系统概述

    网络协议开发实验系统（SimplePAD-NetRiver2000）是由西普科技与清华大学网络实验室共同研制的一款实验教学产品，它是以培养实用性网络人才为目标，专门针对高校计算机网络课程教学开发的集成化协议开发平台。通过该实验平台，可实现网络协议分析、协议开发及协议应用实验，从而满足学校对于网络原理及应用领域的实验教学需求，是目前国内非常理想的培养网络人才的实验平台。

    SimplePAD提供了支持程序编辑、编译、调试、可视化执行、自动测试、用户管理和在线教程等一体化实验环境。通过本实验系统，可实现网络协议分析、协议开发及协议应用实验。一方面，网络协议的分析及应用实验，使得学生可以通过可视化的组包及分析界面了解各种协议的分层结构；另一方面，支持各层协议开发的编程接口和辅助函数，使得学生能够集中精力实现网络协议的核心机制，而无需关心不重要的细节。从而满足学校对于网络原理及应用领域的实验教学的全面需求。

   系统采用软硬件结合的方式进行实验环境的搭建。硬件系统主要包括管理控制设备、数据服务设备、协议测试设备和路由器、交换机等网络设备，为实验提供必要的硬件环境支撑；软件系统主要包括主要包含实验集成开发环境、实验管理系统、数据包发送器和数据包分析器等；同时提供配套的实验教材与用户管理手册。

适用对象

适用专业：计算机科学与技术、网络工程、信息安全等相关专业或相关方向

适用课程：系统可辅助高校开设《网络原理》《计算机网络》《网络工程》《网络程序设计》、《网络协议及其应用》、《网络协议开发及通信》等相关课程实验

系统特点

完整的协议实验体系

   覆盖协议分析、应用、开发等实验内容，可为学校原有网络工程实验室提供无缝实验扩展支持，扩展实验教学范围。

简便的系统部署方式

   系统部署简便，只需在学校原有实验室主交换机上引出一根网线接入系统实验机柜，学生不管是否在实验室，下载客户端安装并连接系统即可进行实验。

远程实验支持

   针对学生进行TCP/IP经典协议编程实现的实验情况，提供远程实验支持，学生不管在哪通过集成开发环境进行代码开发，可随时将程序保存到服务端，下次下载即可继续实验。

自动化的实验结果评判

    实验系统可对该学生所编写的代码及答题进行自动化测试，同时返回正确与否，及失败的原因。

功能丰富的实验管理平台

   学生可查看实验教程、自己做过哪些实验以及实验的通过情况；助教可通过该平台查看所有学生的实验情况，并可进行汇总分析；教师可通过设置每个实验分数，并通过自动化判断实现整个学期学生所有实验成绩的统计。

可控真实的全协议栈网络实验环境

   提供了一个全协议栈的网络实验环境，学生实验可涉及到完整协议栈，无论是数据链路层、网络层还是传输层和应用层，都可以通过编程开发或者交互式配置观察来深入理解相应网络协议机制。

支持实验代码编辑、编译和调试的集成开发环境

   实验平台客户端提供了一整套开发调试解决方案，学生可在客户端上完成包括登录、实验选择、测试例选择、代码编写、编译、调试和测试在内的完整过程。界面设计友好，可让学生迅速进入实验状态。

完备的实验配套教材

  实验系统配套清华大学、北京航空航天大学等教授编写实验教材，已广泛应用于多所高校实验教学，可辅助教师快速掌握实验系统，开设相关实验课程。

为已有网络工程实验室提供增值服务

   通过数据包发送器及分析器，可对已有网络设备进行互动实验，进行详细地协议分析及应用实验操作，可提高网络设备的实验功能，扩展实验教学范围。

系统功能

    网络协议开发实验系统采用学生C/S模式实验，教师B/S模式管理的轻便式结构设计，在高校实验室环境中，仅需在学生PC机上安装客户端软件即可为用户提供基于Windows的集成实验环境，学生编写实验代码、调试和运行实验程序均在客户端软件上执行。

    此外，在原有网络环境中，接入系统所配置的实验机柜（内含各种硬件设备）即可完成网络协议开发实验系统的搭建。同时，配合国内知名网络设备厂商锐捷等公司的路由器、交换机等网络设备搭建出复杂多样的网络实验环境，可开展多种大型复杂网络实验。

