基于TMN層次結構的網(wǎng)絡(luò )管理課程教學(xué)研究論文
引言
網(wǎng)絡(luò )管理的教學(xué)目標是使學(xué)生能夠熟練掌握聯(lián)網(wǎng)系統的運營(yíng)、管理、維護和供應相關(guān)的活動(dòng)、方法、規程以及工具，運用相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識描述和表達問(wèn)題，具有熟練的系統分析與應用能力。該課程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，需要計算機網(wǎng)絡(luò )原理、網(wǎng)絡(luò )工程設計、網(wǎng)絡(luò )應用編程等相關(guān)課程的基礎知識。雖然只是一門(mén)實(shí)踐性強的專(zhuān)業(yè)課程，但是網(wǎng)絡(luò )管理的教學(xué)內容選擇性較大。從網(wǎng)絡(luò )管理生命周期的角度，學(xué)生需要絡(luò )管理的基本概念、基本原理和基本方法;從系統工程的角度，學(xué)生需要學(xué)習規范化的、可定量的網(wǎng)絡(luò )管理方法和模型;從網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)發(fā)展的角度，教師需要講授一些新技術(shù)和新方法，開(kāi)拓學(xué)生視野和培養創(chuàng )新意識，使學(xué)生更好地適應現代網(wǎng)絡(luò )發(fā)展。此外，學(xué)生類(lèi)型不同，學(xué)習目標也不同。網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生希望深刻理解網(wǎng)絡(luò )管理的必要性，系統掌握網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)標準和模型，為網(wǎng)絡(luò )管理系統開(kāi)發(fā)打下良好的基礎;培訓班學(xué)生希望系統掌握網(wǎng)絡(luò )管理工具，能夠定位和排除網(wǎng)絡(luò )常見(jiàn)故障。因此，整個(gè)教學(xué)設計的選擇性較大，如何適應學(xué)生實(shí)踐能力的培養是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。
“先易后難”是常用的教學(xué)設計模式，首先介紹簡(jiǎn)單的、基礎性的、容易理解的概念，然后學(xué)習比較復雜的、能夠使用簡(jiǎn)單概念描述的抽象概念，最后學(xué)習那些綜合性的、依賴(lài)于前面概念的知識信息。TMN層次結構是一個(gè)明確定義的網(wǎng)絡(luò )管理層次結構，該層次結構中，網(wǎng)絡(luò )管理可以分為網(wǎng)元、網(wǎng)元管理、網(wǎng)絡(luò )管理、服務(wù)管理、業(yè)務(wù)管理，因此教師可以結合TMN層次結構，按照“先易后難”方式，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理課程的教學(xué)設計。
1TM N層次結構
TMN是由國際電聯(lián)(ITU-T)針對電信管理網(wǎng)絡(luò )規范而制定的標準，其優(yōu)點(diǎn)在于提供了一個(gè)明確而且廣泛接受的術(shù)語(yǔ)學(xué)，有利于討論網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)主題。TMN層次結構模型中描述了一系列網(wǎng)絡(luò )管理層次，每個(gè)層次建立在另外一個(gè)層次之上。
TMN層次結構，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )管理內容劃分為網(wǎng)元、網(wǎng)元管理、網(wǎng)絡(luò )管理、服務(wù)管理和業(yè)務(wù)管理5個(gè)層次:①網(wǎng)元層，對應于單個(gè)網(wǎng)元內部部署的管理代理，涉及設備自身所支持的、與任何管理系統無(wú)關(guān)的管理功能;②網(wǎng)元管理層，實(shí)現單個(gè)設備的遠程管理，功能包括遠程查看、修改配置、報警監控等;③網(wǎng)絡(luò )管理層，基于網(wǎng)元管理層進(jìn)行功能分析和掌握網(wǎng)絡(luò )基礎設施的整體運行情況;④服務(wù)管理層，管理對象是網(wǎng)絡(luò )為最終用戶(hù)提供的服務(wù);⑤業(yè)務(wù)管理層，核心目標是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的支撐和統計，如計費和定價(jià)、業(yè)務(wù)預測等。
經(jīng)過(guò)仔細分析，服務(wù)管理層和業(yè)務(wù)管理層面向具體的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，在實(shí)際操作中有較大的靈活性，而網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層和網(wǎng)絡(luò )管理層定義了網(wǎng)絡(luò )管理的公共內容，是提供網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的基礎性支撐。因此，教師在教學(xué)設計中可以按照網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層和網(wǎng)絡(luò )管理層進(jìn)行組織。
