的目。因為是冷殺菌手段，所以有效的提高了食品衛生質量，保持營養品質及風味和延長貨架期。本文采用無防腐劑的香腸作為對象，排除了化學防腐劑對保鮮效果影響，同時為了食品加工行業發展提供方向，不添加化學防腐效果成分的同時也可以采用輻照的方法有效提升貨架期，有效提高企業效益，延伸銷售鏈；對于不同種類的香腸制品，從肉質到成分，都會有所差別，通過大量輻照試驗獲得輻照工藝的方法，不僅耗時長，而且檢驗指標及檢驗方法也過于繁瑣，因此結合采用人工智能神經網絡算法，在有限次數實驗數據的基礎上，建立不同劑量60Co-γ射線對香腸品質影響的規律模型為科學輻照提供理論依據。

1 實驗方法與理化指標的檢測

1.1 樣品輻照

本項目采用不含任何防腐效果的特制香腸為對象，在黑龍江省科學院技術物理研究所輻照中心進行。采用靜態堆碼式60Co-γ放射源，跟蹤劑量計為Ag2Cr2O7經中國劑量科學研究院丙氨酸劑量計（NDAS）傳遞比對校準，分別采用不同劑量（2-6）kGy，進行靜態輻照。完成輻照2天內進行理化指標的檢測，在（22.0±1）℃下保存30天后進行微生物指標的檢測。

1.2 理化指標及微生物指標測定方法

1.2.1 菌落總數，參照國家標準GB/T4789.2-2008采取實驗方法測定菌落總數。

1.2.2 水分含量，參照國家標準GB/T6965.15可用蒸餾法或直接干燥法。本項目采用直接烘干法。

1.2.3 氯化鈉含量，參照國家標準GB/T9695.8進行測定，采用水浸出后用硝酸鹽標準溶液滴定法測定。

1.2.4 蛋白質，參照國家標準GB/T9695.11進行測定。

1.2.5 菌落總數，參照GB4789.2-2010進行測定。

1.3 檢測結果與數據處理

采用以上檢測方法進行檢測，由于實驗過程產生個別認為誤差，利用matlab軟件plot函數對每組數據進行擬合，將誤差較大的個別數據進行剔除，最終得到50組數據，部分數據如表1。

表1 60Co-γ射線輻照保鮮無防腐劑香腸檢測結果

2 神經網絡算法

2.1 BP神經網絡

通常BP神經網絡具有3層結構，分別為輸入層、隱含層和輸出層。通常來說隱含層采用Sigmoid函數，輸出層采用Pureline函數，因為符號函數標準輸入、輸出現代為[0，1]，因此在學習過程中，通過轉化層將輻照工藝參數進行轉化限定區間，避開網絡輸出的飽和區。五層神經網絡結構如圖1。

2.2 性能指標

性能指數是衡量網絡性能的量化標準，BP神經網絡一般采用網絡軍方誤差作為性能指標：

式中：Ed為網絡的均方誤差；n為學習集體樣本總數，tp為第P組訓練的期望輸出值，ap為第P組的實際輸出值。影響神經網絡泛化能力主要依賴于網絡結構和訓練樣本的特性，因此可以選擇合適的訓練策略和優化網絡結構來提高其泛化能力。本文選取貝葉斯正則化算法對BP神經網絡進行修正，網絡性能指數變為：

式中：w為網絡的權值向量，EW=m-1■？棕■■為網絡所有權值的均方誤差，其中m為網絡權值的總數，Wj為網絡權值，a和b為正則化系數，其大小直接影響訓練效果。

2.3 貝葉斯正則化BP神經網絡訓練步驟

（1）確定網絡結構，初始化超參數α=0和β=1，根據先驗分布對網絡參數賦初值。

（2）用BP算法訓練網絡使總誤差F（W）最小。

（3）利用高斯牛頓逼近法計算出有效參數個數。

（4）計算超參數α和β的新的估計值。

（5）重復執行（2）、（3）、（4）直到達到所需精度。

貝葉斯方法正則化神經網絡是個迭代過程，每個迭代過程總誤差函數隨著超參數的變化而變化，最小點也在變化，網絡的參數也在不斷修正，最終達到總誤差函數在迭代過程中沒用較大改變。目前在網絡結構的選擇方面還沒有理想的方法，在實際工作中常常需要用試驗的方法確定最佳的網絡結構，因此可采用不同的網絡結構進行網絡訓練，然后比較這些網絡模型的顯著度，選擇顯著度較大的網絡作為模型。

3 神經網絡建模及預測

通過上述實驗獲得的50組數據中，45組數據作為人工神經網絡訓練樣本，另選擇其他5組數據作為檢驗樣本，運用MATLAB軟件，進行人工神經網絡的訓練和預測。網絡輸入劑量、劑量率，輸出為水分、氯化鈉含量，通過應用均方差函數比較目標值和預測值的差異，計算目標值與預測值間的誤差，觀察網絡模型對訓練情況，網絡擬合圖性能進行評價。

網絡訓練結果顯示，經過1500步訓練后，網絡誤差平方和均值為5×10-3，達到了設定的最小訓練目標值。網絡訓練完畢后，得到數學模型后，利用剩余5組數據進行預測驗證，網絡訓練效果如圖2-5所示。

4 結束語

采用輻照的方法進行無防腐劑香腸保質期的時間跟輻照劑量相關，采用4kGy的劑量進行輻照可使香c的保質期達到1個月以上，且香腸的顏色仍在可接受范圍內，說明輻照方法有效的提高了香腸的衛生質量，延長保質期。采用神經網絡建立了香腸輻照工藝與理化、微生物指標的模型，并通過實驗驗證了模型的準確性，為進一步確定輻照工藝提供理論支持。

參考文獻

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關鍵詞： 網絡工程； 應用型； 課程體系； 課程群； 培養方向

中圖分類號：TP393.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）03-77-03

Abstract： Network engineering is a new discipline which is set up by the Ministry of education. It is a new discipline， a fusion of computer science and technology and communication engineering. Aiming at the problems existing in the applied network engineering talents training in local colleges and universities， the course system of network engineering is analyzed. The course system is constructed according to the training objectives of network engineering professional talents and there specific training directions of network architecture and engineering management， network application system development and network and information security. Thereby the concept of course system construction based on the combination of course group and training direction is put forward.

