軍校網絡技術與應用課程教學理念探討

[摘 要]本文總結多年軍校網絡課程教學經驗，讓學生在學習網絡知識之前，首先了解網絡軍事應用前沿，如：全球信息網格GIG、指揮自動化C4KISR、數據鏈、單兵系統等，開闊學生視野，激發學生學習熱情；在問題驅動下，自頂向下、循序漸進介紹原理性知識，通過課程實踐應用拓展，培養學生創新能力。

[關鍵詞]全球信息網格GIG 指揮自動化系統C4KISR 電子軍務 通信程序

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）24-0087-02

前言

通過多年的教學實踐，在網絡技術與應用課程的教學中，采用“裝備牽引—問題驅動—自頂向下—應用拓展”的教學理念，能夠取得很好的教學效果。課程從裝備實例入手，講授原理性課程，能激發學生的學習熱情。在問題驅動下，讓學生開始探索性學習。把五層協議內容融會貫通，讓學生更容易理解晦澀難懂的網絡協議。同時讓學生動手開發網站、編寫網絡程序和使用安全軟件等實際操作，當學生能夠學以致用，感到可以做很多事情時，就是在興趣的驅動下主動學習。

一、裝備牽引

學習這門課的目的，就是讓網絡在信息化武器裝備、指揮自動化系統、電子軍務等軍事領域發揮更大的效能，為打贏未來戰爭奠定基礎！課程中主要介紹美軍網絡使用現狀及發展戰略，讓學生了解網絡在戰爭中發揮的作用。

美軍的指揮自動化系統C4KISR（即指揮Command、控制Control、通信Communication、計算機Computer、殺傷Kill、情報Intelligence、監視Surveillance和偵察Reconnaissance）在不斷地建設、發展和完善之中。核心功能包括：應急計劃、部署和控制部隊、后勤保障、情報態勢、通信、定位、火力支援、空中作戰、戰術圖像、數據表示與處理、數據庫和辦公自動化等。

美軍的網絡中心戰的技術支撐全球信息網格（GlobalInformationGrid ，GIG），GIG是從以武器平臺為中心轉向以網絡為中心的關鍵。在現役的軍隊C4ISR系統中，預警機E-3最具代表性。飛機巡航執勤時，能同時跟蹤、識別、處理數百批目標。預警飛機又被稱為升空的C4KISR 。美軍數據鏈，是一種按規定的消息格式和通信協議實時傳輸格式化數字信息的戰術信息系統。在美軍近幾場局部戰爭尤其是伊拉克戰爭中，數據鏈發揮了重要作用，已成為三軍聯合作戰中進行實時或近實時指揮控制、戰場態勢信息分發的主要手段。 美軍地面勇士單兵系統，在未來數字化戰場條件下，士兵不再是一個孤立的人，而是戰場信息網中的一個節點、一個終端、一個指揮自動化系統，士兵有比任何時候都更強的戰斗力、全面防護能力、戰場生存能力及與作戰系統更大的互通性和協同能力。美軍正在逐步形成三軍統一的指揮自動化系統，在未來數字化戰場上，不是用網絡的軍隊，根本無法開展信息化作戰。

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圖1 作戰力量網絡化

2012年7月，美國國防部高級信息官公布《國防部云計算戰略》，該戰略的目的：以實施云計算作為提供最創新、高效、安全的信息和IT服務器的手段，在任何地方、任何時間和任何授權的情況下為部門的任務提供支持。網絡空間企業化建設是美軍的一個新提法，這可能將成為未來10年美軍在網絡空間領域發展建設的一個基本方向，甚至是美軍在網絡空間領域作戰指揮與控制的基本行為模式。

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圖 2 美軍云計算數據中心發展戰略

二、問題驅動

武器裝備中的網絡會遇到什么問題需要解決呢？課程總結六個問題，回答這些問題，就是網絡課程的全部內容。

1.網絡安全怎樣保障？ 安全機制和安全服務，加密、認證、防火墻、策略部署和信息攻防。

2.網絡如何提供服務？域名系統、文件傳送協議、萬維網、電子郵件、動態主機配置。

3.如何提供連接服務？運輸層解決端到端的服務，為高層提供面向連接的和無連接的服務。

4.如何路由選擇？網絡層決定內部網關路由協議和外部網關協議，網絡IP地址分類。

5.差錯如何控制？ 數據鏈路層解決封幀、循環冗余校驗、應答、同步方式。

6.網絡如何連接？物理連接，物理層協議包括機械特性、電氣特性、功能特性和過程特性，聯網設備包括集線器、中繼器、交換機、路由器聯網。

三、自頂向下

五層網絡體系結構及各層數據交互，直接的數據交互是物理層bit、數據鏈路層Frame、網絡層Packet、運輸層TPDU、應用層APDU；另外，還存在其他數據關聯，如應用層域名通過DNS解析成網絡地址，網絡地址通過地址解析協議轉換為MAC物理地址。

四、應用拓展

給學生推薦經典網絡書籍、最新參考和開發平臺。布置學生大作業：網絡通信程序、服務器配置、Internet編程、網絡進攻、加密程序、密碼破譯、IPSec設置和Police設置等。

歷屆學生完成的課程實踐成果主要體現如圖 3，在以下幾個方面：

1.網站實現電子軍務功能，學生練習設計個性網站，有助于適應未來工作需要。

2.通信程序可用于ATO空中任務指令、ACO空域控制指令下達，以及消息文件上傳。

3.信息對抗；嗅探軟件Sniffer、X-scan；IPSec設置。漏洞，木馬病毒訪護。

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圖 3 課程實踐內容

五、總結

本文總結的教學理念：裝備牽引—問題驅動—五層貫通—應用拓展。裝備牽引就是介紹軍事前沿，開闊視野，激發學習熱情；問題驅動就是網絡軍事應用會帶來什么問題呢？五層貫通就是怎么樣解決這些問題呢？應用拓展就是在學習知識的基礎上開拓創新。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，課堂實踐活動正是加強學生思考、構建知識和創新的源泉。在現代教育理念中，“以活動促發展，以實踐促創新”無疑是最先進教育理念。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 謝希仁.計算機網絡（第 5 版）[M].西安：電子工業出版社，2011.

[2] James F.Kurose.計算機網絡——自頂向下方法與INTERNET特色（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3] 美軍地面勇士單兵系統，http：//wenku.baidu.com/.

[4] NIST US Government Cloud Computing Technology Roadmap Volume III：Technical Considerations for USG Cloud Computing Deployment Decisions，www.usa.gov .

[5] DoD Information Technology Modernization：AApproachDataConsolidation and Cloud ComputingTask Group，2012www.defence.gov. 5

[責任編輯：左 蕓]