2教學(xué)實(shí)施設計
作為一門(mén)網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)業(yè)課，網(wǎng)絡(luò )管理要求學(xué)習多種專(zhuān)業(yè)工具，掌握相關(guān)網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議;在專(zhuān)業(yè)工具方面，需要介紹設備管理器和維護終端、網(wǎng)絡(luò )分析器、網(wǎng)元管理器、管理平臺等;在網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議方面，需要介紹簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議SNM命令行接口CLI等內容。為了讓學(xué)生全面理解網(wǎng)絡(luò )管理功能，教師需要介紹網(wǎng)絡(luò )管理基本模型FCAPS, OAM&P，講授一些新技術(shù)和新方法，開(kāi)拓學(xué)生視野和培養創(chuàng )新意識，使其更好地適應現代網(wǎng)絡(luò )發(fā)展。因此，整個(gè)教學(xué)設計需要進(jìn)行合理組織，按照一種先易后難、逐層推進(jìn)的方式進(jìn)行。
2.1教學(xué)設計基本思路
結合TMN層次結構參考模型，通過(guò)分析各種網(wǎng)絡(luò )管理工具、管理協(xié)議可得其所對應的管理層次。
其中，網(wǎng)元層重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò )設備自身的管理功能，可以選擇常見(jiàn)的超級終端接口進(jìn)行講解。對于服務(wù)器設備，教師可以介紹專(zhuān)門(mén)的自檢工具或者類(lèi)似于Windows資源管理器的工具。網(wǎng)元管理層方面要求學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習SNMP協(xié)議。作為工業(yè)界事實(shí)上的標準，SNMP的支持和應用極為廣泛，整個(gè)介紹內容需要涉及SNMP自身優(yōu)勢、運行原理、MIB信息等內容。網(wǎng)絡(luò )管理層方面要求學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習管理平臺。作為一種網(wǎng)絡(luò )管理集成方式，管理平臺得到當前業(yè)界的普遍認可。教師可以在教學(xué)中選擇一種應用較為廣泛的系統作為學(xué)習案例。
整體教學(xué)內容包括相關(guān)教材選擇、課堂教學(xué)設計和實(shí)驗設計。在教材方面，選擇AlexanderClemm編寫(xiě)的Network Management Fundamentals作為參考教材，也可以選擇其他具有類(lèi)似知識結構的教材，要求是系統介紹網(wǎng)絡(luò )管理的概念和原則，試圖從一個(gè)整體的、系統的觀(guān)點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò )管理，同時(shí)闡述網(wǎng)絡(luò )管理中使用的各種技術(shù)之間的關(guān)系。教學(xué)的課堂設計以TMN層次結構為主體內容，同時(shí)增加必要的概述章節和總結性?xún)热�。教學(xué)對象可以分為網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生和培訓班學(xué)生，針對不同的教學(xué)對象類(lèi)型，教師需要設計不同的教學(xué)計劃。
2.2網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)設計
網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生普遍掌握網(wǎng)絡(luò )原理，但缺乏網(wǎng)絡(luò )故障嚴重性認識和網(wǎng)絡(luò )管理工具的使用經(jīng)驗。學(xué)習目標是深刻理解網(wǎng)絡(luò )管理的必要性，系統掌握網(wǎng)絡(luò )管理的基礎知識。因此，教學(xué)目標是理解和應用網(wǎng)絡(luò )管理相關(guān)標準和模型，為網(wǎng)絡(luò )管理系統開(kāi)發(fā)打下良好的基礎。網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)課時(shí)為20+20(小時(shí))。
第1部分是網(wǎng)絡(luò )管理概述，主要介紹網(wǎng)絡(luò )管理的必要性以及網(wǎng)絡(luò )管理有關(guān)的功能、工具和活動(dòng)。通過(guò)相關(guān)案例介紹，學(xué)生首先能夠對網(wǎng)絡(luò )管理的用途、基本概念及重要性有一定認識，從整體上對這門(mén)課程有直觀(guān)認識。
第2部分是網(wǎng)絡(luò )管理模型，通過(guò)這部分內容的教學(xué)，進(jìn)一步深化學(xué)生的網(wǎng)絡(luò )管理基礎知識，學(xué)生在面臨巨大的網(wǎng)絡(luò )管理系統時(shí)，應采用“分而治之”的方式逐個(gè)分解并解決，同時(shí)理解網(wǎng)絡(luò )管理功能的分類(lèi)方法。在該章節，教師可以初步介紹TMN層次管理模型和FLAPS等管理功能模型。這部分內容配套安排了一個(gè)實(shí)驗，使用常用工具Ping測量網(wǎng)絡(luò )中設備的響應時(shí)延并進(jìn)行系統分析。通過(guò)該實(shí)驗，學(xué)生進(jìn)一步認識到通過(guò)適當的網(wǎng)絡(luò )管理能夠定量了解網(wǎng)絡(luò )運行狀況。