Key words： network engineering； application； course system； course group； training direction

0 引言

W絡工程專業是教育部設定的高校本科專業，是計算機科學與技術專業與通信工程專業相互交叉、融合產生的一門學科專業。該專業是一門軟件與硬件相結合，同時兼顧網絡與通信的計算機寬口徑專業。重慶郵電大學移通學院作為地方高等院校，定位于培養中部信息領域國際化應用型人才，專業需結合當今科技發展和經濟建設需求，不斷地調整人才培養模式，向社會輸送更多應用型、工程型的人才。

1 網絡工程專業教學過程中存在的問題

在如何培養應用型網絡工程人才的問題上，專業知識課程體系的建立一直是倍受關注的核心問題。通過與我省多所高校進行交流和探討，總結了以下普遍存在的一些共性問題。

⑴ 專業知識課程結構體系有待優化，課程與課程之間存在較多的重復知識點，不利于提高學生的學習效率。

⑵ 多數應用型課程課堂講授成分過多，缺少實踐性的教學。學生感覺更多的是紙上談兵，而實際應用中有“丈二和尚摸不著頭腦”的感覺。

⑶ 多數教師使用的是教材所帶PPT進行講解，而一些教材沒有引入當今網絡工程領域常用的一些技術和方法。多數網絡工程畢業生反映，大學所學內容與工作脫節。

⑷ 課程之間聯系不夠緊密，實踐教學不夠合理。缺少系統的完整工程項目來銜接各個課程所學知識點。

⑸ 師資隊伍不夠完善，有些研究方向缺乏教師，專業課程由單一老師承擔，在教學內容和方法上缺乏交流，不利于對整個網絡工程課程體系的構建。

⑹ 校企合作較少，學生在校期間很難得到實訓的機會。

以上這些問題如果能很好地解決，對提高學生的專業知識水平、實踐和創新能力，對構建應用型網絡工程專業的課程體系起著非常重要的作用。

2 網絡工程專業人才培養課程建設目標

網絡工程專業課程建設應充分結合地方院校的培養目標和方向。我校網絡工程專業主要是培養目標是網絡工程師，培養方向有網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發以及網絡與信息安全三個方向。培養的學生應具有“良好的人文素養，扎實的科學基礎，實踐能力強，具有創新精神的復合型應用人才”。畢業生可以從事科研、教育、企事業單位的信息化建設和管理等的工作。

3 網絡工程專業課程教學體系設置[1]

專業培養目標是課程體系的基礎，而課程體系是專業培養目標的具體表現[2]。課程建設必須根據專業培養目標，結合當前社會對人才的需求，來形成自己的培養特色。我校根據網絡工程專業培養目標，基于網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發、網絡與信息安全三個具體培養方向來建設課程體系[2]。

3.1 優化課程結構體系

為了更好地調整課程結構，優化課程體系，我校網絡工程專業采取基于課程群的課程建設。將一些有關聯的課程重新進行整合和優化，重新調整課程，增強課程之間的統一性和連貫性，減少課程間內容冗余，使其從整體上構成一個課程群。

課程群的建設要遵循相關性原則、系統性原則和綜合性原則。再結合專業培養方向就構成了基于“課程群+培養方向”相結合的課程體系，如圖1所示。在該課程體系中，課程結構以課程群為單元，這樣既方便同類課程之間的銜接，又方便任課教師進行教研活動。

3.2 專業基礎課程設置

因此，在學習通識教育基礎課程的基礎上，要開設計算機類基礎課程和通信類基礎課程，并將這兩類課程劃分為兩大課程群來建設。分別為：①計算機類基礎課程群；②通信類基礎課程群。

3.3 專業方向課程設置

我校網絡工程專業主要有三個培養方向：網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發以及網絡與信息安全。在課程群基本專業按照培養方向進行構建。主要分為三個課程群：①網絡工程方向課程群；②網絡軟件方向課程群；③信息安全方向課程群[3]。

4 網絡工程專業實踐教學體系建設

網絡工程專業是以實踐為主的專業學科，著重于培養學生的動手能力、應用能力和創新能力。結合培養目標，學生通過在校期間的各種實踐活動，能很好地掌握網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發，以及網絡與信息安全三個方向的應用技術[4]。

5 結束語

重慶郵電大學移通學院作為一所地方應用型本科院校，在制定培養方案時，以培養應用型網絡工程師為目標，基于網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發、網絡與信息安全三個具體培養方向來建設網絡工程專業課程體系，提出了基于“課程群+培養方向”相結合的課程建設方案。通過優化課程體系結構、建設實踐教學體系等，解決了一些教學過程中存在的問題，已經形成了一套比較穩定、有效的課程體系。

參考文獻（References）：

[1] 荊山，孫潤元，黃藝美.基于應用型人才培養的網絡工程技術課程群建設[J].計算機教育，2014.20：7-11

[2] 容曉峰，唐俊勇，趙宇峰.網絡工程專業課程體系建設[J].計算機教育，2010.14：61-64

[3] 綦朝暉，吳江文.網絡工程專業人才培養體系的研究[J].高教論壇，2008.4：31-34

篇6

網絡應用服務，是互聯網基礎服務資訊提供平臺，包括網站建設、虛擬主機、企業郵箱等服務。

網絡應用服務內容，包括網站建設、虛擬主機、企業郵箱， 推廣及網站優化，還有一些OA、CRM軟件服務，互聯網基礎服務資訊提供平臺，關注電子郵箱、即時通訊、網站招聘、網絡安全發展情況，研究數字娛樂發展方向。

互聯網服務行業是隨著互聯網發展起來的新興行業，并呈現出與電信服務日益融合的趨勢，具有極大的發展潛力。

篇7

計算機網絡 教學改革與實踐 課程體系

1 前言

隨著信息技術發展，帶來了工作、生活的巨大變化，社會也對大學在人才的綜合素質培養上提出了更高要求。計算機網絡技術幾乎滲透到各個行業。而計算機網絡這一門作為計算機、網絡和通信專業培養方案中的核心課程，也逐漸增加到理工科、經管類和文科等本科專業的培養課程體系之中。并且，在涉及到信息方向的研究生培養課程體系中，計算機網絡也成為了一門核心課程。因此，不同專業的計算機網絡課程體系和教學方法必然是不一樣的。本文針對不同專業的計算機網絡課程教學，對課程體系設置和教學方法進行了探討，并提出了一些建議。

