第３３卷第４期　２０２０年１２
月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ
Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．４　
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０２０　
收稿日期：２０２０－１１－０２修回日期：２０２０－１１－１２
作者简介：赵军（１９７８－），男，河北张家口人，副教授。研究方向：软件开发、数据库技术。
研究课题：本文系教育部赛尔网络项目“ＩＰｖ６网络教学平台的研发”（项目编号：ＮＧＩＩ２０１９０５０７）的研究成果。ＩＰｖ６网络教学平台的设计与开发
赵　军，陈延东，单鑫宇
（张家口学院，河北张家口０７５０００）
  摘要：为了适应我国下一代互联网ＩＰｖ６的发展以及校园对网络教学平台的需要，拟对ＩＰｖ６网络环境下的网络教学平台进行设计与开发。该平台支持以ＩＰｖ６优先，兼容ＩＰｖ４的双栈节点技术，安全便捷地实现网络课程建设、班级建设、教学视频上传及播放、资料上传与下载、教学信息发布、网上答疑、作业提交等功能模块，满足高等院校网络教学需求。
关键词：ＩＰｖ６；网络教学平台；开发
中图分类号：ＴＰ３１９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８－８１５６（２０２０）０４－００６２－０４
  引言
随着教育信息化的发展，网络教学平台以其不受时空限制的灵活教学形式，逐渐在高校中普及。尤其是新冠疫情爆发以来，网络教学更突出了其不受时间地点约束、教学资源共享等优势，为教育教学工作的顺利开展提供了新途径。教师通过网络教学平台向学生布置预习任务，学生定时提交作业。教师上传教学视频资料、学生随时点播观看。教师共享资料、网上答疑并与学生有效互动。
目前的互联网技术和网络平台基础是Ｉ
Ｐｖ４。在ＩＰｖ４中，３２位的网络地址结构提供了大约４３亿个网络地址，随着世界上网络设备的不断增多，
ＩＰ地址逐步枯竭。ＩＰｖ６作为下一代互联网协议，在多方面克服了ＩＰｖ４协议暴露出的问题，将逐渐替代ＩＰｖ４成为下一代互联网的基础。ＩＰｖ６作为新的网络协议，具有以下显著优势：
（１）地址空间巨大
ＩＰｖ６的地址长度为１２８位，可以提供２１２８－１个地址。与ＩＰｖ４的３２位地址空间相比，极大地扩充了可用地址数量，彻底解决了ＩＰ地址匮、即将用尽的危机。
（２）传输速度快
ＩＰｖ４的地址管理缺乏统一性，其路由器存在的大量路由表增加了查路径的开销。ＩＰｖ６地址分配符合聚类原则，从而路由表的长度更短，提高了数据包的转发速度。因此对数据文件传输速度更快，更适合对大信息量的媒体文件进行传输和访问。
（３）安全性高并支持移动设备
通过对Ｉ
ＰＶ６的报头进行扩展，提高了网络安全性及对移动设备的支持。在ＩＰｖ６的报头中增加认证项，实现对网络层数据的加密，保障了网络中传输数据的安全性。同
时，通过添加移动报头，实现了对移动设备的支持。
（
４）服务质量更好为保障网络多媒体业务的服务质量，减少传输延时和抖动等，在ＩＰｖ６的报头中增加流量类别和流量标签项，在数据包传输过程中实现分类管理，极大地提高了服务质量。
一、网络教学平台的功能和网络教学平台对互联网技术的要求
（一）国内主流网络教学平台的功能
当前国内主流的网络教学平台有超星学习通、职教云、智慧树等，每种平台有其各自的功能特点。超星学习通是面向智能移动设备的网络学习平台，用户可以通过手机、ｉＰａｄ等移动终端进行接入学习。超星学习通不仅支持学校课程的在线学习，同时也可以实现图书资料的查询、浏览，为用户提供了灵活快捷的学习途径。职教云充分发挥网络教学模式的灵活性，通过网络手段开展教学活动。一方
面教师可以通过实时数据反馈掌握学生的学习动态，另一方面，学生可以通过网络平台学习相关课程，完成作业提交、考试等一系列课程要求。实现了“教师主导、学生主体”的新教育理念。智慧树是面向全球的综合性网络教育服务平台，为用户提供了多个层次、各个学科的学习视频，支持跨校授课、在线互动、虚拟实验等多种学习形式。
可见，网络教学平台与传统的教学方式相比有不受时间、地域限制的优点，有利于实现教育资源共享，促进各区域教育发展的均衡性。同时，创新的网络授课模式吸引了学生的学习兴趣，优化了学习效果。网络教学平台与传统教育模式相结合将会成为教育教学的主流模式。
（二）网络教学平台对互联网技术的要求
随着网络教学平台的日渐普及，其必然朝着开放化、高效化、智能化的方向发展。为了提高服务质量，提升用户使用体验，需要有先进的互联网技术支持。在网络带宽方面，网络教学平台存在并发用户数量众多的特点，为了保证用户高峰期数据的传输速率，对网络带宽的有较高的要求；在服务质量方面，要减少数据延时和抖动，保证课程播放过程的流畅性；在网络安全性方面，要保证数据在存储和传输过程中的安全性，不被非法删除篡改。