第3部分是網(wǎng)元管理層，主要介紹基于SNMP的網(wǎng)絡(luò )管理。這一部分是教學(xué)重點(diǎn)之一，首先需要分析比較CLI和SNMP兩種管理協(xié)議，分析各自的優(yōu)點(diǎn)并介紹SNMP的管理模型組成;然后需要學(xué)習SNMP的MIB相關(guān)知識，掌握基于SNMP的開(kāi)發(fā)方法，為實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理系統開(kāi)發(fā)打下良好基礎;最后是介紹常用的MIB庫，學(xué)習SNMP瀏覽器的相關(guān)使用。在實(shí)驗環(huán)節方面，教師可設計SNMP瀏覽器的.實(shí)驗內容。通過(guò)使用SNMP瀏覽器，學(xué)生既能直觀(guān)理解SNMP工作機理，又能夠用該工具解決一些網(wǎng)絡(luò )管理問(wèn)題，培養這兩方面的能力。
第4部分是網(wǎng)絡(luò )管理功能集成，主要絡(luò )管理功能集成的目標和原理并通過(guò)Manage- Engine OpManager系統進(jìn)行實(shí)踐。管理平臺的開(kāi)發(fā)實(shí)踐是可選內容，介紹WebNMS的開(kāi)發(fā)框架。這一部分的實(shí)驗環(huán)節和課堂教學(xué)相對應，重點(diǎn)是學(xué)習使用ManageEngine OpManager和WebNM的開(kāi)發(fā)框架。實(shí)際過(guò)程中所花費的實(shí)驗時(shí)間要超過(guò)6課時(shí)，可以選擇只學(xué)習其中一個(gè)軟件。
第5部分是新技術(shù)的學(xué)習，介紹基于OSSIM的安全事件管理集成。OSSIM是開(kāi)源安全信息管理系統(Open Source Security Information System)支持多種開(kāi)源軟件系統的信息集成并實(shí)現事件關(guān)聯(lián)。實(shí)驗環(huán)節側重引導學(xué)生安裝和使用OSSIM系統平臺，了解系統集成在安全事件方面的應用。OSSIM的網(wǎng)站上提供了較多的視頻文件，學(xué)生可以選擇其中的安裝和使用視頻進(jìn)行學(xué)習。
第6部分是課程總結，教師可以按照具體情況有選擇地實(shí)施。
以上是對于網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的課程設計，主要突出如下特點(diǎn):①整個(gè)教學(xué)中注重整體介紹網(wǎng)絡(luò )管理，強調網(wǎng)絡(luò )管理是一個(gè)系統工程;②按照TMN層次結構介紹多種管理工具，使學(xué)生能夠系統掌握網(wǎng)絡(luò )管理工具;③側重于學(xué)生進(jìn)一步開(kāi)發(fā)能力的培養。教師通過(guò)介紹當前的學(xué)習資源，進(jìn)一步培養學(xué)生的資料查找和自我學(xué)習能力。
2.3培訓班教學(xué)設計
培訓班的學(xué)生來(lái)源于實(shí)踐崗位或者是即將參加具體崗位的本科畢業(yè)生，整個(gè)學(xué)習時(shí)間很短，學(xué)生特點(diǎn)是對系統開(kāi)發(fā)興趣較低，但是對于網(wǎng)絡(luò )故障認識深刻，明確網(wǎng)絡(luò )管理的必要性。此外，大部分學(xué)生有網(wǎng)絡(luò )管理工具的使用經(jīng)驗，其學(xué)習目標是系統掌握網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)工具，為實(shí)際工作服務(wù)。因此，教學(xué)目標側重分析網(wǎng)絡(luò )管理工具的原理，能夠從整體上理解網(wǎng)絡(luò )管理工具的選擇;一旦需要解決網(wǎng)絡(luò )故障，能夠準確選擇網(wǎng)絡(luò )管理工具，具有定位和排除網(wǎng)絡(luò )常見(jiàn)故障的基本技能。網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)課時(shí)為10+10(小時(shí))。
整個(gè)教學(xué)設計中側重實(shí)際應用學(xué)習。其中，第1, 2部分內容和工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)設計基本一致，目標是理解網(wǎng)絡(luò )管理所必要的基礎知識。由于培訓班的大部分學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )管理已經(jīng)有感性認識，因此不安排實(shí)驗。
第3部分是網(wǎng)元管理層，主要介紹基于SNMP的網(wǎng)絡(luò )管理相關(guān)原理、MIB瀏覽器的使用以及常用的MIB庫信息。在實(shí)驗環(huán)節方面，教師可設計SNMP瀏覽器的實(shí)驗內容。
第4部分是網(wǎng)絡(luò )管理功能集成，主要介紹管理平臺的集成方法，學(xué)生絡(luò )管理平臺的基本功能和選擇依據。實(shí)驗環(huán)節是學(xué)習使用ManageEngine_ OpManagero
第5部分是新技術(shù)的學(xué)習，學(xué)習內容和網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)一致，介紹基于OSSIM的安全事件管理集成。實(shí)驗環(huán)節側重引導學(xué)生安裝和使用OSSIM系統平臺，了解系統集成在安全事件方面的應用。
