基于TMN層次結(jié)構(gòu)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(biāo)是使學(xué)生能夠熟練掌握聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)營、管理、維護(hù)和供應(yīng)相關(guān)的活動、方法、規(guī)程以及工具，運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識描述和表達(dá)問題，具有熟練的系統(tǒng)分析與應(yīng)用能力。該課程是一門專業(yè)課程，需要計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程等相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識。雖然只是一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課程，但是網(wǎng)絡(luò)管理的教學(xué)內(nèi)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(tǒng)工程的角度，學(xué)生需要學(xué)習(xí)規(guī)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，開拓學(xué)生視野和培養(yǎng)創(chuàng)新意識，使學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。此外，學(xué)生類型不同，學(xué)習(xí)目標(biāo)也不同。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生希望深刻理解網(wǎng)絡(luò)管理的必要性，系統(tǒng)掌握網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和模型，為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開發(fā)打下良好的基礎(chǔ);培訓(xùn)班學(xué)生希望系統(tǒng)掌握網(wǎng)絡(luò)管理工具，能夠定位和排除網(wǎng)絡(luò)常見故障。因此，整個教學(xué)設(shè)計的選擇性較大，如何適應(yīng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個值得研究的問題。
“先易后難”是常用的教學(xué)設(shè)計模式，首先介紹簡單的、基礎(chǔ)性的、容易理解的概念，然后學(xué)習(xí)比較復(fù)雜的、能夠使用簡單概念描述的抽象概念，最后學(xué)習(xí)那些綜合性的、依賴于前面概念的知識信息。TMN層次結(jié)構(gòu)是一個明確定義的網(wǎng)絡(luò)管理層次結(jié)構(gòu)，該層次結(jié)構(gòu)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(jié)合TMN層次結(jié)構(gòu)，按照“先易后難”方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理課程的教學(xué)設(shè)計。
1TM N層次結(jié)構(gòu)
TMN是由國際電聯(lián)(ITU-T)針對電信管理網(wǎng)絡(luò)規(guī)范而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)在于提供了一個明確而且廣泛接受的術(shù)語學(xué)，有利于討論網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)主題。TMN層次結(jié)構(gòu)模型中描述了一系列網(wǎng)絡(luò)管理層次，每個層次建立在另外一個層次之上。
TMN層次結(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)管理內(nèi)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個層次:①網(wǎng)元層，對應(yīng)于單個網(wǎng)元內(nèi)部部署的管理代理，涉及設(shè)備自身所支持的、與任何管理系統(tǒng)無關(guān)的管理功能;②網(wǎng)元管理層，實(shí)現(xiàn)單個設(shè)備的遠(yuǎn)程管理，功能包括遠(yuǎn)程查看、修改配置、報警監(jiān)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(chǔ)設(shè)施的整體運(yùn)行情況;④服務(wù)管理層，管理對象是網(wǎng)絡(luò)為最終用戶提供的服務(wù);⑤業(yè)務(wù)管理層，核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的支撐和統(tǒng)計，如計費(fèi)和定價、業(yè)務(wù)預(yù)測等。
經(jīng)過仔細(xì)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(nèi)容，是提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)性支撐。因此，教師在教學(xué)設(shè)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(shè)計
作為一門網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課，網(wǎng)絡(luò)管理要求學(xué)習(xí)多種專業(yè)工具，掌握相關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議;在專業(yè)工具方面，需要介紹設(shè)備管理器和維護(hù)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，需要介紹簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNM命令行接口CLI等內(nèi)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，開拓學(xué)生視野和培養(yǎng)創(chuàng)新意識，使其更好地適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。因此，整個教學(xué)設(shè)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(shè)計基本思路
結(jié)合TMN層次結(jié)構(gòu)參考模型，通過分析各種網(wǎng)絡(luò)管理工具、管理協(xié)議可得其所對應(yīng)的管理層次。
其中，網(wǎng)元層重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身的管理功能，可以選擇常見的超級終端接口進(jìn)行講解。對于服務(wù)器設(shè)備，教師可以介紹專門的自檢工具或者類似于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(xí)SNMP協(xié)議。作為工業(yè)界事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，SNMP的支持和應(yīng)用極為廣泛，整個介紹內(nèi)容需要涉及SNMP自身優(yōu)勢、運(yùn)行原理、MIB信息等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)管理層方面要求學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)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(dāng)前業(yè)界的普遍認(rèn)可。教師可以在教學(xué)中選擇一種應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)作為學(xué)習(xí)案例。