但是目前国内外市场上推出的电脑版软件或移动Ａｐｐ绝大多数都只支持ＩＰｖ４技术。也就是说国内主流的网络教学平台只支持ＩＰｖ４。随着下一代ＩＰｖ６技术的逐渐普及，研发支持ＩＰｖ６或
ＩＰｖ６／ＩＰｖ４兼容的双栈节点网络教学平台软件已经刻不容缓。因此，本文基于ＩＰｖ６技术、兼容ＩＰｖ４构建网络教学系统平台，旨在促进教育与互联网深度融合。
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二、网络教学平台需求分析
高校在进行教学网络时，用户分为三类，教师用户、学生用户、管理员。管理员是进行相应后台管理的用户。管理员的作用是导入学校部门名称、导入教工信息，将各个部门的学生信息以班级为载体导入进来。管理员还可以为忘记密码的教师或学生回密码等等。
教师用户是建设课程的主体。学生用户则是学习课程的主体。这两部分是网络教学平台的重点。
（一）教师用户应该包括以下功能
１．登陆及个人信息
验证教师的身份，确保网络教学资源平台的安全性，同时可方便教师完善个人信息。
２．课程建设
这是教师要进行网络授课的第一步也是最重要的一步，因为只有建立课程后，其它活动才可以开始。教师在网络教学平台申请建设相应的课程。然后完成一系列教学活动。
３．班级建设
教师在课程下将需要教学的班级导入进来。导入进来的班级学生可以共享所有的课程内容。
４．互动交流
教师可以发布各类学习活动，例如布置作业、安排签到、开展讨论、网上答疑等，与同学互动交流。
（二）学生用户包括的功能如下：
１．登陆及个人信息
管理员将全校学生信息以班级为载体导入到系统。学生只需输入自己的学号及密码就能进入到系统学习。学生也可以在个人信息中修改自己的头像或密码。
２．课程学习
这是网络教学资源平台最重要的学生模块。学生进入到相应课程中，按照划分好的章节观看视频、下载课件，完成相应的学习活动等。
３．互动交流模块
学生可以回应教师发布的各类任务，如提交作业、完成签到、展开讨论，向教师提问及现场互动等。
三、网络教学平台主体功能设计
根据前期的需求分析，网络教学平台包含教师功能、学生功能、管理员三大功能模块。如图１
所示。
图１系统功能模块
（一）教师端功能模块
教师端功能模块主要包括登陆、教师个人信息修改、课程建设三个模块。教师在用自己的工号登陆后可以进行个人信息的修改，如修改密码，上传头像等。
课程建设是教师端最重要的环节。创建课程是课程建设的第一步，教师建立自己的课程，可上传课程图片、上传片头动画。在课程下编辑好章节目录，在每一个章节目录下可以上传对应的教学视频、课件。
在课程中创建班级。班级建设主要指将要授课的对象导入到系统中来。可将授课班级成批导入，也可通过班级码现场建班或者学生网络申报公开课。教师端功能模块如图２
所示。
图２教师端模块
教学团队、教学条件、教学效果等平台教学所需资料均可上网显示，如图３
的资料上网显示子模块所示；
图３资料上网显示子模块
在网络教学平台能够创建专门的资源共享子模块，包括视频资源、课件、教案、练习题与解析等，如图４
所示。
图４资源共享子模块
建立学习班级后（去掉）在网络教学平面能够创建专门的师生互动子模块，教师可与学生进行互动交流。如布置预习任务，布置作业，设置作业定期提交。教师可以让学生在有效的时间段内签到，展开讨论或者网上答疑。如
２０２０年１２月　赵　军，陈延东，单鑫宇：ＩＰｖ６网络教学平台的设计与开发　第４期
图５
所示。
图５教师端师生互动子模块
（二）学生端功能
学生端功能主要包括登陆、个人信息修改、课程学习、师生互动四个模块。学生登陆后，进入个人信息修改模块。可以修改个人信息，修改密码、上传头像。如图６
所示。
图６学生端模块
能够在学生端创建专门的课程学习模块。学生选修课程后，能够观看章节目录，点播教学视频。下载课件、习题等资料，如图７
。
图７课程学习子模块
在学生端创建师生互动模块。如图８所示。包括查看预习任务、查看作业，完成作业后在截止日期前提交。响
应教师布置的讨论，在网上和教师完成互动，课前手机
签到。
图８学生端师生互动子模块
（三）管理员功能
管理员在登陆后，可以将部门信息表以Ｅｘｃｅｌ文件的形式导入到系统中。同时具备将教师信息、学生信息以部门及班级为单位，以Ｅｘｃｅｌ文件的形式导入到系统中。管理员可以为教师或学生回忘记的密码。如图９
所示。
图９管理员功能
四、流程设计
（一）教师授课流程
教师利用网络教学平台进行授课的流程基本是登陆后先建课程。在建课时可以上传课程图片及上传片头视频。然后在课程下建立班级。可以将学生信息以班级为单位导入进来，也可以向学生发送班级码，通过班级码现场
建班。
建设课程后编辑章节目录，就可以开展教学活动了，如图１０
所示。
图１０教师授课流程