以上是針對培訓班的課程設計，主要突出如下特點(diǎn):①整個(gè)教學(xué)中注重整體介紹網(wǎng)絡(luò )管理，強調網(wǎng)絡(luò )管理是一個(gè)系統工程;②側重培養學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )管理工具的實(shí)際使用能力，通過(guò)介紹當前的學(xué)習資源，進(jìn)一步培養學(xué)生的資料查找和自我學(xué)習能力。
3教學(xué)效果分析
整個(gè)教學(xué)計劃目前已經(jīng)在兩個(gè)培養對象類(lèi)型上實(shí)施。網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)對象為解放軍理工大學(xué)指揮信息系統學(xué)院的網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，共計40人;培訓班的教學(xué)對象為解放軍理工大學(xué)指揮信息系統學(xué)院的設備維修培訓班學(xué)員，共計42人。
3.1考核指標安排
對于網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的培養對象。
兩種考核指標中，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的培訓人員理論知識更為豐富，考核的內容中包含部分開(kāi)發(fā)方面的內容。培訓班的考核指標側重于實(shí)際應用能力，由于授課時(shí)間較少，整個(gè)考核的知識點(diǎn)相對集中，應用能力方面重點(diǎn)考核實(shí)際操作能力。
3.2考核結果分析
經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)施，我們最終統計出兩個(gè)班級的知識點(diǎn)掌握情況分布。其中，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生參加考試40人，理論成績(jì)最高分為91分，最低分為60分，平均成績(jì)?yōu)?5分;實(shí)驗成績(jì)中，最高成績(jì)?yōu)?0分，最低成績(jì)?yōu)?0分，平均成績(jì)?yōu)?8分。培訓班學(xué)生參加考試42人，理論成績(jì)最高分為81分，最低分為60分，平均成績(jì)?yōu)?8分;實(shí)驗成績(jì)中，最高成績(jì)?yōu)?5分，最低成績(jì)?yōu)?0分。
兩者的培訓成績(jì)中，在偏重理論的知識點(diǎn)方面，兩者差距不是很大。大部分知識點(diǎn)中工程專(zhuān)業(yè)的掌握情況比培訓班的掌握情況要好，差距最大的是第3 ( TMN層次結構)、第5 CSNMP的管理模型)和第7(管理平臺)3個(gè)知識點(diǎn)，差距在10%以上。在實(shí)踐操作方面，如第4 C SNMP操作)和第8(管理平臺操作)兩個(gè)知識點(diǎn)，培訓班的學(xué)生掌握情況更好，這可能是因為網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習SNMP的相關(guān)開(kāi)發(fā)內容，要求掌握更多內容，另外一個(gè)原因是培訓班的學(xué)生操作任務(wù)比較明確，更有利于集中時(shí)間學(xué)習。
總體上，整個(gè)測試成績(jì)說(shuō)明教學(xué)設計方案有利于掌握網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)原理和實(shí)際操作，尤其是能夠較好掌握SNMP和管理平臺的基本操作步驟。
4結語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò )管理系統是一個(gè)對規模因素、魯棒性、可伸縮性和可維護性具有苛刻要求的復雜系統，包含廣泛的功能，在實(shí)際應用中面臨許多挑戰，因此網(wǎng)絡(luò )管理課程的教學(xué)設計對于培養學(xué)生具有良好的業(yè)務(wù)能力起到不可替代的基礎性作用。筆者提出基于TMN層次結構的網(wǎng)絡(luò )管理教學(xué)設計，注重在整體上介紹網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)功能，并針對不同的教學(xué)對象制定了教學(xué)實(shí)施方案。對于網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)對象，除了學(xué)習管理工具的使用之外，還介紹了相關(guān)的開(kāi)發(fā)方法;對于培訓班的教學(xué)對象則側重于原理性知識和實(shí)際工具的結合�？傮w教學(xué)設計中都考慮了學(xué)習資源的介紹，進(jìn)一步培養學(xué)生提高自我學(xué)習能力。
網(wǎng)絡(luò )管理教學(xué)中另一個(gè)重要問(wèn)題是實(shí)驗環(huán)境的建設，一個(gè)典型性的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境對于教學(xué)兩方面都有巨大的促進(jìn)作用。然而，如何實(shí)現低成本的實(shí)驗環(huán)境建設是一個(gè)需要研究的問(wèn)題，筆者下一步將在這方面進(jìn)行研究。
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