路由实训总结范文

时间:2023-03-17 01:29:26

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路由实训总结

篇1

关键词:211人才培养模式;网络实训;项目引导;任务驱动

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)14-3314-02

Exploration and Practice of Network Training Teaching Based on 211 Personnel Training Model

LI Xue-feng,YANG Jian-qiang

(School of Matematics and Computer Science, Hubei University of Arts and Science, Xinagfan 441053, China)

Abstract: In this paper , the contect architecture and teaching method of network training are discussed under 211 personnel training mod? el. The experience is communicated and summarized in whole teaching tache of project programming,task setting,teacher inspecting, stu? dent communicating, group competiting and cooperating,based on project leading and task driving network training teahing.

Key words: 211 personnel training model; network training; project leading; task driving

针对当前社会对人才的需求,应用型创新人才211培养模式被越来越多的高等院校所重视。我院在2007年开始进行211人才培养模式的教学改革,为计算机科学与技术专业网络方向的高年级学生设置了一个学期的专业实训,用以重点培养学生的专业技术能力。针对新的教学要求,我们制定了实训方案,并提出“项目引导、任务驱动”的实训教学方式,该文是对几年来网络实训教学的教学方案、实施手段以及教学效果的总结,同时也对进步提升实训教学效果提出了一些思考。

1网络实训内容体系的制定

根据学院211人才培养方案,网络实训为时一个学期,这对于我校而言是前所未有的,在兄弟院校也是没有先例的。如何确定网络实训的内容体系是我们面临的第一个问题。

根据网络行业的需求,我们确定了网络实训的目的是为了从网络设计与实现、网络服务的部署与管理、网络工程的实施与管理上,培训具有较高的网络理论知识,较强网络设计与管理能力、熟练掌握网络工程实际操作的复合型网络人才。并最终确定网络实训的内容由路由与交换实训、网络系统工程实训与网络服务与管理实训三部分组成。

路由与交换实训主要针对计算机网络系统集成的设计与实现的实际训练,着重锻炼学生熟练地掌握中、小型计算机网络的设计、部署与实施的能力,其中主要是基本的交换机与路由器配置与管理,VLAN的设置与管理、生成树协议的配置与管理、无线网络的设计与管理、NAT的配置与管理、路由协议RIP与OSPF的配置与管理、网络安全的配置与管理等等,通过实训切实地加强学生实际动手能力的锻炼和培养,使学生能具备熟练设计、部署与实现中、小型计算机网络的能力。

网络服务与管理实训主要针对基于操作系统之上的网络服务的规划、部署实现与管理的实际训练,着重锻炼学生在Windows Server环境下根据用户需求进行网络服务的部署、实施与管理的能力,其中主要有DHCP服务、DNS服务、WINS服务、WWW与FTP服务、电子邮件服务、流媒体服务、PKI与CA服务、TLS/SSL服务、VPN服务、活动目录的创建与管理、组策略的应用等。通过这部分的实训,让学生能熟练的在Windows Server下进行网络服务的部署、实施与管理的能力。

网络系统工程实训主要针对智能楼宇建筑与网络综合布线工程的实训,通过以真实的企业网络需求为背景,进行企业网络工程的应用分析、规划、设计、实现与测试,让学生熟练地掌握网络工程的从需求分析、分析设计、预算与投标、工程实施与检测验收的全过程,培养学生根据实际需求进行网络工程的设计、文档的建设、工程预算、工程实施、工程的检测与管理的能力。

2网络实训方式

一个学期的实训,在如此长时间里如何保持学生的积极性,让学生能在教师的引导下自主地学习,是我们面临的第二个问题?

根据网络工程的特点,我们确定了“项目引导、任务驱动”的网络实训教学方式。此方式以项目为引导、以任务驱动、教师为主导、学生为主体,将所要学习的新知识隐含在一个或几个任务之中,通过任务的实施来学习新知识,掌握新技能。教学方式的改变,同时也对教师的能力提出了更高的要求[1][2]。实践证明,这种教学方法更适合网络实训教学。

3“项目引导,任务驱动”的网络实训教学

3.1“项目引导,任务驱动”式教学法

“项目引导,任务驱动”教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。“项目引导,任务驱动”教学法强调:学生的学习过程必须与一个具体的项目或问题相结合,以探索完成项目要求来引导和维持学习者的学习兴趣和动机;创设真实的情境,让学生带着真实的目标去实习;学生拥有学习的主动性,成为学习的主体,教师则引导学生探索并进行相应的评价[3][4]。

使用“项目引导,任务驱动”教学法是由计算机网络实训教学的特点决定的。计算机网络是一门集专业知识和技能于一体的实践性很强的综合性课程,要求学生既要有一定的理论知识,又要具备网络与服务设计能力、部署实现与管理能力。更重要的 是,现代计算机网络的快速发展,网络新技术不断涌现,且网络产品种类较多,学生必须具有一定的自主学习的能力和终身学习的思想,才能适应现代社会的发展。

“项目引导,任务驱动”教学法就是通过一系列的项目,引导学生由易到难、由简到繁循序渐进地自主完成相应学习内容,从而在学习系统知识的基础上,培养其分析问题、解决问题的能力,掌握处理项目的具体思路、自我提高的思想、合作学习的精神。

3.2“项目引导,任务驱动”的网络实训教学设计

在“项目引导,任务驱动”的网络实训教学中,实训指导书的设计与编写是做好实训工作的第一步。“项目引导,任务驱动”的实施是需要一定的基础的,是建立在学生熟练掌握了基本理论与基本技能之上的,所以我们的实训指导书由三部分组成:基本理论与基本操作、实训任务、拓展任务。

基本理论与基本操作部分的内容是要求指导教师对学生进行讲解的,在进行实训任务之前,务必要求每位学生必须熟练掌握的,只有这样才可以起到事半功倍的效果。

实训任务与拓展任务部分则是按照“项目引导,任务驱动”的方式来设计的。此时,项目与任务的设计是成功运用该方法的关键,它将决定教学是流于形式,还是真实有效的;决定学生的学习是主动的还被动的。因此在项目与任务的设计上,要注意以下几点:

1)项目背景的真实性。

对于每一个实训项目,必须给一个真实的项目产生的背景。项目背景的真实性,有助于让学生了解所学知识的应用场景,有助于调动学生学习的积极性,激发学生学习的动力,也有利于学生学习之后的成就感。

2)任务目的的明确性

项目中的任务的设计要求每一个任务的目的必须明确地进行说明。任务的顺序最好是我们解决相应问题一般流程的顺序。可以针对相应知识点的要求,特别设计一些相应的任务,通过让学生完成相应的任务,观察相应的结果,加深对网络工作机制的理解。

例如,在静态路由与默认路由的实训,用二个路由器连接的三个网络,在配置好接口的IP地址后,在每个网段的PC上设置好IP地址和默认网关后,让PC间互ping,让学生观察PC间的连通性,并加以思想,为什么会这样?学生观察到的现象,引导其思考学习路由的工作机制。并进步提出如果要让三个网段都能互通,要如何配置?如此,步步为营,步深入地引导学生学习。

3)项目的综合性。

在教学中所选择的项目能将理论知识和实践技能结合在一起,能把学过的知识和即将要学的知识综合起来,这样学生在即学习了新知识,又复习了旧知识,同时还学会了综合运用知识。

例如,在NAT的实训中,设计了一个小型企业网设计的项目中,项目任务设计为:1)画出拓扑结构;2)规划VLAN;3)规划IP地址;4) VLAN间的互连;5) NAT与Internet的连接;6)企业内的PC访问Internet上服务器的数据包传输过程的观察。

这个项目就包括了以前已学过的知识,如VLAN,VLAN互连等,也隐含了新的知识,如NAT的使用,NAT数据包的变化过程等。学生完成这个项目的同时,也学会了知识的综合应用

总之,在设计项目时,要仔细推敲各个知识点的相互联系,统筹兼顾,为学生设计出一系列典型的操作性较强的项目,引导学生去探索知识,获取知识,运用知识,充分发挥学生的主观能动性,培养他们的创造性思维,合作学习的能力,提高学生的综能力。

3.3指导教师的检查与督促

在实训过程中,指导教师的及时督促与检查,也是保证实训按时按量完成的非常重要的一环。学生个体存在差异,在同一个任务的实施过程中,完成情况会出现很大的差异,有的学生能很轻松的完成,但有的同学却感觉到困难。这要示教师在任务的设计要兼顾到大多数同学,在完成任务的过程中注意每个学生的情况,及时给予帮助和鼓励,不让一个学生掉队。

3.4学生阶段报告与经验交流

实训过程中,每周进行一次实训阶段报告,从这一周中抽出一些知识点作为报告内容,让学生上台来讲解,交流心得体会。在交流过程中,特别要求学生注重交流在实训过程中的出错的一些案例,是如何产生及解决的,通过总结交流经验教训,让学生整体进步提高。

3.5单兵训练、小组竞赛与团队合作

单兵训练,是指实训中的一般任务都要求每位同学都必须独立完成。让每位学生都要掌握整个知识体系的每一部分的内容。在做路由交换的实训中,单兵训练时,我们一般让学生使用模拟器来进行,这样操作会更加简便。

现实社会中,一个网络工程任务往往任务大、时间紧,所以团队合作的训练是必须的。为了培养学生的团队合作的能力,在实训中分阶段地设置一些综合性的项目。这些综合性项目都要完成多台设备的配置与网络调试,并且要求必须在实际设备上来完成。综合项目以小组为单位进行比赛,以完成时间的长短作为小组成绩的依据。每次小组比赛后,教师进行总结评分,并将此评分做为最终实训成绩计算的一部分。

这种综合项目要求小组同学必须进行分工合作,相互配合才可以取得好的成绩。通过小组竞赛,激发学生热情,加强学生间的团队合作的意识与能力。

3.6“项目引导,任务驱动”式网络实训效果

通过二年的“项目引导,任务驱动”的网络实训教学,实践表明此方法能充分调动了学生的学习积极性,提高了学习的热情,充分发挥了学生在学习过程中主动性和积极性,为学生自主培养创新能力创造条件、拓展空间。

4总结

在211人才培养模式下,学生的理论应用能力与实际动手能力被充分地重视,实训力度加大。经过实践说明:“项目引导,任务驱动”教学方法,辅助以配套的实训指导书、教师监督激励、报告交流、小组竞赛与团队合作等机制,可以很好地解决实训中长时间激发学生的学习动力,保持学习热情,取得很好的教学效果。

参考文献:

[1]张奇.项目驱动式教学在《管理信息系统》中的应用探讨[J].计算机教育,2007(9).

[2]王春婷.浅谈任务驱动教学法在计算机教学中的应用[J].太原大学教育学院学报,2011(2).

篇2

摘要:实验教学是高职计算机网络课程的重要组成部分,本文结合当前高职计算机网络课程实验教学的现状,提出一种采用Packet Tracer网络模拟软件来完成计算机网络实验的有效方法。

关键词:计算机网络;Packet Tracer;模拟;实验教学

中图分类号:G642文献标识码:B

1高职计算机网络课程实验教学的现状

实验教学是保证学生实践能力得到培养和提高的前提,实验内容的合理设置是保证计算机网络课程教学效果的关键[1]。近年来,随着办学条件的改善,不少高职院校投入资金,购置路由器、交换机等高端网络设备,建设了网络实训室,使学生得以有机会接触物理设备,进行实际操作,从而为培养合格的高级技能型人才,奠定了基础,迈出了可喜的步伐。

但硬件条件的改善并不意味着教学效果的提升,在实际的教学中,还存在着许多不尽人意的方面,主要表现在:

(1) 由于计算机网络具有技术更新较快、和厂商联系紧密、专业性和实践性较强等特性,目前社会有着相对完善的以生产厂商为主导的认证培训资源,但这些还没能和高职教学很好的结合起来。高职网络技术教学环节中普遍存在的重理论、轻实践的现象,教学过程中面临的重视课堂教学而忽视实验课程的问题等,还没有彻底扭转。目前配套的实验教材非常匮乏,没有形成完整的实验体系。

(2) 不少院校虽然建设了网络实训室,但投入的经费毕竟有限,且不可能持续的投入,网络设备数量上欠缺和种类上不可能完整,且某些网络环境具有不可模拟性,导致利用其进行实验教学的效果有限且升级困难。实验过程中对设备的操作频繁,由误操作导致的设备损耗等问题也会严重地影响实训室的正常运转。

(3) 实际网络设备在使用上的单用户性,导致实训室适合于小班化教学,和目前日常的教学组织形式相矛盾,这使得实训室使用频率高,但实验的教学效率极低,虽然可以通过改变教学组织形式或引入实验管理机制,如“一键清”功能等,但无法从根本上解决问题。

(4) 从学生认知规律的角度讲,理论与实践相结合,正确的理论指导正确的实践,计算机网络是一门理论性和实践性均很强的课程,而从理论的掌握到实践活动的开展,中间需要一个过渡,即学生在进入网络实训室进行实验活动之前,需要作一定的准备,对相应的理论知识要有一定的理解,并且对实验设备的特征、性质、配置、操作等要有一个总体的掌握,如果没有这些必要的知识储备和事先准备工作,学生进入实训室时,往往表现得无从下手和无所适从,冒然动手,必然带来误操作的增多,甚至完全错误的操作。

为解决上述问题,近年来在计算机网络技能培训领域,普遍采用了引入网络模拟软件进行辅助教学的方法,实践证明,这是一种行之有效的方法。计算机模拟技术的发展,已达到了相当的程度,足于开发出能逼真模拟真实环境的软件。引入模拟软件,可以弥补网络技术教学和学习过程中的许多不足,如在无法接触实际的物理设备的情况下,仍能开展教学和学习活动;软件能模拟出尽可能齐全的网络设备和实验环境,而这在真实环境下由于受资金和条件的限制不可能完全做到;而且模拟设备不存在损坏问题,能反复进行操作,有效地解决了设备损耗问题;在学生进入实训室操作实际的物理设备之前,可以对模拟设备进行操作和进行实验,这样就很自然地完成了从理论到实践的过渡。

所以,高职计算机网络课程的教学,在购置一定的实际网络设备,建立专用实训室的同时,辅以网络模拟软件构建网络实训平台,充分利用模拟软件在教学过程中所起的设备替代和教学辅助作用,虚实结合,构建科学完整的计算机网络课程教学和实训体系。目前,此类网络模拟软件有很多,如NS-2、OPNET Modeler、Matlab、Packet Tracer、Boson Netsim、RouterSim、Sybex Virtual Lab、Flash Lab、CIM、RouteSim、Dynamips GUI等,这些软件大部分以思科网络实验环境和设备为标准。经过实践和比较,笔者认为Packet Tracer是其中一种功能较为完善的模拟软件,非常适合于高职计算机网络课程的实验教学。本文以利用Packet Tracer 4.11软件完成两个广域网实验为例,来体验在网络实验教学中引入模拟软件的优越性。

2packet tracer简介

Packet Tracer是思科公司为网络学员认证学习而开发的一套用来设计、配置和排除故障的网络模拟系统,目前最新版本为5.0。同其他的网络模拟软件相比,该软件:

(1) 支持多协议模型:支持常用协议HTTP、DNS、TFTP、Telnet、TCP、UDP、Single Area OSPF、DTP、VTP和STP,同时支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Frame Relay、PPP、HDLC、inter-VLAN routing和ICMP等协议模型。

(2) 支持大量的设备仿真模型:路由器、交换机、无线网络设备、服务器、各种连接电缆、终端等,还能仿真各种模块,这在实际实验设备中是无法配置齐全的。对设备均提供图型化和终端两种配置方法,各设备模型均有可视化的外观仿真。

(3) 支持逻辑空间和物理空间的设计模式:逻辑空间模式用于进行逻辑拓扑结构的实现;物理空间模式支持构建城市、楼宇、办公室、配线间等虚拟设置。

(4) 可视化的数据报表示工具:配置有一个全局网络控测器,可以显示仿真数据报的传送路线。

(5) 数据报传输采用实时模式和仿真模式,实时模式与实际传输过程一样,仿真模式通过可视化模式显示数据报的传输过程,使用户能对抽象的数据的传送具体化。

以上这些特点保证了利用Packet Tracer软件可以方便快捷地进行网络组建、设备配置、协议测试等网络技术实验[2]。

3在packet tracer中实现的广域网实验

3.1实例1――点到点帧中继实验

实验连接图形见图1。

实验内容和要求:利用一个云图连接两个路由器(Router0和Router1),实现帧中继连接,两路由器间能互相访问。

具体配置过程:

(1) 在packet tracer 4.11中,拖入两个2620XM路由器和一个Cloud-PT云图,分别点击两个路由器,为它们各增加一个WIC-2T模块,然后使用Serial DTE连接线按图1所示把设备连接起来。注意连接线的方向,其中一根线的同步时钟(rate)在云图端,则另一根线的同步时钟使之在路由器端。

(2) 对路由器Router0的配置如下:

Router>en

Router#conf t

Router(config)#hostname Router0

Router0(config)#int s0/1

Router0(config-if)#ip address 192.168.10.209 255.255.255.252

Router0(config-if)#encapsulation frame-relay

Router0(config-if)#frame-relay map ip 192.168.10.210 56 broadcast cisco

Router0(config-if)# clock rate 56000

Router0(config-if)#exit

Router0(config)#router rip

Router0(config-router)#version 2

Router0(config-router)#network 192.168.10.0

Router0(config-router)#end

(3) 对路由器Router1的配置如下:

Router>en

Router#conf t

Router(config)#hostname Router1

Router1(config)#int s0/0

Router1(config-if)#ip address 192.168.10.210 255.255.255.

