| 基金项目：陕西省教育厅项目“油气井出砂实时监测方法研究”资助 (2010JK786) 293 0 引言 教育现代化是一个地区经济社会发展程度的主要标志，也 是社会文明进步的直接反映，要实现区域经济社会的全面发展， 科技是关键，教育是基础。职业源于社会分工，职业教育源于行业 企业发展需要，优质的职业教育以培养教育者具有行业企业需要 的优秀素质与娴熟技能，促进行业企业发展为基本目标。职业教 育的发展需要来自职业院校和行业企业的共同努力，仅靠职业院 校自身的力量，不借助外力，不与行业企业建立互动合作关系，难 以提供优质的职业教育。高职院校进行校企合作、工学结合人才 培养模式改革, 离不开政、校、行、企一体" 资源集成和利益共享 " 职业教育集团的有力支撑。本文以职业教育集团为背景积极探 索，以资源共享、课程教学为纽带，贯彻执行职业教育人才培养， 为职业教育人才培养和机制创新作出巨大贡献。 1 科学建设职教集团 1.1 建设职教集团主要涉及内容 （1）统一教学、实训和就业。统一教学计划、教材和教学管理 模式。统一实习、实训方式与内容。统一安排就业指导和推荐。 （2）资源共享。实习、实训基地共享，信息共享。 （3）师资培训和交流。高职院校为中职培训教师。中职学校之 间或高职院校之间进行教师交流。企业为职业院校教师提供实践 岗位。教师到企业实职锻炼，实职岗位有技能型、管理型，甚至部 门经理。职业院校为企业开展多层次员工培训。企业委派技术人 员到学校讲课、讲座，委派技术工人到学校指导实习、实训。 （4）校企开展产、学、研合作。校企共同研讨人才培养方案， 制定教学目标，进行课程开发和改革，开展校企论坛。企业为职业 院校提供最新生产工艺、流程和技术，提供学生顶岗实习岗位和 毕业生就业岗位，协作组织招生。院校参与企业产品研发，制定生 产工艺设计、营销策略，帮助企业诊断问题。院校之间进行教学交 流，共同组织技能竞赛。 1.2 职教集团的组织架构及类型 （1）组织架构：以专业、行业为纽带，相关职业院校、企业和 行业协会共同组建职教 集团。职教集团成立指导委员会对集团建设进行指导，职教 集团设理事长会议，理事长会议 下设秘书处和教学、校企培训、招生就业等委员会。 （2）集团类型集群式：集团区域特征明显，市、县职教园区内 职业学校资源共享，教学和管理模式统一，吸收当地相关企业，共 同组建职教集团。集合式：由高职院校牵头，3 加2 的高职对应 中职学校参加，相关企业加盟，共同组建职教集团。 集团式：具有较行业性和专业性，集团主要以专业为纽带开 展合作，由高职院牵头，多所中、高职院校和企业加盟。根据开设 专业性质，一个学校或企业可以同时参加多个集团，各集团成员 单位可以相互交叉。跨区域式：以专业和行业为纽带，跨省组建。 1.3 职教集团宗旨 优化重组职教资源，创新职教发展模式，营造职教发展环境， 校校、校企深度合作，提升职教办学质量。自愿合作，规模发展、战 略联盟，资源共享，相互支持，抵御风险，互补多赢。 2 职教集团科学建设与创新型人才培养具体实 施办法 2.1 增强了校校联合的紧密度 通过牵头学校的骨干带头作用，充分发挥优质教育资源的示 范功能，校校之间以专业建设为纽带、以扩大招生规模为目标，拓 展了成员学校的办学空间，提高了成员学校的办学水平，同时也 推动了成员学校所在地职教事业的发展。成立教学、学生和就业 三个指导委员会，制定各指导委员会章程、制定集团办学管理办 法、考核标准及其核心指标等工作规范。 制定集团内学校的“九统一”：培养目标、质量标准、招生就 业、实验实习、师资培训、校园文化、管理手段，较全面地规范了集 团培训标准。 2.2 推进了校企合作的深度 集团内企业与学校签订“订单培养”，学校实施“菜单教学”， 企业与学校共同制订专业培养目标、专业课程设置，企业为学校 提供实验实训、顶岗实习、就业指导等。校企“零距离”对接，大大 提高了毕业生岗位适应能力，学校毕业生的就业率、就业对口率 和稳定率得到大幅提高。家长、社会、单位、学生四方满意。同时， 各职教集团充分利用内部企业资源，企业为学校专业教师提供实 践，学校为企业培训员工和提供技能鉴定。与学校订单培养、企业 冠名班级等。 2.3 加强了职教宣传的力度 各职教集团通过召开成立大会和各种研讨会，有效地扩大了 职教集团的社会影响力和发展职业教育的带动力。 2.4 强化了职业教育规模化、连锁化办学理念。 各职教集团通过近一年来的具体实践，强烈感受到集团化办 学带来的观念震撼，拓宽和创新了办学思路，体验到了集团化办 学巨大好处和综合效益。 