2 目前計算機網絡課程體系現狀

2.1計算機網絡系列課程構成

隨著計算機網絡技術的發展，公共基礎課程《大學計算機基礎》中涉及到的網絡知識已經不能滿足非以上專業學生的知識構架以及社會對學生的綜合能力要求的需求，因此，結合我校的實際情況，根據不同的專業方向設置了不同的計算機網絡系列課程，構成整個計算機網絡系列課程體系。

(1)計算機專業計算機網絡課程系列

我校計算機網絡課程系列包括計算機網絡、計算機網絡實驗、計算機網絡實訓、網絡工程、網絡應用程序開發等課程，主要培養學生計算機網絡理論、計算機網絡規劃設計、計算機網絡構架和部署、基于計算機網絡的應用程序開發等方面的實際應用和開發能力。

(2)非計算機專業計算機網絡課程系列

我校的非計算機專業包括經管類專業、航管類專業、交通類專業和機務類專業，目前就經管類專業開設了計算機網絡技術基礎課程、計算機網絡應用基礎課程和電子商務課程，增強學生對計算機網絡應用實際操作能力。其他專業的計算機網絡技術類課程還沒有進行設置。

(3)研究生計算機網絡課程系列

研究生網絡課程主要針對民航網絡應用方向，開設了計算機網絡課程，增加了民航計算機網絡應用課程，主要培養學生對整個民航計算機網絡的認識和應用開發能力。

2.2計算機網絡課程體系不足

目前，在計算機網絡課程體系中，在一些非計算機專業的課程體系中沒有設置，因此他們學習不到這方面的知識。而目前的研究生的計算機網絡課程只針對民航計算機方向的研究生，包括計算機網絡理論課程和民航計算機網絡方向課程，而對其他研究方向的研究生還沒有開設。常規的計算機網絡課程，實驗包含在每門課程之中，由于課時數量的限制，實驗課時遠遠低于理論課時，因此計算機網絡課程實驗只能走馬觀花，學生的實際動手能力不能得到足夠的鍛煉。

3 計算機網絡課程體系改革

計算機網絡課程體系建設必須滿足目前社會信息化發展的新趨勢，如互聯網與消費電子創新融合發展，物聯網技術的出現，都迫使計算機網絡課程體系設置需要進行改革，以滿足社會對學生所具備的計算機網絡知識能力的新的需求，使得學生跟上時代，并增強學生的就業能力。

3.1計算機網絡課程體系改革目標

計算機網絡課程體系改革，一是把最新的計算機網絡技術引入學生需要掌握的計算機網絡知識構架之中；二是針對不同層次不同專業方向的學生，根據其接受能力和需求能力，設置好各層次各專業方向上不同的計算機網絡課程，完善非計算機專業、計算機專業和研究生的計算機網絡系列課程的課程建設。

3.2計算機網絡課程體系的改進

計算機網絡課程體系按照非計算機專業、計算機專業和研究生三個層次不同進行設置后，還是不能滿足其他沒有開設計算機網絡系列課程的學生對計算機網絡的實際操作水平提高的要求，因此增加了計算機網絡公選課和計算機網絡公共實驗課。并且，因為社會對學生職業化需求，針對計算機專業方向，增加了計算機網絡職業技能培訓課程。

(1)增加計算機網絡全校公選課

計算機網絡全校公選課作為計算機網絡課程體系的有益補充，使計算機網絡課程盡可能地覆蓋到所有其他非計算機專業，讓有興趣的學生能夠選修到這門課程。主要給學生講解計算機網絡的一些基本知識和基本常識，一些具體的網絡應用和網絡案例。

(2)增加計算機網絡公共實驗課

計算機網絡公共實驗課主要向全校所有學生開放，課程內容如，小型局域網絡建設，常見計算機網絡故障診斷、排除，計算機網絡安全防范，網站設計與構架，網頁制作，遠程網站管理，常用網頁制作軟件的使用等。

(3)增加計算機網絡職業技能培訓課程

目前許多企業招聘的計算機網絡方面的人才都要求具有工作經驗并且能夠熟練使用或者精通當前市場流行的某些網絡軟件開發工具。因此，增加計算機網絡職業技能培訓課程，主要從計算機網絡硬件、計算機網絡規劃與設計、計算機網絡軟件設計等方面進行實訓項目操作，幫助學生加深計算機網絡理論知識，構建基于計算機網絡軟硬件及應用領域的整體觀念，增強就業競爭力。

4 計算機網絡課程教學改革

不同的計算機網絡課程的教學目的都是為了讓學生掌握教學大綱所要求的知識點和增強他們的實際動手能力，但因為層次不同，專業方向不同，所以教學內容、教學方法有所差異。這要求教師在教學過程中進行因材施教，達到教學目的。

在計算機網絡課程體系中，從共性的角度總結起來，計算機網絡課程教學在教學方法教學手段、課堂教學與實踐教學相結合、課程考核方式、教學平臺擴展等方面進行了更新和改進。

4.1應用現代教育技術，改革教學手段

通過網絡授課，多媒體授課等現代教育技術進行教學手段改革，大大提高了單位時間的教學信息量，提高了教學效率，并能使更多的學生有機會接受優秀教師的教育。

4.2課堂教學與實踐教學相結合，培養學生的自學能力

通過課堂教學傳授計算機網絡系列課程的基礎理論和基本概念，并最大限度地突出教學重點和難點。再通過課程實驗加強學生對基礎知識的理解并培養其基本的實踐能力。計算機網絡系列課程是實踐性很強的課程，實際應用才是重點，所以，實踐教學尤為重要。學生通過實踐環節發揮學習的主導作用，同時增強學生的自學能力。實踐課程主要體現在課內項目訓練、大作業、課程設計等方面。學生通過這三個方面的實踐練習形成提出問題、解決問題的學習方法和認知方法，來進一步提高自身素質。

4.3改革課程考核方式

針對學生不同方面的能力特點和課程的教學目標，采用閉卷筆試考核學生對基礎知識的掌握，通過平時作業成績督促和檢查學生完成基本學習任務的情況，通過項目訓練、大作業等形式考查學生對知識綜合運用的能力和應用開發能力，等等。最后學生得到的總成績，是綜合了上述各個方面的結果，基本上如實反映了學生的全面情況，并以考核促進了學生的全面發展。

4.4增加師生交流平臺

增加專門的計算機網絡課程的web交流論壇、手機短信等方式提供答疑、討論，方便學生隨時得到老師和其他同學的幫助，使師生的交互、學生的協作更為方便。

5 結論

針對不同層次、不同專業方向的學生對計算機網絡技術的新需求，分析了目前計算機網絡課程體系設置的不足，提出了課程體系設置的改進方向和教學改革方向，以期構建一個完整的計算機網絡課程體系，以提高教學效果和不同層次的學生對計算機網絡的綜合應用能力。

參考文獻：

[1]王勇，任興田，楊建紅，方娟.計算機網絡課程群的規劃與建設[J].計算機教育，2010， (02).