252

Router1(config-if)#encapsulation frame-relay

Router1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.10.209 99 broadcast cisco

Router1(config-if)#exit

Router1(config)#router rip

Router1(config-router)#version 2

Router1(config-router)#network 192.168.10.0

Router1(config-router)#end

(4) 对云图的配置如下:

点击云图,选择进入配置(config)页面,在左边的设置项目栏中,分别点击INTERFACE下的Serial0和Serial1,设置Serial0的DLCI为56,Name为to-s0,点击Add按钮载入;设置Serial0的DLCI为99,Name为to-s1,点击Add按钮载入,如图2所示。然后点击项目栏中的Frame Relay项,设置为Serial0和Serial1互相连接,点击Add按钮载入,如图3所示。

(5) 实验测试,如图4所示,Router0和Router1已能互通。

上述实验中加入一个云图的目的,是使之更符合实际广域网的环境,这在实训室中是无法做到的,也就更有利于加强学生对有关概念的理解和掌握。

3.2实例2――dsl modeml连接实验

实验连接图形,见图5。

实验内容和要求:利用一个DSL-Modem和一个云图,连接网络,模拟远程拨号通信,使两台远程主机能互相通信。

具体配置过程:

(1) 在packet tracer 4.11中,拖入一个DSL-Modem和一个云图,DSL-Modem-PT默认有两个接口(port0和port1),port0为RJ-11接口,port1为RJ-45接口,用phone连接线将两者连接,DSL-Modem端接port0,云图端接Modem4。再拖入一台2950T交换机和两台PC,连线如图5所示,云图和交换机间用copper cross-over线相连,云图端接eth6,交换机端接fa0/1。PC0和DSL-Modem-PT直接用copper straight-through相连,DSL-Modem-PT端接port1。

(2) 分别设置两台PC的IP地址如图5所示。

(3) 对云图作设置如下:

点击云图,选择进入配置(config)页面,在左边的设置项目栏中,点击INTERFACE下的Ethernet6,保证右边Provider Network选项为DSL,如图6所示。然后点击项目栏中的DSL项,设置为Modem4和Ethernet6互相连接,点击Add按钮载入,如图7所示。

(5) 实验测试,如图8所示,PC0和PC1已能互通。

为了简化问题,上述远程通信的两台PC的IP地址在同一个网段中,可以进一步修改实验,加入路由交换机制,使不在同一网段的主机也能相互通信,请读者自行实现。

通过上述两个实例,利用模拟网络实训平台进行案例教学,效果直观,学生印象深刻。用该平台做的路由交换实验,对于学生理解静态路由、动态路由协议、DTE/DCE设备等概念都有很大帮助。

Packet Tracer软件还自带了许多任务和实例,可以在深度和广度上对知识进一步拓展。使用该平台,可以明显提高学生的学习兴趣,学习过程由被动接受知识变为主动思考、验证、解决问题的过程。学生通过自己设计案例,会发现更多的问题和规律,从而触类旁通,举一反三,取得良好的学习效果。

4总结

将实际网络实训室和Packet Tracer网络模拟平台相结合,有效地解决了高职院校实践实训中资金和设备的短缺问题, 通过模拟平台使学生能得到充分的网络技术训练, 同时又能通过实际设备增加对网络的感性认识。由于PacketTracer4.11在设备选择方面的灵活性,将有效地提高教学效果,节约学校的设备投入,具有广泛的推广价值。

参 考 文 献

[1] 任晓鹏,李伟华. 基于Packet Tracer构建虚拟网络实训平台[J]. 中国职业技术教育,2006,(27):44-46.

[2] 尧有平. 基于Packet Tracer 4.11构建仿真网络实训平台[J]. 福建电脑,2008,(5):143-144.

[3] 程勇军. 利用模拟软件改进中高职网络实验教学的探讨[J]. 广州广播电视大学学报,2008,(2):52-55.

篇3

关键词:计算机网络;教学改革;一体化教学;软件仿真实训

一、引言

《计算机网络》的理论知识相对比较枯燥,抽象。学生在学习理论时单纯学习理论,导致理论的学习很难达到预期的效果,理论的同时不能动手做实验,导致理论与实践脱节,学生对理论学习比较排斥,在做实验的阶段无法有效地将已学理论和实验结合起来。尤其是我校是中职院校,学生们学习理论知识相对比较困难,这就迫使我们必须在教学方面有所改革,根据教学目标和我校现有条件,利用学校机房实施理论和实践一体化教学,每次上课既讲理论又做实验,利用PPT课件中的图像、动画手段深入浅出地讲解网络理论知识,使得理论的学习易于理解,应用机房计算机硬件、虚拟机和其他仿真软件进行实践教学,提高了学生的实践动手能力,反过来促进了理论教学。

二、理论知识的学习通过制作简明易懂且形象生动的PPT教学课件,充分利用动画,图像手段讲解

《计算机网络》课程中有许多理论知识比较抽象,如果没有动画,图像,凭空理解起来很困难,如数据通信基础理论、网络体系结构、网络协议、路由原理与技术等,学生不易理解和掌握。为了将抽象的理论讲明白,必须认真准备教学课件,做到简明易懂,只讲授其中最核心的理论知识,同时充分利用图像和动画手段将抽象的理论变成动态的画面。例如,在当讲到数据通信基础理论的交换技术时,学生对三种交换技术(电路交换、报文交换和分组交换)不易理解,我就把这电路交换,报文交换和分组交换技术制作成动画形式,改善了教学效果。可以用动画将电路交换分为三个阶段:建立电路、利用电路传输数据和释放电路,课件能生动地反映这三个阶段;报文交换不需要建立电路,但每个数据文件可作为一个报文整体进行路由寻址,通过中间的交换节点进行存储转发,直至最终到达目的地,利用动画课件能形象地展示整个过程;分组交换与报文交换相似,只是将报文分成了多个数据片段(称为分组或包),通过中间的交换节点进行存储转发,有数据报和虚电路两种方式,纯粹理论讲授学生恨难理解,甚至会让学生感觉这个课程恨难学,以至于厌学,对这么课程失去兴趣。通过动画课件的教学,学生基本能理解这三种交换技术,有效地提高了教学效果。