3 关于职教集团建设的建议 根据建设产业发展新体系的要求，科学预测产业发展对技术 技能人才的需求，超前培养和储备人才，使产业结构调整和职业 教育人才培养结构调整保持同步。根据产业链各个环节的技术技 能人才需求，建立与整个产业链相配套的教育链、人才链。建立教 育、人力资源、发改、统计等部门联合发布年度分行业、分岗位的 技术技能人才就业状况和需求预测制度。 3.1 加强引导、支持、扶持力度 省教育厅会同有关部门制定加强我省职教集团建设的相关 政策，研究制定我省职教集团建设发展规划，协调财政、发改等 部门，争取职教集团建设项目和资金支持。成立由政府相关部门 和行业协会负责人为成员的职教集团联席会议，商讨解决集团建 设过程中出现的重要问题，协调各方共同为职教集团建设提供支 持。 3.2 建设信息化职业教育，推动教育集团发展 率先推进职业教育信息化。将职业教育信息化作为国家教育 信息化的战略重点优先部署，完善职业院校信息化基础设施，推 动数字化职业院校建设，实现“宽带网络校校通”、“优质资源班班 通”、“网络学习空间人人通”。到2015 年职业院校宽带和校园网 覆盖率达到100%。切实加快用信息技术改造职业教育专业课程 进程，全面促进信息网络技术在教学实训中的应用，将生产、服务 实际应用的信息技术作为课程内容。广泛使用计算机仿真教学、 数字化实训、远程诊断等技术。加快建设培养智能制造、智慧服务 等领域技术技能人才的新型专业。提高教师应用信息技术改造传 统教学的水平。办好全国职业院校信息化教学大赛。 促进职业教育数字化资源共享。建立全国职业教育数字资源 共建共享联盟，制定职业教育数字资源的开发规范和审查认证标 准，推动网络学习课程开发和优质数字化教学资源库建设，面向 各级各类学校和全社会开放．完善开放大学体系，依托互联网和 教育卫星系统，建立面向全社会提供多样化职业教育课程和灵活 便利学习方式的远程职业教育网络。 3.3 加强校校、校企深度合作 已组建的职教集团，各成员单位不能只停留在表面形式的合 作，要通过资源共享、专业建设、合作培养等途径，加强深层合作。 校校之间要共同制定教学计划和实施教学改革，进行教学、师资 交流，研究专业发展方向等。校企之间要加强产学研的深层合作， 学校参加企业产品研发、策略制定、培训员工，企业为学校提供实 习实训设备，为学生提供顶岗实习和就业岗位，为专业教师提供 实践岗位，向学校提供专业技术人员指导专业教学和实训，与学 校共同制定培养目标、开发专业、设置教学内容等。 3.4 完善集团网站 利用牵头院校的自身优势，与成员单位合作共建集团网站， 为集团内的各成员单位提供一个互通信息、交流经验、切磋技艺、 更新理念的平台，提供全方位信息服务和网络交流平台。构建职 业教育信息化管理与服务平台。完善职业院校基础信息管理标准 和规范，完善学生学籍、资助和教师管理等信息系统，促进学校管 理信息化和规范化。建立政府、行业企业与职业教育机构共享的 劳动力市场信息平台。建立职业教育学生实习管理信息平台，实 现对实习过程的远程管理。 4 结束语 总之，职教集团的建设是一个不断完善的过程，要经历初步 建设、逐步完善、强化发展的阶段。高职院校依托职教集团这一平 台, 能够更好地促进校企合作，实现校企双赢。 基于IEEE8021.D 的STP 仿真实验的设计与实现 唐俊勇1,郝海燕2 (1. 西安工业大学计算机科学与工程学院，陕西西安,710032 ； 2. 咸阳师范学院物理与电子工程学院，陕西咸阳,712000) 摘要：根据IEEE802.1D 标准的STP 协议格式设计了一个四元向量组，并采用向量组优先级比较的方法，应用仿真软件 Dynamips 与GNS3 分析与实现了环形网络中生成树的构造和配置过程，通过查看命令分析了生成结果的正确性。并模拟网络 断路故障演示STP 利用备份链路恢复网络的连通性。实验结果表明，本实验可以真实地模拟STP 协议的运行，有助于学生对 STP 原理的理解。 