[2]陳敏，譚愛平，徐恒.“計算機網絡技術”課程教學改革探索與實踐[J].計算機教育，2010， (01).

[3]楊傳健，葛浩.計算機網絡課程群建設初探[J].科技創新導報，2010，(22).

篇8

關鍵詞:網絡工程;知識體系;課程體系;專業方向

中圖分類號:G642文獻標識碼:B

1前言

網絡工程專業是國家教育部審定并設置的全國高校本科專業之一,是計算機專業與通信專業交叉的一門專業,也是目前我國高校計算機院(系)普遍開設的計算機科學類本科專業之一。

但應用型網絡工程人培養目標如何定位,專業知識體系如何建立卻一直是被受困擾的問題。網絡技術是計算機技術與通信技術相結合的一門新技術,也是計算機技術與通信技術交叉的一門學科。由于計算機類各本科專業也需要開設計算機網絡方向的課程,最普遍的現象是許多高校計算機院(系)將網絡工程專業開設成為計算機科學與技術專業的網絡方向,二者之間的培養目標相似,知識體系僅是幾門課之間的差別。另一種現象就是部份高校將網絡工程專業開設成為通信工程專業,沿用通信工程的知識體系再加設幾門計算機專業類的課程。應該說這兩種現象都沒有形成網絡工程專業本身的專業特色知識體系。

本文作者依據近年來從事網絡工程專業的人才培養、課程知識體系建設和教學的經驗,對網絡工程本科專業知識體系建設進行如下探討。

2網絡工程本科專業人才培養目標的確立

專業知識體系的建設必須緊扣專業培養目標,作為網絡工程本科層次的人才培養,應該定位于應用型的網絡工程人才。應用型網絡工程專業人才培養目標首先是具有一定的計算機基礎知識,其實是其核心培養目標是具有程與網絡應用的設計、規劃、部署、實施、開發、管理以及銷售工作,這些內容在時間關系上反映了網絡工程的全過程,在業界擔當“網絡架構師”、“網絡工程師”、“網絡測試工程師”、“網絡銷售工程師”等角色能力的人才。

從網絡工程本科專業培養目標來可以將該專業分為四個方面的能力培養:計算機應用能力、網絡設計規劃部署能力、網絡編程與應用開發能力、網絡管理能力。由于目前應用軟件開發基本都是基于網絡環境的應用開發,從而網絡編程與應用開發能力也屬于計算機類本科專業必備的能力,而且許多高校將網絡編程與應用開發能力作為計算機科學與技術專業的專業方向與特色來看待。就專業特色而言,網絡設計規劃部署能力、網絡管理能力才真正是網絡工程專業有別于其它計算機類本科專業之處。

另外,網絡工程專業人才培養也必須有別于通信工程專業。通信工程專業培養目標是具備通信技術、通信系統和通信網絡方面的理論知識和基本實踐技能;能適應通信技術與工程領域網絡、系統、設備以及信息交換、傳輸、處理方面的科學研究、工程設計、運行維護、系統管理的高級工程技術人才。盡管網絡工程和通信工程專業都涉及到網絡系統知識,但二者之間確有著區別,通信工程著重于信號和通信類知識,網絡工程著重于網絡應用和協議類知識。換言之,通信工程著重于電信企業大網絡平臺的建設與管理,網絡工程著重于用戶端網絡應用平臺的建設與管理。

3網絡工程本科專業知識體系的建設

網絡工程本科專業知識體系可采用“平臺+方向”方式建設。整個知識體系可劃分為兩個平臺和三個基本方向。

3.1兩個平臺

本著“厚基礎、重應用、強能力”的知識體系建設原則,為使學生具有扎實的基礎知識和專業知識,本專業搭建可兩個平臺:公共基礎課平臺,包括人文和社科基礎課程、理工科基礎課程以及計算機基礎及應用課程;專業基礎課平臺,包括網絡設計規劃部署類課程、網絡管理類課程、網絡應用開發類課程和專業特色類課程。以適應社會對應用型網絡工程技術人才培養的基本需求。

3.2三個基本方向

三個基本方向課程以專業課程為主,其教學應在強調知識傳授的同時,注重學生應用能力的培養與個性發展。通過基本方向課程學習使學生在網絡工程的某一職業領域具有較強的專業基礎知識和解決工程問題的實踐能力。

網絡設計規劃部署方向主要包括組網工程、網絡互聯技術、通信網技術、網絡性能測試等課程。組網工程主要介紹網絡需求分析、工程設計、綜合布線、設備選型知識。網絡互聯技術主要介紹路由和交換技術的配置與管理知識。通信網技術主要介紹無線網、移動網、寬帶綜合業務網、接入網等知識。網絡性能測試主要介紹網絡性能指標、測試方法、測試技術和測試設備的有關知識。

網絡管理方向主要包括網站建設與管理、網絡安全技術、入侵檢測技術、網絡協議分析等課程。網站建設與管理主要介紹網絡操作系統的配置、網絡管理協議與應用知識。網絡安全技術主要介紹網絡安全的基礎知識與技術、防火墻技術與配置等知識,入侵檢測技術主要介紹黑客攻擊技術、入侵檢測技術、計算機取證技術等知識。網絡協議分析主要介紹網絡協議分析方法與協議實現的知識。

網絡編程與應用軟件開發方向主要包括網絡程序設計、WEB編程技術、J2EE應用開發與部署、網絡數據庫技術。網絡程序設計介紹基于套接字的編程方法、進程(線程)間的通信知識。WEB編程技術主要介紹基于Java、JSP、Servlet和JDBC的編程知識。J2EE應用開發與部署主要介紹基于Servlet、Struts和Hibermate即SSH框架的編程技術,以及應用軟件的部署方法。網絡數據庫技術主要介紹網絡數據庫基礎知識、Oracle數據庫知識。

