在線三維計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室的研究與設計.pdf

1、實驗是現(xiàn)代教育系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，在幫助學生鞏固理論知識，提高動手實踐能力方面發(fā)揮著積極而重要的作用。近年來，由于社會發(fā)展和教育體制的改革，傳統(tǒng)實驗室模式在教學規(guī)模、設備更新、資金投入等方面的局限性日益明顯，特別是在遠程教育領域，還面臨時間與空間上的客觀制約。隨著計算機與虛擬現(xiàn)實技術的飛速發(fā)展，基于在線教學的虛擬實驗室正成為解決這一問題的有效途徑，它通過對實驗場景、儀器設備及操作過程的虛擬化在線三維仿真，可以使學生突破時空和實驗資

2、源的限制，基于網(wǎng)絡瀏覽器便可以沉浸式的方式完成各項實驗內(nèi)容，如同置身于真實的實驗環(huán)境。
　　 本文應用互聯(lián)網(wǎng)及虛擬現(xiàn)實等技術，以計算機網(wǎng)絡課程的高校教學需求為設計依據(jù)，構建了基于B/S模式的在線三維計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室系統(tǒng)。論文首先深入研究了國內(nèi)外虛擬實驗室建設的發(fā)展現(xiàn)狀和實現(xiàn)技術，并對幾種主流的虛擬現(xiàn)實技術進行了歸納與比較，在此基礎上，提出了采用基于Virtools結合JSP技術、3ds Max軟件和Oracle數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)設

3、計方案。文中以真實的計算機網(wǎng)絡實驗室及其實驗設備為仿真對象，給出了該虛擬實驗室的體系架構、組織模型及功能設計，并采用DAO及MVC設計模式實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的應用管理部分，包括用戶管理、信息發(fā)布及虛擬實驗數(shù)據(jù)的讀取等功能。同時以三維虛擬漫游和RIP路由協(xié)議分析實驗為例，實現(xiàn)了三維交互及動態(tài)數(shù)據(jù)處理等虛擬實驗功能。
　　 其中，以三維虛擬漫游為實例，完整而細致地對實驗室進行了虛擬化仿真，從實驗室簡介、自動漫游、沉浸漫游等三個不同角度提

4、供給用戶逼真的沉浸式漫游體驗。在RIP路由協(xié)議分析實例中，以華三通信技術公司(H3C)網(wǎng)絡設備為對象進行了虛擬實驗儀器功能仿真，實現(xiàn)了路由器、交換機等網(wǎng)絡設備的常用命令的虛擬配置，并結合多窗口顯示方式模擬了配置過程中網(wǎng)絡端口的閃爍情況。同時，實現(xiàn)了對整個虛擬實驗過程中各個操作步驟的自動評分。在用戶完成全部虛擬實驗操作后，提供了對配置記錄的兩種不同的數(shù)據(jù)存儲和處理方式，以便為用戶回顧實驗過程、總結和歸納知識要點等提供必要的參考。除此之外，