三、利用学校机房,实现一体化教学,理论讲解与硬件实验、软件仿真实训相结合,提高学生的实践能力,使学生掌握网络组建、配置和维护技能

篇4

【关键词】高职计算机网络专业校本教材编写

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)10C-0152-02

职业教育课程标准是职业教育教材编写和出版的依据,也是职业教育教学必须达到的质量标准。在教材开发之前,应组织相关行业专家、课程专家及骨干教师对该课程所包含的工作任务和职业能力进行深入分析,并参照教学目标、职业资格认证的相关要求和学生的基本素质等来确定教材的内容及组织形式。

Cisco网络技术是计算机网络技术专业的一门专业核心课程,也是相关专业的一门专业课程,是一门理论与实践相结合的课程,具有一定的难度与理论深度。本课程主要培养学生在系统集成、网络管理员岗位所必需的网络设备(交换机、路由器、防火墙等)的配置、管理与维护、网络组建等技能,是一门面向职业岗位的技术应用类课程。根据Cisco网络技术课程的定位,其相应的教材主要用作高职高专计算机网络技术专业和相关专业的教材,也可以作为工程技术人员的参考书。因此,在校本教材编写时应多从学生的角度考虑,要让学生“便于学”、“学中做”,而不能首先考虑教师“便于教”。本文以Cisco网络技术课程教材为例,探索高职计算机网络专业校本教材编写。

一、教材目标

(一)知识目标。帮助学生巩固计算机网络的基础知识,掌握交换机、路由器的工作原理,掌握常用路由协议RIP、OSPF等的工作原理,掌握无线网络技术,掌握VLAN、STP的工作原理,明确它们在网络互连中的作用。

(二)技能目标。在网络技术专业的就业岗位中,需要具备网络规划、网络组建、网络管理与维护的技能。Cisco网络技术课程承担利用网络设备互连网络的训练任务,具体讲需要具备以下职业技能:(1)Cisco网络设备(交换机、路由器、防火墙、无线路由器、无线交换机、无线AP)的基本配置能力。(2)利用Cisco交换机构建交换网络的能力。(3)利用Cisco路由器构建路由网络的能力。(4)构建广域网互连的能力。(5)构建无线网络的能力。(6)利用各种网络安全技术实现网络安全的能力。

二、教材内容的编排

(一)以职业岗位工作任务和职业技能作依据。计算机网络技术专业的主要就业岗位为系统集成技术员岗位、网络管理员岗位、网络产品售前/售后技术支持岗位、网站建设管理与维护岗位、网络编程岗位等。我们通过大量调研工作总结出与本课程有关的岗位所需要的能力,并以此组织教学内容。网络专业典型的职业岗位是网络管理员,该岗位有四个典型的工作任务,其中Cisco网络技术课程对应的是网络互联技术工作任务。

教材内容要体现出针对性、适用性、职业性。在内容的选取上,打破原来知识系统的分类,根据课程对应的岗位技能来选取,突出岗位职业能力的培养,以“功能导向”为思路,对网络互联技术岗位职业技能进行模块划分,每个模块包含若干个技能训练任务,每个模块、每个任务与岗位技能相对应,以功能为目标,避免过深的理论,强调培养学生在功能上分析问题、解决问题的能力。从教材内容的组织上看,要考虑以基本技能、专业技能、综合技能为线索组织教材内容。

(二)依据岗位工作过程设置项目和子任务。在教材内容的编排上,加强与岗位工作过程的结合,每个项目对应一个教学模块,每个子任务实现一项或几项基本职业技能。项目与项目之间,任务与任务之间在内容编排上既遵循网络互联岗位任务的职业技能要求,又遵循知识的逻辑顺序,还要兼顾学生的认知规律以及教学组织的便捷性等因素。

在课程教学模式上突破传统的知识传授、教师为主体的教学模式,采用新的项目导向、任务驱动、教学做一体化的课程教学模式,主讲教师在整个任务教学过程中承担任务指导作用,学生是完成任务的主体,这样可显著提高教学效果。

全书可以分为若干个大的实践项目,每个项目下面有若干个任务。每个任务的结构是:任务目标、任务描述、支撑知识、任务实现步骤、任务总结和课后训练。首先给出任务的目标,再对该任务进行简要描述,并以“支撑知识”形式深入浅出地讲解相关的理论与实践知识,然后是任务的具体实现步骤并对整个任务进行一个小结。最后,为了加强学习效果,为每个任务配备若干道习题。只有这样才能使读者理论联系实践,在实践中加深对理论知识的理解。

三、校企合作的教材编写团队

在进行课程教学与建设时,要组织一个结构合理的教学团队。这个团队中不仅有专兼职教师,还要有企业技术人员,要保持教学团队成员年龄、职称、学历结构合理,专兼职比例合理,“双师型”教师多,教学队伍稳定。

在进行教材编写时,要组织一个合适的团队,这样才能编写出较高水平的实用教材。该团队是由多年从事Cisco网络技术教学的高校教师、实践经验丰富的工程技术人员、从事Cisco培训的社会培训机构讲师、网络中心负责人等组成。教材编写完成后,由教授、工程师、学生一起从不同角度,全方面地对教材进行审稿。

四、融入现代教学技术的立体化教材建设

在进行课程教学时要采用多种现代教学技术手段来达到教学手段的多样化,教材建设也要相应实施立体化教材,提高教学效果。常用的现代教学技术手段有:

(一)利用课程网站指导学生学习。Cisco网络技术课程教材要提供所有与课程有关的学习资料,如课程标准、实训指导书、PPT课件、习题库等,在网站上公布,供学生学习。

(二)教材要包含利用虚拟仿真环境的操作指导。虚实结合的实训环境是教学的趋势,教材既要有先进的网络实训室进行真实的实训的指导,同时又要有虚拟仿真实训环境的构建指南,为学生提高职业技能奠定良好的理论基础。

(三)向学生推荐优秀专业网站。在编写教材的同时要考虑到配套相应的实训指导书、PPT课件、习题集等辅助资料并公布于课程网站。为了便于学生的自学,在教材附录中可以介绍两个最常用的Cisco路由模拟器。Cisco Packet Tracer是由Cisco公司的一款Cisco设备模拟器,为学习思科网络课程的初学者设计、配置、排除网络故障提供网络模拟环境。另一个是Cisco,它是一个集成环境,功能强大,几乎能够模拟所有的常用网络实验,而且是图形化界面,可以实现可视化操作。有效地构造立体化教材可为课程的培养目标的实现提供有力的保障。

五、打造体现最新技术的校本特色

Cisco网络技术课程校本教材要形成自己的特色,具体表现在:课程内容与时俱进,紧跟计算机网络前沿技术,同时还要嵌入职业资格认证。

篇5

关键词:建构主义;计算机网络;实训;教学改革;学习理论

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)03-0114-02

Teaching Reform of Comprehensive Training of Network Technology Based on Constructivism

LI Peng

(School of Electrical and Information Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China)

Abstract: In view of the shortcomings in the teaching of comprehensive training of network technology, based on constructivism learning theory this paper explores the curriculum construction of comprehensive training of network technology, which includes clearing teaching objectives, updating teaching contents, reforming teaching methods and strengthening teaching management, so that students have a good network practical skills and innovative ability.

Key words: constructivism; computer network; training; teaching reform; learning theory

1 概述

W络技术综合实训是在学生完成计算机网络系列课程的理论学习和专项技能训练之后,运用计算机网络技术的主要理论和技能而进行的综合性、设计性、系统性的网络课程设计。在信息社会和大数据时代,作为信息基础设施的计算机网络得到了迅速发展和日益普及。当今各行各业都处在网络化、信息化建设进程中。社会需要大量掌握网络设计和实施的应用型人才。因此,计算机网络已经成为计算机专业毕业生的主要就业方向之一。根据我们多年的教学经验,网络技术综合实训课程的设置对学生今后的毕业实习和就业将产生积极作用。

该课程是学生学习完如计算机网络基础、网络管理、网络工程、网络安全等计算机网络系列课程之后的一门综合实践类课程。该课程一直是计算机网络实践教学中的薄弱环节,存在的主要问题有教学目标不够明确,实践内容设置不合理,实践教学组织以及管理和考核方式不完善等。其结果是学生不能熟练地掌握网络规划设计的各个环节,不能将以前所学的各项技能灵活应用在实际项目中。

学习理论是对学习规律和学习过程的系统阐述。从20世纪50年代至今,学习理论经历了行为主义、认知主义和建构主义等不同发展时期。目前的课程教学主要还是以行为主义、认知主义学习理论为基础。教学的特点是以“教师”为中心,所有的教学活动都是围绕如何教而展开。在这种“灌输式”教学模式下学生处于被动地接受状态,学生学习的积极性不高。在学习过程中,学生容易迷失学习方向,偏离学习目标,从而影响了学习效率。

目前建构主义学习理论对教学改革产生了深远影响。本文基于建构主义学习理论对网络技术综合实训开展教学研究。首先,明确课程的教学目标,其次,强化实践教学内容,最后,改革实践教学的组织和管理,从而提高教学质量。

2 建构主义学习理论

建构主义学习理论在20世纪90年代开始流行,对当前的教学改革产生了深远影响。建构主义的奠基人是瑞士的心理学家皮亚杰。他认为知识是在主客体相互作用的活动中逐步建构起来的。在皮亚杰的理论基础之上,科尔伯格、斯腾伯格、杜威、维果茨基在认知结构、个体的主动性对知识建构的作用、经验理论、文化历史发展理论等方面对建构主义理论进行了不断丰富和发展。

建构主义认为世界是客观存在的,我们以自己的经验为基础来解释现实。建构主义学习理论认为学习是由学习者主动地构建自己知识的过程。建构主义与以往的行为主义、认知主义有很大的差别。学习不再是知识由教师向学生单向的传递,而是学习者在一定的情境中主动地建构知识的过程。在这种教学模式下,教师只是教学活动的组织者和学生知识建构的帮助者,而学生才是知识的主动建构者,而不是被动接受者。目前建构主义教学策略主要有抛锚式教学、基于问题的学习、探究式学习、支架式教学等。建构主义的教学设计原则有以下几方面:

1)以学生为中心。

2)以问题驱动学习,问题可以是项目或案例。

3)学习情境对意义建构具有重要作用,学习问题必须在真实的情境中展开。

4)突出协作学习的重要作用。

5)加强对学习环境的设计。

6)利用各种信息资源来支持学习。

3 基于建构主义的教学设计

本文基于建构主义学习理论设计网络技术综合实训的教学过程,明确教学目标,以项目为核心,通过设计“学习情景”、“学习资源”、“管理和考核”等要素展开教学。

3.1 分析教学目标

随着计算机网络技术的飞速发展和广泛应用,各行各业都迫切需要既掌握网络的方案设计,又能熟练操作和配置网络设备的高级技术人才。网络技术综合实训是学生在学习完计算机网络系列课程之后的一门综合性实践类课程。该课程的目标是使学生综合运用所学的网络知识,完成一个网络的设计、组建、配置与管理,使学生能够掌握构建园区网络的各个环节,掌握网络路由与交换的设计与配置,理解网络可靠性、安全性的实现方式,为今后从事计算机网络方面的实际工作打下基础。