特色類專業課程主要以新的網絡應用技術為主,可選擇網絡并行計算技術、網格計算技術、多媒體網絡技術、網絡存儲技術、高性能網絡等方面的課程。

從網絡工程三個基本方向可分析出這三個基本方向與計算機科學與技術專業、通信工程專業之間的關系如圖1所示:

圖1網絡工程三個基本方向與其它專業知識的關系

其中人文和社科基礎課程主要指政治、思想道德、體育、大學英語等課程。理工科基礎課程主要指高等數學、

線性代數、數理統計與概率論、離散數學、數字電路等課程。計算機基礎與應用課程主要指計算機導論、計算機組成原理、程序設計語言、數據結構、操作系統、數據庫原理、計算機網絡等計算機專業基礎課程。

3.3網絡工程本科專業核心課程體系建設

通過對網絡工程專業知識體系的分析,可以得出網絡工程專業核心課程體系如圖2所示:

圖2網絡工程專業核心課程體系

鑒于在專業教學學時、教學人員和教學設施的不同,各高校在開設網絡工程本科專業時,可選擇三個專業方向之一并加以一定特色的專業課程來進行人才培養,以達到不同特色網絡工程人才培養目標。也可以分不同年級采用不同的專業方向進行培養,以滿足社會對網絡工程專業各方面人才的需求。

4結束語

本科教育的專業課程知識體系并不是一層不變的,應隨著科學技術的發展和社會的需求而變化,這才符合科學發展觀的理論。本論文中所討論的網絡工程本科專業的專業課程知識體系,是對近幾年各高校網絡工程專業知識體系的歸納和分析基礎上做出的一個探討,但隨著社會的進步,該專業課程知識體系也應處于一個不斷完善的進程中。

參考文獻:

篇9

關鍵詞：網絡流量；分類方法；機器學習

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）33-7420-03

如何對各種紛繁復雜的網絡應用進行識別對于網絡管理和監控來說非常重要，從網絡安全監控到網絡計費，從QoS（ Quality of Service）到提供給用戶長期有價值的預測信息等，從近期引起廣泛爭議的美國政府合法監聽網絡的“棱鏡”項目，也說明流量分類可幫助ISP及時識別疑犯在網絡任意給定位置使用了何種類型應用。

1 基于端口號匹配方法

早期的網絡流量分類方法基于傳輸層端口號，基于端口號的分類器檢查每個數據包的端口號，然后根據國際互聯網成員管理局（IANA）公布的標準端口號和注冊端口號列表來查找確定不同的應用類型。例如分類器要想知道服務器端一個新的客戶機/服務器的TCP連接類型僅需查找TCP_SYN數據包（這是TCP協議在建立會話過程中三次握手的第一步），通過查找IANA注冊端口號表中的TCP_SYN數據包的目的端口號從而推斷出應用類型。UDP協議是無連接建立也沒有連接狀態保持的協議，它也使用類似的端口號匹配方法。

盡管端口號匹配法是最快和最簡單的方法，但其存在缺陷。首先，有些應用并不在IANA注冊其端口號。第二，有些應用并不使用它的默認端口號以規避操作系統對它的存取控制限制（例如在類似Unix系統中未被授權的用戶運行HTTP服務時將被強制禁用端口號80）。第三，在一些情況下服務器端口號將根據需要進行動態分配。例如RealVideo流允許采用動態協商服務器端口號的方式來進行數據傳送，在一開始使用默認的標準RealVideo控制端口號建立起來的連接中，服務器的端口號可以通過動態協商而得到。另外，在一些環境下對IP層的信息加密也可能造成TCP_Header和UDP_Header模糊，因此分類器不可能知道其實際的端口號。

Moore等人[1]指出，若使用官方的IANA表，使用基于端口號的分類器準確率將低于70%。Karagiannis等人[2]指出大量的P2P應用使用隨機端口傳輸數據，使得基于默認端口的流量識別方法難以準確標識P2P等新型網絡應用。

2 基于數據包檢測方法

數據包檢測方法[3]是通過解析應用層協議數據包載荷特征字符來區分不同的應用。這種方法曾被譽為最為準確的流量識別方法，目前仍為大多數商用系統所采用。但是這需要較高的計算復雜度和訪問較多的數據包才能完成。例如，根據Moore等人研究，僅有少量特殊的應用可通過第一個數據包（有載荷數據）而被正確分類，而其他的應用則需更詳細的檢測，只能當檢測到的載荷數據量達到1Kbyte時才能確定其應用類別。匹配特征值可通過公開出版的協議規范獲得。

除了需要訪問載荷數據，這種方法也不能處理載荷數據加密的應用。首先，面對應用協議的頻繁更新、載荷加密技術的普及、新應用頻出等狀況，該方法的有效性已逐步降低。第二，維護特征庫需耗費計算資源和計算時間，其適用范圍有限。第三，采集和解析載荷記錄受到侵犯用戶隱私權等法律問題的約束。

3 基于傳輸層行為模式方法

Karagiannis等人提出一種基于傳輸層行為的流量分類方法即BLINC[4]（盲分類器），該方法利用不同網絡應用在傳輸層連接模式的差異來劃分網絡流量，無需解析數據包載荷或知曉端口號，具有良好的可擴展性。其原理是通過描述網絡主機在社會層、功能層和應用層三個層次的內在行為特性來識別主機的角色，進而對該主機的相關流量進行分類。（1）社會層面：獲取一個主機與其他與之通訊的主機的數量。憑直覺，在這個層面將首先關注這臺主機與其他主機交互的活躍性，其次識別與這臺主機通信的節點。（2）功能層面：捕獲主機的行為特征，分析其在網絡中扮演角色是業務提供者還是業務接受者或兩者兼有。例如若一臺主機用一個端口與其他多臺主機通信，那么這臺主機在這個端口上應該是一個業務提供者角色。（3）應用層面：捕獲特定主機的特定端口傳輸層之間的互動識別業務的發起方。