关键词：IEEE802.1D ；STP ；向量优先级 contain strong fluid noise and electromagnetic interference, in order to get the useful signals, the interferences must be removed. This paper uses wavelet transform, and simulate in the MATLAB, and compares the de-noising effects with the Fourier transform, the results show that the wavelet transform can effectively remove noises, and it also preserves the useful information of the signals. Through the data from laboratory test and field test show that the wavelet transform have very good de-noising effect. Keywords: piezoelectric ultrasonic sensor; wavelet transform; de-noising ★基金项目：陕西省教育厅项目“油气井出砂实时监测方法研究”资助 (2010JK786) 295 0 引言 随着以太网技术在互联网中的广泛应用，交换式（网桥）网 络越来越多地应用在各种局域网和企业网。为了提高链路的可 靠性，网络链路冗余性设计被采用，即通过多条链路连接交换 机形成网络环路，确保某条链路断路后网络仍能保持通畅。但 是网络环路也会造成广播风暴，产生大量的重复帧和广播帧， 同时造成了交换机的MAC 地址失效而无法正常工作。为了解决 冗余链路带来的这个问题，IEEE802.1D 标准的生成树（STP, Spanning Tree Protocol）协议被推出。该协议采用特殊算法 在冗余环形网络中形成一个树形结构，STP 协议通过协议数 据包(PDU) 的交换来进行计算，选定网络中的根交换机（Root Bridge）和指定交换机（Designated Bridge），确定端口的角色 是根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）或者阻塞 端口（Block Port）。根端口和指定端口可以转发数据，而阻塞 端口不可以转发数据。经过计算后，生成了一个无环路的“树”型 通信结构，这样的设计可以利用冗余链路提高网络的可靠性又 不会产生回路现象。 目前很多网络原理与实验教材都很少涉及STP 方面的内 容，很多院校网络工程专业在只能开设验证性实验，即在运行 STP 协议的环路网络中自动运行一条默认的树形结构，随后使 用STP 的相关查看命令观察运行结果。由于这种验证性实验缺 乏STP 生成过程，使得学生在实际配置中可能出现的问题不能 很好地加以解决。 本文设计实现的STP 仿真实验不以验证为目的，而采用向 量组优先级比较的方法，并结合该方法对交换机进行配置，在环 形网络中生成特定的树形结构。这种方法在仿真环境中不仅直 效的提高了学生对STP 协议的理解。 1 基于802.1D 标准的向量组比较法 1.1 STP 的协议数据单元（PDU）的构成 IEEE802.1D 定义了STP 协议的PDU 格式，该格式是在以 太网数据帧的基础之上做出了修改，将原以太网数据帧的目标 MAC 地址替换为固定的组播地址：0x0180c2000000，这样使得 该PDU 只在运行STP 协议的交换机间传播。STP 协议定义了协 议参数和信息字段，决定生成树结构的是四个参数字段：根桥 标识（Root ID），每台交换机均有一个标识，处于生成树结构中 的根节点的交换机标识即为根桥标识；根路径开销（Root Path Cost），处于树形结构中普通节点位置的交换机到根交换机的 传输开销；指定桥（Designated Bridge），生成树结构是有方向 的，对普通节点位置的交换机为参照，其上一节点位置的交换机 标识即为指定桥；指定端口（Designated Port），交换机中连接 生成树下一节点的端口。根据定义可知，根交换机上的所有连接 端口均为指定端口。 1.2 向量组优先级比较 将STP PDU 中的关键参数字段构成一个四元向量组： { Root ID,Root Path Cost , Designated Bridge, Designated Port }，交换机端口通过比较彼此交换的PDU 包 中的四元向量组进行优先级确定，优先级比较顺序是从左至右， 如果靠前的向量值小，则表明为优先向量组。四元向量组的比较 过程如下： （1） 计算Root ID ：STP 协议中，交换机首先推举一个桥 标识最小的交换机作为生成树的根，根桥标识即Root ID，计算 公式如（1）所示： Root ID = Minimum (Bridge ID (1)… Bridge ID(n)) （1） （2） 计算Root Path Cost ：如果交换机自身是根桥，则最 短路径开销为0，否则就为交换机所收到的PDU 的Root Path Cost(receive) 值与收到该配置消息的端口开销(Port Cost) 之和。