根据教学目标,将课程内容定位在网络的设计、实施与测试方面。主要技术包括网络拓扑设计;IP地址分配;交换机的基本操作、VLAN、生成树协议、端口聚合、三层交换;路由器的基本操作、路由选择协议;安全性方面包括VPN、NAT和防火墙等。同时帮助学习进行职业规划,增加学生对将来就业岗位的认识。

3.2 设计教学内容

通过教学目标可以看出,该课程不仅是要求学生掌握网络设备的操作,还包括培养学生的网络规划与设计能力。通过本次实训,让学生理解构建园区网的设计方法;学会绘制网络拓扑图;掌握IP地址划分方法;能根据网络项目需求,进行网络设备选型,完成关键设备的配置;熟悉网络管理和维护的基本方法等。

在教学内容上,改变主要以操作性实验为主,实验内容只是对以前课程实践内容的简单提高的情况。实践内容上增加了设计性、综合性实践项目,培养学生综合运用该课程之前所学的计算机网络基础、网络工程、网络管理、网络安全等课程知识的能力。

在具体教学实施中,我们采用了项目教学法。根据一个具体的网络工程项目,要求学生设计实现一个园区网络。项目教学法是德国职业教育在20世纪80年代推行的一种以项目为主体的教学方法。项目教学法通过项目促使学生主动学习,符合建构主义学习理论。以下是课程中的一个工程项目案例。

项目名称:海岳公司企业网络的规划与设计。

问题描述:海岳公司是一家集科研、生产、服务于一体的大型企业。总部位于北京市,同时在全国各省会城市都有一家分公司。总部有三栋大楼。公司各部门结构如下:财务部(15人)、行政部(25人)、生产部(120人)、研发部(80人)、后勤部(20人)、业务部(50人)、人力资源部(15人)。本项目要求建立一个稳定、高效的网络环境,能够满足企业各方面的应用需求,包括办公自动化,信息,资源共享,系统管理等。所有员工都能方便地接入到因特网,公司总部和各分公司可以安全的传送信息。针对企业网的设计原则,研究网络工程中的各个环节,主要完成以下功能:1)需求分析;2)网络拓扑设计;3)IP地址分配;4)交换与路由设计;5)可靠性设计;6)安全性设计;7)设备选型;8)网络测试。

3.3 创设教学情境

研究者发现,教学目标和教学活动在相应合适的学习情境中开展,将会有助于达到教学目标,提高教学效果。该课程的开设环境应当力求接近真实的情境。但是目前,部分高校的W络实验还是在机房环境下进行的。大部分网络设备通过虚拟机或网络设备仿真软件实现。这样学生无法亲自接触网络设备,教学效果不理想。因此需要加强网络实验室的建设,购置相应的网络设备。对于实验室建设,可以与知名网络企业合作,借鉴他们的网络教育项目,如思科网络技术学院、华为网络技术学院、锐捷网络技术学院等,规划建设具有自己特色的网络实验室。我们学院早在2006年就与锐捷网络公司合作,投入资金建立了网络实验室。实验室配置了交换机、路由器、服务器等先进的网络设备,为网络实验课程的开设提供了有力保证。

3.4 开展自主学习与协作学习

在教学方法上,形成以学生为主体,教师为主导的教学方式,提高学生的学习积极性。教师根据项目要求,提供相关的参考资料,激发学生主动钻研。

协作学习是建构主义学习理论的一个重要方面,对于知识建构具有重要意义。面对一个复杂的项目,个人的能力毕竟有限。通过建立一个学习小组,学生在学习过程中合作交流,分享经验,共同完成项目。在实训中,要求每3至5人为一个实验小组,共同完成一个项目。每个小组设置一名组长,小组成员有明确的分工,根据自己的兴趣和能力完成项目的一部分。比如对于上面的项目,可以分为以下5部分:1)网络拓扑设计,IP地址设计;2)可靠性及安全性设计;3)网络设备配置设计;4)网络测试,达到任务要求;5)项目总结,撰写实训报告。通过划分,使任务明确,保证每个学生都可以积极参与到整个实训过程中。

3.5 加强教学组织与管理

为了取得良好的教学效果,教师必须加强对整个实训过程的监督与管理。该课程的时间为2周。教师需要提醒学生根据任务要求安排好项目进度。实训开始前,教师下达课程的任务书,学生确定分组名单,教师审阅。实训开始时,教师讲解项目内容及需要注意的问题。实训过程中,教师要善于引导学生,鼓励学生主动寻找解决方案,提高学生的创新能力。

3.6 完善考核方式

在考核方面,注重学生的实践过程,考核学生的实际能力。实训成绩不单纯来自于实训报告成绩,需要结合学生在整个实训过程的表现和项目完成情况综合评定。整个考核过程包括考勤、学习态度,成果检查与答辩,实训报告成绩三个部分。在考核细节方面,制定了详细的评分标准,严格按照评分细则对学生进行考核。项目结束后,进行成果检查与答辩。首先根据任务书,检查项目的设计与实现是否满足任务书的要求。然后,从任务书问题列表中任意抽取若干个问题,要求小组成员回答,根据回答问题情况给分。撰写实训报告,可以提高学生的分析能力,总结项目设计的经验。实训报告分为10个部分,项目分工,项目目的,背景描述,需求分析,项目拓扑,地址分配,实验设备,实验流程,实施步骤,测试文档,经验总结。每部分有不同的分值。根据每部分完成的工作量及任务情况不同给出成绩。

4 结论

当今社会信息技术迅速发展,互联网+、大数据、云计算等新技术不断涌现。这些新技术的基础离不开计算机网络。计算机网络已经成为当今计算机专业的核心课程之一。该课程的教学目的是通过2周的课程设计,使学生能够综合运用所学的网络知识完成一个网络工程项目的设计与实施,培养学生的工程实践能力。在知识建构型教学模式下,教学方式从传统的以教师“教”为主转向以学生的“学”为主。本文基于建构主义学习理论对网络技术综合实训课程进行教学改革。主要包括明确实践教学目标,通过加强综合性、设计性实践项目,完善教学内容,加强实践教学的组织管理和考核,使学生能够灵活运用计算机网络知识完成一个网络系统的设计与实现。

参考文献:

[1] 何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报:社会科学版,1997(5):74-81.