BLINC分類器主要優點之一在于它的可調性。分類條件的嚴格性可按測量目標的不同而上下浮動。條件標準可松可緊便于在分類完整性與準確性之間的不同平衡點上得到分類識別結果。然而行為模式方法利用了網絡應用的行為屬性，不僅極易受到網絡環境的影響，而且隨著網絡應用的自身完善而逐步失效。例如，它依賴于每個主機產生的流是否包含了足夠的行為信息，所以使用BLINC的最佳位置應是單宿主的邊緣網絡，只有在邊緣網才能盡可能多地觀察到主機行為信息。同樣原因，它不適合骨干網絡，骨干網僅能收集到很小一部分行為信息，另外路由的不對稱性使得雙向的流并不總是經過同一鏈路，往往會造成失去其中一個方向的流。因此這類方法的可用性仍然受到限制。

4 基于機器學習方法

這種方法的基本思想是根據TCP/IP網絡中應用層傳輸協議（WEB、P2P、DNS、SMTP、FTP等）對流進行分類。流的定義：按照五元組[6] （源IP地址、源端口號、目標IP地址、目標端口號及IP協議）的定義，將網絡流量的數據包（Packets）分成雙向TCP或UDP流（Flow），抽取與協議和端口無關的流的特征（如報文長度，持續時間等），形成特征向量。用特征向量來表示流，以流的應用類型（WEB、FTP、STREAMING等）作為流的類別，通過上述處理獲得基于機器學習方法訓練所需的樣本流。然后根據樣本流的特征向量，用機器學習的方法構建分類器。最后用構建的分類器對未知的網絡流量進行預測分類。

基于機器學習流量分類是近年的研究熱點。其優點是不依賴匹配協議端口或解析協議內容來識別網絡應用，因而不受動態端口、載荷特征加密甚至網絡地址轉換（NAT）的影響，其效率、靈活性以及可擴展性等，較之上述各種方法都有所突破，但也面臨一些挑戰，需要考慮以下問題：

1） 及時和持續地分類

一個分類器應盡可能使用能判斷出類標識的最低限度的數據包數量，這樣可減少緩存計算流特征數據包所需的內存空間。但是計算每條流最前的少量數據包是不夠的，有些惡意攻擊在流的整個生命周期內把流的前數據包偽裝成正常的數據包，所以理想的分類器應能對每條流在其整個生命周期內持續進行分類判斷。

2） 流的單向與雙向

一般事先假定流是雙向的，并且流統計特征的計算是在流的前向和反向被分開進行計算。由于很多應用（多媒體在線游戲或流媒體）在客戶機-服務器方向與服務器-客戶機方向展現了不同的流統計特性，因此分類器應該知道先前未知流的方向（哪一端是服務器亦或哪一端是客戶機），或者分類器識別目標應用不需要額外的流方向特征。

3） 內存與處理器的有效利用。

分類器的效率還有賴于構建分類器系統所需的硬件（CPU時間與存儲空間消耗），很難想像一個不考慮能在最短時間內訓練建模并準確識別應用類別的分類器是有效率的。

4）可移植性與健壯性

可移植性是指分類器能適應不同的網絡即它能部署到網絡的各種不同位置而不失準確性，健壯性是指面對網絡層的各種干擾，例如數據包丟失，流量整形，數據包碎片，抖動等，分類器應仍能提供穩定準確的的分類結果。另外健壯性也指一個分類器能否快速識別未知的新應用類別。

5 基于流量分類方法的算法性能比較

將四種方法各選其現有的具有代表性的網絡流量分類算法在若干重要評價指標等方面進行性能比較，結果如表1所示。該文基于端口號方法選擇CoralReef，基于數據包負載檢測方法選擇L7-filter，基于傳輸層行為模式方法選擇BLINC，基于機器學習算法選擇C4.5[5]。表1中適應性是指該算法能否適應不同的或正在變化的流特性。探測性是指該方法能否探測到新的或異常的網絡應用。

6 結束語

本文介紹了四種網絡流量分類方法，并以典型算法為背景對四種分類方法的優缺點進行了比較分析。目前基于機器學習的網絡流量分類方法比較靈活，是當前主流的研究手段，但是早期的基于端口的分類方法在特定的場合下也具有應用優勢，不宜全盤否定，如何開發出能利用上述各類優點的組合分類方法是未來的方向。

參考文獻：

[1] Moore A W，Zuev D.Internet Traffic Classification Using Bayesian Analysis Techniques[C]//Proceeding of ACM Int’1 Conf.on Measurement and Modeling of Computer Systems，2005：50-60.

[2] Moore A W，Papagiannaki K.Toward the Accurate Identification of Network Applications[C]//Dovrolis C.Proceedings of the Sixth PAM，2005：41-54.

[3] Auld T， Moore A W，Gull S.F.Bayesian Neural Networks for Internet Traffic Classification[J].IEEE Transactions on Neural Networks，2007，18（1）：223-239.

[4] Nguyen T T，Armitage G.A survey of Techniques for Internet Traffic Classification using Machine Learning[J].IEEE Communication Surveys & Tutorials，2008，10（4）：56-74.

篇10

關鍵詞：網絡工程專業；實踐教學體系；實踐教學內容；網絡實驗室建設

1 實踐教學體系建設意義

近年來，隨著計算機、通信、網絡及多媒體技術的發展，社會各領域需要大量網絡工程應用人才。為了順應此需要，許多院校紛紛開設網絡工程專業[1]，我校也是其中之一。

基于教育部有關專業指導性意見和社會對網絡工程人才的需求，結合我校實際，我們制定了網絡工程專業培養目標：培養基礎扎實、知識面寬、具有創新精神的二十一世紀計算機網絡技術發展需要的高級人才。通過四年學習，該專業的畢業生能從事網絡應用軟件開發、網絡工程設計與規劃、網絡安全防護、網絡運行維護與管理等工作。由于網絡工程專業是實踐性很強的技術，要想實現培養目標，必須高度重視實踐教學體系建設[2]。因為實踐教學體系是教學的重要組成部分，是課堂教學的補充和延伸，也是學生將所學理論知識與實踐相結合的一個重要手段和必不可少的重要過程。因此，建設實踐教學體系有利于提高教學質量，能為社會培養高質量的網絡技術人才[3]。