整體教學(xué)內(nèi)容包括相關(guān)教材選擇、課堂教學(xué)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)設(shè)計。在教材方面，選擇AlexanderClemm編寫的Network Management Fundamentals作為參考教材，也可以選擇其他具有類似知識結(jié)構(gòu)的教材，要求是系統(tǒng)介紹網(wǎng)絡(luò)管理的概念和原則，試圖從一個整體的、系統(tǒng)的觀點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)管理，同時闡述網(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(shè)計以TMN層次結(jié)構(gòu)為主體內(nèi)容，同時增加必要的概述章節(jié)和總結(jié)性內(nèi)容。教學(xué)對象可以分為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生和培訓(xùn)班學(xué)生，針對不同的教學(xué)對象類型，教師需要設(shè)計不同的教學(xué)計劃。
2.2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教學(xué)設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生普遍掌握網(wǎng)絡(luò)原理，但缺乏網(wǎng)絡(luò)故障嚴(yán)重性認(rèn)識和網(wǎng)絡(luò)管理工具的使用經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)是深刻理解網(wǎng)絡(luò)管理的必要性，系統(tǒng)掌握網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)知識。因此，教學(xué)目標(biāo)是理解和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和模型，為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教學(xué)課時為20+20(小時)。
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。通過相關(guān)案例介紹，學(xué)生首先能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)管理的用途、基本概念及重要性有一定認(rèn)識，從整體上對這門課程有直觀認(rèn)識。
第2部分是網(wǎng)絡(luò)管理模型，通過這部分內(nèi)容的教學(xué)，進(jìn)一步深化學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)知識，學(xué)生在面臨巨大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時，應(yīng)采用“分而治之”的方式逐個分解并解決，同時理解網(wǎng)絡(luò)管理功能的分類方法。在該章節(jié)，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(nèi)容配套安排了一個實(shí)驗(yàn)，使用常用工具Ping測量網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的響應(yīng)時延并進(jìn)行系統(tǒng)分析。通過該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到通過適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)管理能夠定量了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(xí)SNMP的MIB相關(guān)知識，掌握基于SNMP的開發(fā)方法，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開發(fā)打下良好基礎(chǔ);最后是介紹常用的MIB庫，學(xué)習(xí)SNMP瀏覽器的相關(guān)使用。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)方面，教師可設(shè)計SNMP瀏覽器的.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過使用SNMP瀏覽器，學(xué)生既能直觀理解SNMP工作機(jī)理，又能夠用該工具解決一些網(wǎng)絡(luò)管理問題，培養(yǎng)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(biāo)和原理并通過Manage- Engine OpManager系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐。管理平臺的開發(fā)實(shí)踐是可選內(nèi)容，介紹WebNMS的開發(fā)框架。這一部分的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課堂教學(xué)相對應(yīng)，重點(diǎn)是學(xué)習(xí)使用ManageEngine OpManager和WebNM的開發(fā)框架。實(shí)際過程中所花費(fèi)的實(shí)驗(yàn)時間要超過6課時，可以選擇只學(xué)習(xí)其中一個軟件。
第5部分是新技術(shù)的學(xué)習(xí)，介紹基于OSSIM的安全事件管理集成。OSSIM是開源安全信息管理系統(tǒng)(Open Source Security Information System)支持多種開源軟件系統(tǒng)的信息集成并實(shí)現(xiàn)事件關(guān)聯(lián)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生安裝和使用OSSIM系統(tǒng)平臺，了解系統(tǒng)集成在安全事件方面的應(yīng)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(xí)。
第6部分是課程總結(jié)，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)工程專業(yè)的課程設(shè)計，主要突出如下特點(diǎn):①整個教學(xué)中注重整體介紹網(wǎng)絡(luò)管理，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)管理是一個系統(tǒng)工程;②按照TMN層次結(jié)構(gòu)介紹多種管理工具，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握網(wǎng)絡(luò)管理工具;③側(cè)重于學(xué)生進(jìn)一步開發(fā)能力的培養(yǎng)。教師通過介紹當(dāng)前的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的資料查找和自我學(xué)習(xí)能力。
2.3培訓(xùn)班教學(xué)設(shè)計