    SimplePAD-NetRiver2000所配置的集成开发环境，集用户登录、实验选择、程序编辑、编译、调试、可视化执行、自动测试等功能于一体，且提供支持各层协议开发的编程接口和辅助函数。开发环境包括了编辑、分析等视图；平台根据选择的实验编写和测试协议相关的核心内容；可以分析编写的数据包结构、绘出报文流程示意图，有利于学生对协议的深入掌握。数据包发送器和数据包分析器则为常见协议分析及应用实验提供工具支持，以协议树层次图及会话交互图等直观的形式对相关数据包进行展示。

    实验管理系统中教师和学员通过WEB浏览器可以查看实验教程、自己做过哪些实验以及实验的通过情况；助教可通过该平台查看所有学生的实验情况，并可进行汇总分析；教师除了可看到所有学生的情况之外，还可以通过系统进行实验的定制、对学生和实验进行增删等管理操作。该平台避免了手工管理大量学生实验成绩的繁琐，可高效、方便而又准确的对学生实验情况进行管理。

    为满足学校不同类型学生的培养需求，网络协议开发实验系统配置协议分析、协议应用及协议开发三个方向的实验内容，近60个实验，学校可根据不同专业及方向的学生实际能力，进行个性化的实验选择。

    配套实验教材主要包括清华大学正式出版的《计算机网络原理实验教程(附光盘)》（高等院校计算机精品教材系列，ISBN：9787111236832）和联合北京航天航天大学编写的内部实验教材《网络协议分析及应用实验教程》

典型应用

清华大学

    清华大学（Tsinghua University）是中国著名高等学府，是中国高层次人才培养和科学技术研究的重要基地。目前，清华大学设有16个学院，56个系，已成为一所具有理学、工学、文学、艺术学、历史学、哲学、经济学、管理学、法学、教育学和医学等学科的综合性、研究型、开放式大学。

    清华大学计算机科学与技术系（以下简称计算机系）设有计算机科学与技术一级学科，属全国首批国家重点一级学科，在对学生进行培养的全过程中注重计算机硬件与软件以及计算机应用的全面训练，强调科学理论与实际应用的相互结合，努力造就适应研究、设计和应用开发的"复合型"人才。

   计算机系拥有“国家级教学实验示范中心”称号。教学实验室设置齐全，包括：计算机原理实验室、微型计算机实验室、计算机网络实验室、操作系统实验室、计算机软件实验室、计算机控制系统实验室、智能机器人实验室、计算机接口实验室、学生科技创新实验室等。

    网络协议开发实验系统已经承担了清华大学9门次课程的教学任务，所培养的学生多达1000人次（按学期计算），通过实验系统提供的支持各层协议开发的编程接口和辅助函数，学生能够集中精力实现网络协议的核心机制，无需关心细枝末节，有助于学生更高效、深入的理解协议整体原理机制。。该教学系统已经得到诸多兄弟院校的好评，对高校计算机网络教学起到了有力的推动作用。

2006年，清华大学计算机系本科生主干课程“计算机网络原理”。

2007年，清华大学Dragonlab在线实验室（http://www.dragonlab.org）。

2007年，清华大学软件学院本科生主干课程“计算机网络”。

合肥工业大学

    合肥工业大学是一所教育部直属的全国重点大学、国家“211工程”重点建设高校和“985工程”优势学科创新平台建设高校。 计算机与信息学院现有六个本科专业（计算机科学与技术、信息安全、物联网工程、电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术），依据学校“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养目标定位和“减少课内时间、增加课外实践、尽早进入专业核心、开设新选修课、引导工程化培养”的原则，制订出符合工程类大学背景与专业特点、重视通识与学科基础教育、注重素质与能力培养、强化学生实践与创新、突出工程方向性的工程技术人才培养课程体系。

    计算机与信息学院网络与信息安全实验室采用SimplePAD全功能版搭建了网络协议分析、应用及开发的实验环境，为计算机科学与技术、信息安全等相关专业的《计算机网络》、《网络程序设计》、《计算机网络系统实验实践》等课程提供实践平台，有效提高学生在网络领域发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。系统既满足了学生做网络相关课程实验和综合实践的需要，也提供给了教师一个良好的、开放的科研平台。