2 實踐教學內容建設

網絡工程專業實踐教學內容大致可以分為兩大塊：1)專業基礎實踐；2)專業方向實踐。前者是計算

機科學與技術一級學科基礎技能，其下所有專業都必須掌握，網絡工程也不例外。如程序設計基礎實踐、計算機組成原理實踐、操作系統實踐、數據庫系統實踐、數據結構實踐和軟件工程實踐等；后者則是網絡工程區別于其他專業的特定技能，如計算機網絡原理實踐、網絡工程實踐、網絡安全實踐等。前者具有共性、后者具有特性；并且前者是基礎、后者是拓展，前者是為后者服務的。由于專業基礎實踐體系目前已經基本成熟，有很多可以借鑒的研究和實際成果，而網絡工程專業作為一個新專業，其專業方向實踐教學內容還處于探索階段，所以本文的實踐教學內容以網絡工程專業方向實踐為主。如無特殊說明，以下的實踐教學內容均指專業方向實踐教學內容。圖1是網絡工程專業的實踐教學內容。我們將網絡工程的專業方向實踐教學內容分為四塊：1)課程實驗；2)課程設計；3)專業實習；4)綜合設計。下面分別介紹。

2.1 課程實驗

網絡工程專業方向的課程可以分為計算機網絡原理、網絡編程、網絡安全、網絡工程、網絡管理和互聯網應用與維護等課程。

計算機網絡原理課程是網絡工程專業的核心專

基金項目：國家自然科學基金(60803160);湖北省教育廳科學研究項目(Q20111110); 2011年武漢科技大學教學研究項目。

作者簡介：金瑜，女，講師，研究方向為分布式計算、P2P信任研究; 趙紅武，男，副教授，研究方向為分布式數據庫；顧進廣，男，教授，研究方向為語義網，軟件工程。

業基礎課之一，著重介紹實現位于不同地點的節點之間通信的過程和原理，強調系統中軟硬件之間的協商過程，即協議和分層。

因此該課程的實驗重點在于解析各個層次協議包的格式、協議運行過程等。數據鏈路層實驗有以太網鏈路幀格式分析；網絡層實驗有ARP協議分析、ICMP協議分析、IP分組分片、IP協議分析、距離向量路由算法分析、鏈路狀態路由算法分析等；傳輸層實驗有：UDP協議分析、TCP協議分析、TCP連接、超時重傳等；應用層實驗有RIP協議分析、OSPF協議分析、DNS協議分析、FTP協議分析、HTTP協議分析等。

網絡編程也是網絡工程專業的一門專業基礎課，著重介紹在UNIX/Linux系統下基于TCP/IP網絡套接字接口的基本編程方法，包括迭代與并發服務器編寫方法、進程與線程編程技術、I/O編程技術、IPv4與IPv6的兼容性、原始套接口、數據鏈路訪問技術、廣播與多播技術等。可以開設的實驗有Socket基本編程基礎、基于TCP 的網絡程序設計、基于UDP 的網絡程序設計、Ping 程序設計、并發服務器程序設計、I/O 復用程序設計、Traceroute 程序設計等。

網絡安全是一門涉及計算機科學、網絡技術、通信技術、密碼技術、信息安全技術、應用數學、數論、信息論等多種學科的綜合性科學，也是網絡工程專業的核心課程。該課程重點在于介紹基本網絡安全理論、目前常見的網絡攻擊以及防御技術和工具等，開設的實驗有使用Ethereal(或Sniffer)網絡嗅探工具分析網絡通信、漏洞掃描及入侵、網絡隱身、木馬攻擊、DoS攻擊、ARP欺騙攻擊、Windows操作系統平臺的安全設置、Windows 2000 Server操作系統平臺主機的安全配置方案、網段安全實用防護、利用IPSec：篩選表屏蔽危險端口、利用PGP軟件實現電子郵件加密、windows 2003 Server的Web證書服務、使用基于主機的入侵檢測系統Blackice、數據備份與恢復等。

網絡工程課程主要是從工程角度來描述構建網絡系統所需要掌握的技術。重點闡述網絡體系結構、交換機和路由器等通信設備功能、選型及應用，網絡工程規劃與設計，綜合布線系統設計與施工技術，網絡測試，以及相關工程標準與規范等。該課程的實驗可以分為雙絞線電纜的制作及簡單以太網組網、交換機初步使用、交換機中VLAN配置、路由器的使用、路由器中的靜態路由配置、路由器中OSPF的配置、ACL配置、NAT配置、小型網絡的規劃與設計等。

網絡管理主要培養學生面向網絡管理員崗位的核心職業能力和職業素質，是一門面向職業崗位的技術應用類課程。它介紹計算機網絡管理系統的基本概念和實際應用，以SNMP協議為基礎詳細討論網絡管理系統的體系結構、管理功能域、協議規范、管理信息庫組成、遠程網絡監視功能和安全機制，開設的實驗有網管軟件使用(如SNMPUtil，StarView，SNMPc，華為的Quidview)、SNMP基本原理驗證、網絡拓撲發現、性能管理、Windows 2003網絡管理、應用WinSNMP進行網絡管理編程等。

互聯網應用與維護課程主要涉及在互聯網中流行的應用以及對這些應用服務器的配置和管理。實驗包括DNS服務器配置和使用、Active Directory安裝管理、Web服務器配置和作用、FTP服務器配置和使用、電子郵件系統配置和使用、DHCP服務器配置和使用、Telnet服務器配置和使用、磁盤管理、備份和還數據、IE瀏覽器配置和使用、遠程終端服務配置和使用。

2.2 課程設計

課程設計是對實驗課程的進一步鞏固和深入，可以從深度和廣度上對實驗教學進行擴展，能彌補實驗教學上的實驗環境和師資力量上的不足，更進一步地讓學生理解和掌握所學的理論知識。鑒于計算機網絡原理、網絡安全、網絡工程這三門課程在網絡工程專業的核心和基礎地位，我們認為網絡工程專業方向應該開設這三門課程的課程設計，讓學生加深對這幾門課程的理解。

計算機網絡原理可以開設的課程設計題目有計算校驗和、幀封裝、模擬Ethernet幀的發送過程、發送ARP包、解析ARP包、解析IP包、IP地址的合法性及子網判斷、利用WinpCap進行協議分析等；網絡安全課程設計的題目有端口掃描編程實現、服務器掃描編程實現、多線程掃描編程實現、網絡數據包生成編程、入侵檢測編程等；網絡工程課程設計的題目可以為中型網絡系統規劃和設計，包括網絡規劃與設計需求分析、網絡系統體系結構設計、網絡地址和命名模型設計、系統中路由協議設計、網絡安全設計、網絡中服務器設計等。