培訓(xùn)班的學(xué)生來源于實(shí)踐崗位或者是即將參加具體崗位的本科畢業(yè)生，整個學(xué)習(xí)時間很短，學(xué)生特點(diǎn)是對系統(tǒng)開發(fā)興趣較低，但是對于網(wǎng)絡(luò)故障認(rèn)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(yàn)，其學(xué)習(xí)目標(biāo)是系統(tǒng)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(biāo)側(cè)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(zhǔn)確選擇網(wǎng)絡(luò)管理工具，具有定位和排除網(wǎng)絡(luò)常見故障的基本技能。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教學(xué)課時為10+10(小時)。
整個教學(xué)設(shè)計中側(cè)重實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)。其中，第1, 2部分內(nèi)容和工程專業(yè)教學(xué)設(shè)計基本一致，目標(biāo)是理解網(wǎng)絡(luò)管理所必要的基礎(chǔ)知識。由于培訓(xùn)班的大部分學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)有感性認(rèn)識，因此不安排實(shí)驗(yàn)。
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(yàn)環(huán)節(jié)方面，教師可設(shè)計SNMP瀏覽器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(jù)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)使用ManageEngine_ OpManagero
第5部分是新技術(shù)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)一致，介紹基于OSSIM的安全事件管理集成。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生安裝和使用OSSIM系統(tǒng)平臺，了解系統(tǒng)集成在安全事件方面的應(yīng)用。
以上是針對培訓(xùn)班的課程設(shè)計，主要突出如下特點(diǎn):①整個教學(xué)中注重整體介紹網(wǎng)絡(luò)管理，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)管理是一個系統(tǒng)工程;②側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)管理工具的實(shí)際使用能力，通過介紹當(dāng)前的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的資料查找和自我學(xué)習(xí)能力。
3教學(xué)效果分析
整個教學(xué)計劃目前已經(jīng)在兩個培養(yǎng)對象類型上實(shí)施。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教學(xué)對象為解放軍理工大學(xué)指揮信息系統(tǒng)學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生，共計40人;培訓(xùn)班的教學(xué)對象為解放軍理工大學(xué)指揮信息系統(tǒng)學(xué)院的設(shè)備維修培訓(xùn)班學(xué)員，共計42人。
3.1考核指標(biāo)安排
對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)對象。
兩種考核指標(biāo)中，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培訓(xùn)人員理論知識更為豐富，考核的內(nèi)容中包含部分開發(fā)方面的內(nèi)容。培訓(xùn)班的考核指標(biāo)側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用能力，由于授課時間較少，整個考核的知識點(diǎn)相對集中，應(yīng)用能力方面重點(diǎn)考核實(shí)際操作能力。
3.2考核結(jié)果分析
經(jīng)過教學(xué)實(shí)施，我們最終統(tǒng)計出兩個班級的知識點(diǎn)掌握情況分布。其中，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生參加考試40人，理論成績最高分為91分，最低分為60分，平均成績?yōu)?5分;實(shí)驗(yàn)成績中，最高成績?yōu)?0分，最低成績?yōu)?0分，平均成績?yōu)?8分。培訓(xùn)班學(xué)生參加考試42人，理論成績最高分為81分，最低分為60分，平均成績?yōu)?8分;實(shí)驗(yàn)成績中，最高成績?yōu)?5分，最低成績?yōu)?0分。
兩者的培訓(xùn)成績中，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)中工程專業(yè)的掌握情況比培訓(xùn)班的掌握情況要好，差距最大的是第3 ( TMN層次結(jié)構(gòu))、第5 CSNMP的管理模型)和第7(管理平臺)3個知識點(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)兩個知識點(diǎn)，培訓(xùn)班的學(xué)生掌握情況更好，這可能是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)SNMP的相關(guān)開發(fā)內(nèi)容，要求掌握更多內(nèi)容，另外一個原因是培訓(xùn)班的學(xué)生操作任務(wù)比較明確，更有利于集中時間學(xué)習(xí)。
總體上，整個測試成績說明教學(xué)設(shè)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(jié)語
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一個對規(guī)模因素、魯棒性、可伸縮性和可維護(hù)性具有苛刻要求的復(fù)雜系統(tǒng)，包含廣泛的功能，在實(shí)際應(yīng)用中面臨許多挑戰(zhàn)，因此網(wǎng)絡(luò)管理課程的教學(xué)設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生具有良好的業(yè)務(wù)能力起到不可替代的基礎(chǔ)性作用。筆者提出基于TMN層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)設(shè)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)工程專業(yè)教學(xué)對象，除了學(xué)習(xí)管理工具的使用之外，還介紹了相關(guān)的開發(fā)方法;對于培訓(xùn)班的教學(xué)對象則側(cè)重于原理性知識和實(shí)際工具的結(jié)合。總體教學(xué)設(shè)計中都考慮了學(xué)習(xí)資源的介紹，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生提高自我學(xué)習(xí)能力。
網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)中另一個重要問題是實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)，一個典型性的網(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(xiàn)低成本的實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)是一個需要研究的問題，筆者下一步將在這方面進(jìn)行研究。
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