２０２０年１２月
张家口职业技术学院学报第４期
  （二）学生利用网络教学平台进行学习流程
学生登陆后，单击所学课程相应图片，就可以进入课程。单击相应课程目录就可以点播相应教学视频。单击
相应菜单可以进行下载资料、签到、查看预习任务、提问，如图１１
所示。
图１１学生学习流程
  五、编码测试、搭建ＩＰｖ６服务器
平台采用Ｊａｖａ语言进行设计，数据库用ＭｙＳＱＬ。服务器采用ＣｅｎｔｅｒＯＳ７，用Ｎｇｉｎｘ配置ＩＰｖ６服务器。
Ｎｇｉｎｘ配置增加ＩＰｖ６监听，负载均衡也修改为ＩＰｖ６地址。具体技术如下：
Ｌｉｎｕｘ开放ＩＰｖ６的８０端口
ｉｐ６ｔａｂｌｅｓ－ＩＩＮＰＵＴ－ｐｔｃｐ－－ｄｐｏｒｔ８０－ｊＡＣＣＥＰＴＳｅｒｖｉｃｅｉｐ６ｔａｂｌｅｓｓａｖｅ
或者采用以下方式访问，配置同时支持ＩＰｖ４和ＩＰｖ６ｌｉｓｔｅｎ８０；
ｌｉｓｔｅｎ［：：］：８０ｉｐｖ６ｏｎｌｙ＝ｏｎ；
配置好了ＩＰｖ６服务器，ＩＰｖ６网络教学平台就可以顺利使用了。
六、结语
网络教学平台是目前高校必备的教学软件。ＩＰｖ６是下一代互联网平台的基础。使用ＩＰｖ６技术能够建立满足高校需求的网络教学平台，网络教学平台适应于ＩＰｖ６网络，既满足了高校的教学使用需求，又适应了互联网发展趋势，实现教育与互联网深度融合。
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＩＰｖ６ＮｅｔｗｏｒｋＴｅａｃｈｉｎｇＰｌａｔｆｏｒｍ
ＺＨＡＯＪｕｎ，ＣＨＥＮＹａｎ－ｄｏｎｇ，ＳＨＡＮＸｉｎ－ｙｕ
（ＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ，Ｈｅｂｅｉ０７５０００）
  Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ’ｓｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔＩＰｖ６ａｎｄｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｃａｍｐｕｓｎｅｔｗｏｒｋｔｅａｃｈｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｅｎｄｓｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｔｅａｃｈｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｕｎｄｅｒｔｈｅＩＰｖ６ｎｅｔｗｏｒｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｓｕ
ｐｐｏｒｔｓｔｈｅｄｕａｌｓｔａｃｋｎｏｄｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈＩＰｖ６ｐｒｉｏｒｉｔｙａｎｄＩＰｖ４ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓａｆｅｌｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｃｏｕｒｓｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃｌａｓｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｅａｃｈｉｎｇｖｉｄｅｏｕｐｌｏａｄａｎｄｐｌａｙ，ｄａｔａｕｐｌｏａｄａｎｄｄｏｗｎｌｏａｄ，ｔｅａｃｈｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｌｅａｓｅ，ｏｎｌｉｎｅｑｕｅｓｔｉｏｎａｎｓｗｅｒｉｎｇ，ｈｏｍｅｗｏｒｋｓｕｂｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌｅｓ，ｓｏａｓｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｅａｃｈｉｎｇｉｎｃｏｌｌｅｇｅｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．
  Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＰｖ６；ｎｅｔｗｏｒｋｔｅａｃｈｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
２０２０年１２月　赵　军，陈延东，单鑫宇：ＩＰｖ６网络教学平台的设计与开发　第４期

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