2.3 專業實習

專業實習是讓學生親身參與實際項目開發過程，讓學生對項目設計與開發有切身體會，畢業后能快速適應公司的環境和業務。根據所需技能程度，網絡工程專業實致分為三種：計算機軟硬件集成實習；網絡工程專業方向生產實習；網絡工程專業方向畢業實習。計算機軟硬件集成實習要求的技能最低，一般只需學生對計算機的軟硬件有感性認識，能夠獨立完成計算機系統的安裝；生產實習對學生的技能要求次之，一般需要學生在指導老師的幫助下，熟悉利用軟件工程或網絡工程思想設計和開發實際項目的流程；畢業實習對學生技能要求最高，面向就業，要求學生能獨立設計和實現實際項目的一個模塊。

計算機軟硬件集成實習對于計算機科學與技術學科的所有專業都是相同的，一般在學校的工程訓練中心完成；而后兩種實習要體現網絡工程專業特色，我們通過與實訓公司合作，讓學生參與實際的網絡應用或網絡工程項目的開發過程，使學生對網絡工程專業的專業技能和就業方向有更深刻的認識。

2.4 綜合設計

綜合設計要求學生利用所學理論和實踐知識，解決本領域內實際問題，要求學生具有一定鉆研和創新精神。綜合設計按照題目大小和難易程度又分為專業方向課程設計和畢業設計，前者一般用三周完成，解決一個實際小問題，或者是大問題的一個小模塊；而后者完成時間一般為三個月，利用軟件工程或網絡工程的思想完整地實現一個網絡應用或系統。

根據學生不同興趣(或者就業行業不同)，綜合設計題目大致可以分為三個方向：網絡應用系統開發、網絡工程規劃與設計、網絡管理。網絡應用系統開發對學生的要求最高，就業方向是網絡公司或軟件公司的網絡應用開發工程師；網絡工程規劃與設計次之，就業方向是系統集成工程師；而網絡管理對學生的要求最低，就業方向一般為企事業單位的網絡管理員。指導老師可以根據學生能力、興趣、就業期望為學生制定個性化綜合設計題目，讓每個學生都能各盡其能并增長理論和實際動手能力，實現網絡工程專業的培養目標。

3 網絡實驗室建設

為了滿足網絡工程專業學生以及全院本?？朴嬎銠C網絡教學需要，我們網絡工程系在銳捷網絡有限公司的幫助下，組建了網絡實驗室。

整個網絡實驗室共有8組設備，一臺服務器、一套協議分析軟件。每組設備由4 臺路由器、2臺三層交換機、2臺二層交換機、8 臺PC機及一個RCMS控制系統組成。RCMS對組內的8個設備進行統一管理(4臺路由器和4臺交換機)，每次可以容納64人同時實驗。學生可以通過訪問RCMS控制系統，對組內任意路由器和交換機進行配置，實現設備間的平滑切換。教師也可以通過遠程訪問RCMS系統，對組內設備進行快捷管理，如可以對組內所有設備進行一鍵清，自動刪除所有配置，為下次實驗做好準備工作。并且每個實驗設備組都有一套插口槽，代替部分路由器和交換機以及所有PC機的端口，學生做實驗室時，一般情況下都不用在路由器和交換機上插拔線纜，這可以保證設備端口的使用壽命。

網絡實驗室承擔的教學任務有計算機網絡原理、網絡編程、網絡安全、網絡工程、網絡管理等課程的實驗教學，還有網絡工程專業的課程設計、專業實習和綜合設計等實踐環節的教學工作。為了讓學生更充分地利用網絡設備，我們正在建設開放實驗室，目前相應管理軟件正在開發中。

4 師資隊伍建設

網絡工程專業具有實踐性強等特點，如果教師缺乏實踐經驗，科研和工程能力差，培養學生的實踐能力就會成為一句空話。因此我們非常重視師資隊伍建設，主要采取如下措施。

1) 堅持師資培訓。為了加強教師們的實踐動手能力，我們持續派骨干教師參加全國網絡相關精品課程培訓以及著名網絡公司專項培訓；選派教師參加全國網絡工程專業相關會議，去年，我們參加了在國防科技大學舉辦的第二屆網絡工程專業研討會，今年參加了在東南大學舉辦的第三屆會議。專家們對網絡工程專業設置的經驗可以為我們建立實踐教學體系指引方向。

2) 科研促進教學。鼓勵教師將科研融入到教學中，讓學生了解本領域內前沿，跟上社會和學科發展步伐。目前，我們網絡工程系成立了很多興趣小組并吸引學生參加，如網格計算、云計算、P2P計算、無線網絡、協議分析可視化等，教學效果較好。為了讓更多學生加入教師的科研團隊，我們提出了一個新舉措，即“本科生導師制”。與碩士、博士導師制相類似，每個教師指導2～4個網絡工程專業本科生。教師要為學生的學習和就業提供指導性意見，學生要定期向教師匯報工作進展。

5 結語

為了與網絡工程專業理論教學體系相配合，我們提出了實踐教學體系建設方案，為后期的精品課程建設奠定基礎。雖然我們在實踐教學體系建設中已經取得了一定成績，但還有很多地方需要我們落實和完善，今后我們準備從以下幾個方面加強實踐教學：1)繼續組建新的實驗室，如網絡安全實驗室、實時工業網絡實驗室等；2)將理論教學與實踐教學更緊密地結合起來。有些理論非?？菰?，教與學都很困難，在這種情況下，我們可以到實驗室去教學，邊講授理論邊進行實驗驗證，如在計算機網絡原理課程里，協議報文格式對學生來說很難理解，更談不上識記，但當他們在實驗中編輯或截獲報文后，字段含義對他們來說就很好理解了，學生掌握了報文的關鍵字段，教學的效果就會更好。

參考文獻：

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[3] 張杰,張建偉. 構建網絡工程專業實踐教學體系[J]. 計算機教育,2009(19):119-122.

Preliminary Exploration of the Construction of Practice Teaching System for Network Engineering

JIN Yu, ZHAO Hongwu, GU Jinguang

(School of Computer Science, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)