[发明专利]基于联机合作的网络实验方法

说明书

技术领域

基于联机合作的网络实验方法属于网络实验设计研究领域。

背景技术

计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合而形成的新的技术领域，计算机网络基础课程是高等院校计算机相关专业重点课程，培养出的人才是我国社会发展和知识经济时代的基础人才，社会对于网络人才的需求更是呈显著增长的趋势，所以网络教学课程的设置显得尤其重要。

目前网络实验课程设计，大多数学校都是以书本教学方式和多媒体课件方式为主，学生被动的接收较为抽象的网络知识，致使学习者始终对网络技术停留在抽象的层面，在将来实际的工作中动手能力差。条件较好的学校可以投入相当数目的经费购买网络设备，如路由器、交换机等，使师生在真实的网络环境中进行网络教学，可以使学习者能够亲自动手，直观全面的了解网络技术，对网络技术将能够理解得更加深入和具体。当前的大部分基于硬件平台网络实验设计，需要开设网络教学课程的学校花费大量的经费在网络硬件的投入上面，致使有些资金基础比较薄弱的学校没有能力搭建一个基于网络硬件设备平台的网络教学环境，这就严重制约了各个层次学校的网络教学水平的发展。于是如何的利用已有资源进行网络实验课就显得尤为重要了。

网络实验设计的主要功能就是为网络协议交互搭建一个网络平台，使网络协议得以能够在该平台上运行。首先在这个网络平台中需要根据具体的实验要求有不同的角色扮演者，如在进行“IP转发实验”中需要有三个角色扮演者，分别为IP数据报文的发送者、IP数据报文的转发者和IP数据报文的接收者，并且每个角色扮演者清楚的知道自己应该做的事情；其次在这个网络平台中根据具体实验要求会有不同的网络拓扑结构，即在不同的实验中不同的角色扮演者之间互相连接的情况是特殊的，如在进行“IP转发实验”中的三个角色扮演者中IP数据报文的发送者和IP数据报文的转发者是连接的，同时IP数据报文的转发者和IP数据报文的接收者也是相互连接的，然而IP数据报文的发送者和IP数据报文的接收者之间不是直接连接在一起的。综合以上两个网络中要素就构成了网络实验设计中需要重点考虑的因素。

于是如何兼顾网络实验环境硬件平台投入和网络实验设计中的各种因素成为了网络实验中需要研究的关键问题。

发明内容

基于联机合作的网络实验方法，其特征在于该方法是在网络实验客户端和网络实验服务器端之间依次按以下步骤交互实现的：

步骤(1.)：初始化；

在客户端建立：

网络实验服务器保活表和网络用户测试表，各自包括：网络实验服务器的IP地址以及连接情况字段，连接情况字段保存客户端在实验开始后每隔10s给网络实验服务器发送保活报文的次数，初始化时的允许值为3；

在服务器端建立：

实验测试项目表，包括：实验名称、实验主项目测试号、实验子项目测试号、实验描述、实验拓扑矩阵，其中，实验名称存放该实验项目的名称，实验主项目测试号存放用于标记该实验主项目的唯一标识，为10位十进制数，实验子项目测试号字段存放标记该实验主项目的测试子项目，其编号为两位十进制数，实验描述字段存放针对该实验行为的描述，实验拓扑矩阵为一个用于描述当前实验环境中所需要的参与者连接情况的邻接矩阵；

用户辅助实验表，包括：客户机真实IP地址字段，记录当前网络实验环境中客户机的真实IP地址；参与实验次数字段，以用于平均分配联机实验为客户机带来的额外负载；连接情况标识字段，用户标识该客户机是否可达；

网络实验参与者表，包括：参与实验的客户机IP地址字段，为当前被服务器选择来做实验的客户机的真实IP地址；连接情况字段，用以记录向客户端发送活报文的次数，初始化的允许值为3；

步骤(2.)：当客户端收到用户输入的网络试验请求后，向服务器端发送测试请求报文，其中包括：测试名称、主项目测试号、子项目测试号，并初始化定时器10秒；

步骤(3.)：客户端收到服务器端发送的单机开始实验的报文，便依次执行以下步骤：

步骤(3.1.)：客户端把参与网络实验的服务器端的IP地址填入网络实验服务器保活表中相应的位置，并且把对应客户端的连接情况字段置为3；

步骤(3.2.)：按照步骤(3)中单机开始实验报文中的实验描述进行实验，同时每隔10秒扫描一次网络实验服务器保活表，若发现网络实验服务器的记录中连接情况字段为0或者小于0，则终止实验并告知用户所连网络实验服务器不可达；反之把该连接情况字段减1，同时给服务器发送保活报文，继续进行实验；

步骤(3.3.)：客户端在实验结束后向服务器发送实验结束报文，其中包括：实验名称、实验主项目测试号及实验子项目测试号；