端口开销是可以通过相关配置命令来改变的值，随着值的 改变，会影响生成树的结构。计算公式如（2）所示： Root Path Cost=Root Path Cost(receive)+Port Cost(receive) （2） （3） 确定Designated Bridge 和Designated Port ：一条 链路分别连接到两个不同的交换机，根据公式（1）和公式（2）的 计算结果，Root Path Cost 最优的交换机为指定交换机。如果 Root Path Cost 值相同，则判定两个交换机桥标识小者为指定 交换机。一条链路中所属指定交换机的端口为指定端口，否则为 根端口或者阻塞端口。 （4） 确定根端口（Root Port）和阻塞端口（Block Port）： 非根桥交换机上接收的最优四元向量组的端口为根端口。除了 根端口和指定端口，其余的端口都是阻塞端口，这样就构成了一 个逻辑树形网络结构以阻止网络环路的形成。 2 实验设计与实现 2.1 实验名称 IEEE802.1D 协议的STP 仿真实验 2.2 实验目的 根据IEEE802.1D 标准的原理，采用STP 中四元向量组优 先级比较方法，按要求生成特定的生成树结构阻塞环路，并且对 生成树进行验证。通过断开原有生成树结构模拟链路故障，演示 备份端口经过STP 计算而接入生成树，重新恢复网络，以加深学 生对STP 协议工作原理的理解以及在环形网络中的重要作用。 2.3 仿真环境 仿真环境后台采用Dynamips 作为虚拟机，模拟出Cisco 系列设备的硬件运行环境，加载NM-16ESW 交换模块可运行交换 型仿真实验。前台采用图形化设置软件GNS3，和后台Dynamips 建立联系后可以搭建拓扑结构。因为STP 协议的运行需要多台 交换机参与，在仿真环境下可同时虚拟出7 台硬件设备，解决了 实践教学中往往交换设备数量不足而无法开展STP 实验的问 题。 2.4 实验过程与参考配置 （1） 实验基本配置 实验拓扑按照图1 所示在GNS3 中搭建好具有5 个环路的 网型网络，每一台交换机都至少通过两条链路与其他设备相连， 这样在增加链路冗余的同时提高了运行可靠性，当并发两条链 路故障时，该拓扑仍能保证所有的设备接入。四台交换机的IP 地址要求配置在同一网段（192.168.1.0/24）。对于交换机的基 本配置主要是管理地址配置，主要配置命令如下： 图1 STP 仿真实验拓扑图 SWA#configure terminal SWA(config)#interface vlan 1 ！进入配置接口子模 式 S W A ( c o n f i g - i f ) # i p a d d r e s s 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 255.255.255.0 ！配置交换机管理地址IP 对其他交换机配置管理IP，主要配置命令如下： SWB(config)#interface vlan 1 S W B ( c o n f i g - i f ) # i p a d d r e s s 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 2 255.255.255.0 SWC(config)#interface vlan 1 S W C ( c o n f i g - i f ) 255.255.255.0 SWD(config)#interface vlan 1 S W D ( c o n f i g - i f ) # i p a d d r e s s 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 4 255.255.255.0 （2） 配置特定生成树 本实验配置的生成树取代默认生成树结构。要求SWB 为生 成树的根，SWB<->SWC、SWA<->SWC 与SWA<->SWD 为备份链路， 不加入生成树结构，这样在网状的环形网络中，跨越所有交换机 形成了个无环路的树形链路。本文中生成树配置以四元向量组： { Root ID, Root Path Cost , Designated Bridge ID, Designated Port ID } 优先级为判定依据。 ① 配置根桥 根据公式（1），Root ID 是网络中所有交换机的桥标识最 优者。SWB 为根桥的必要条件是桥标识是四个交换机中的最小 值。配置SWB 的桥标识优先级命令如下： SWB#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. SWB(config)#spanning-tree vlan 1 priority 32767 ！将桥标识优先级设为32767，默认为32768，所以SWB 桥 标识优先级最高成为根桥 ② 计算Root Path Cost 值并设置根端口 根端口的确定是依据根桥至其他交换机端口的总开销，即 四元向量组中Root Path Cost 值确定的。根据公式（2），非根 桥交换机上若干端口中只有Root Path Cost 值最小者为根端 口。 在GNS3 客户端界面上，运行协议分析软件分别捕获SWC 的 三个端口接收的STP PDU。其中f0/0 端口的STP 协议包是由根 桥SWB 直接发来，f0/1 与f0/2 则分别由SWD 和SWA 转发根桥 发送的STP 协议包。捕获的STP 协议包解码如图3 所示。 图3(a) 是在SWC 的f0/2 端口捕获的IEEE802.1D 格式的 STP 协议包解码，其中接收的Root Path Cost 值为0，这是由 于该包直接由根桥发送来，根据公式（2），进入SWC 的f0/2 端 口后的端口开销值为： R o o t P a t h C o s t ( f 0 / 0 ) = 0 + P o r t C o s t ( f 0 / 0 ) （3） 图3(b) 是在SWC 的f0/0 和f0/2 端口捕获的STP 解码包， 二者的Root Path Cost(receive) 值均为19，这是由于STP 包 经过SWA 或者SWC 端口接收后转发过来，而Cisco 交换机默认 百兆以太网Port Cost 值为19。由公式（2）得到f0/0 与f0/2 的根开销为： R o o t P a t h C o s t ( f 0 / 1 , 2 ) = 1 9 + P o r t C o s t ( f 0 / 1 , 2 ) （4） 若要使得SWC 的f0/1 成为根端口，解决方法是将f0/0 与 f0/2 的Port Cost 值设置较大，使Root Path Cost(f0/1) 值 最小。配置端口开销的主要命令如下： SWC(config)#interface f0/2 SWC(config-if)#spanning-tree vlan1 cost 22 !f0/2 端口开销设为22， SWC(config-if)#exit SWC(config)#interface f0/0 SWC(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost 39 !f0/0 端口开销设为39 ③ 确定指定端口和阻塞端口 判定一条链路上两个交换机哪个为指定桥的依据是交换机 接收的Root Path Cost(receive) 的值小者为指定桥。链路上 属于指定桥的端口为指定端口（Designated Port），其余端口 为阻塞端口（Blocked Port），这样，网络逻辑中一条按照要求 的树形结构建立起来。 （3） 生成树验证以及恢复测试 生成树建立后，可以在各个交换机上通过相关查看命令验 证生成树的结构是否符合要求。以SWC 为例，显示结果如图4 所 示。 该结果显示SWC 的Root Path Cost 值为38，f0/1 为根 端口为转发状态，其余两个端口为阻塞端口，SWC 的端口状态 符合生成树要求。基于同样命令，可以查看其余交换机的端口状 态、根桥标识等信息。 在交换机SWD 上关闭f0/1 接口以模拟网络故障，这样SWD 与SWC 就从原有生成树结构中断开。但有了STP 的维护，各个交 换机又会利用备份链路重新生出新的树，网络在短暂的状态学 习后重新恢复正常。实验中使用Ping 命令测试各个交换机的响 应，结果显示网络依旧连通，验证了STP 的链路恢复功能。 3 结束语 图 3(a) SWC 的f0/2 端口STP 包解码图 3(b) SWC 的f0/0 和f0/1# i p a d d r e s s 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 3 2013.24 科技论 |
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