[2] 陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M]. 2版.北京:北京师范大学出版社,2007.

[3] 李蓬.计算机网络系列课程实践教学改革[J]. 计算机教育,2010(17).

[4] 崔北亮.CCNA学习与实验指南[M].北京:电子工业出版社,2012.

[5] 谢希仁.计算机网络[M]. 6版.北京:电子工业出版社,2013.

[6] 陈鸣.网络工程设计教程:系统集成方法[M]. 3版.北京:机械工业出版社,2014.

篇6

【关键词】 VLAN;MAC;ATM;单播;组播

1.引言

划分虚拟局域网是整个网络系统的重要技术之一。企业网络内部的环境复杂、分布区域广、网络用户多,以至于企业内部网络用户的可靠性得不到完全的保证。通过划分虚拟局域网,隔离不同部门,可以增强企业网络安全性,本文将详细论述虚拟局域网的技术及在网络系统中的必要性和设计方案。

2.VLAN方案设计

目前,VLAN技术可以使用以下方式组建:基于交换机端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN和基于应用协议的VLAN:

基于端口的VLAN,即静态VLAN,特点是技术简单,容易配置且维护工作量小,缺点是终端设备移动时需要更改设备配置。

基于MAC地址的VLAN,即动态VLAN,基于Vlan策略服务组建,特点是终端设备可以在整个局域网中移动而不用改变配置,适合于移动办公型的网络环境,缺点是配置工作量大、繁琐。

由于交换机为二层设备,所以基于应用协议的VLAN对于交换机来说没有任何意义,反而会造成交换机性能的下降。

考虑到本系统的特点,节点在网络中内移动的可能性较小,基于易维护、易管理方面的考虑,使用基于交换机端口的VLAN进行配置。各个VLAN间由ACL控制,限制互访。其中VLAN10~31为部门VLAN,禁止互访,VLAN 51为文件服务器区,能被任何部门访问,VLAN 52为网管区,能单向访问各个部门。

3 第三层交换技术设计方案

第三层交换器就是将第二层的交换器与第三层的路由器合二为一,使路由器根据第二层的地址转发数据包以达到快速通讯,这就形成了第三层交换器。

第三层交换出现因于ATM与交换器的技术背景,因为传统的网络是由路由器作为中心的。使用第二层交换器使网络速度提升,可是在网络中使用过多的交换器,所有交换器所架构的网络可能会形成广播风暴,所以需要路由器来隔离可能会形成的广播风暴,为了使路由器不会形成网络的瓶颈,就形成了第三层交换。VLAN将广播域进行分割,但透过VLAN进行通讯则必须通过路由器进行转发。所有核心层交换机均为三层交换,可手动打开 ip routing。

4 IP multicast技术方案设计

传统的点对点单播通信,在发送方和每一接收方需要单独的数据通道。在这种通信方式下,源IP主机向指定的目标IP主机发送信息包。IP信息包中的目标地址就是IP网络中惟一的主机地址。从一台主机送出的每个数据包只能传送给一个目标主机,通过路由器或交换机将这些IP信息包从源主机发送到目标主机。在源主机和目标主机之间的路径上的每一个路由器都维护由单播路由协议生成的单播路由信息库,并根据数据包中的IP目标地址在单播路由信息库中查找单播包转发路径。在单播方式下,如果有另外的多个用户希望同时获得这个数据包的拷贝是不可能的。发送信息的主机必须向每个希望接收此数据包的用户发送一份单独的数据包拷贝。这种巨大的冗余会带来很大的代价,首先,会给发送数据的源主机带来沉重的负担,因为它必须对每个要求都做出响应,这使得负担过于沉重主机的响应会大大延长。其次对路由器和交换机的性能也提出了更高的要求,管理人员被迫购买本来不必要的硬件和带宽来保证一定的服务质量。

组播路由与IP单播路由有一个本质的区别就是,IP单播路由是根据网络的拓扑结构而不是实际的会话来建立路径,而IP组播路由则是根据网络的会话来动态地建立投递路径;因此,IP组播路由比IP单播路由更具有动态性。

关于组播路由设计,可在企业网络核心交换机和汇聚交换机上运行PIM-DM组播协议对业务及服务进行支持,并提供优秀的可扩展性;在边缘交换机上运行IGMP Snooping组播管理协议对业务及服务进行支持。

用户通过运行组播客户端软件的PC运行IGMP协议,用户可通过IGMP协议加入某个组播组,建立成员关系。对于组播业务的具体实施及管理需根据不同的业务类型及厂家提供设备的特点具体进行分析。目前经常被采用的稀疏分布模型的域内组播路由协议是PIM-SM,因此,使用PIM-SM作为域内组播路由协议。

每个部门VLAN划入一个多播地址:

Vlan10:224.1.1.1 Vlan11:224.1.1.2

Vlan20:224.1.1.3 Vlan21:224.1.1.4

Vlan30:224.1.1.5 Vlan31:224.1.1.6

在核心交换机和PIX上启用多播,命令如下:

ip multicast-routing

int interface #

ip pim sparse-dense-mode

ip igmp join-group 224.1.1.X

配置PIX为RP的命令如下:

ip pim send-rp-announce Loopback0 scope 3 group-list 50

ip pim send-rp-discovery Loopback0 scope 3

access-list 50 permit 224.1.1.1

access-list 50 permit 224.1.1.2

access-list 50 permit 224.1.1.3

access-list 50 permit 224.1.1.4

access-list 50 permit 224.1.1.5

access-list 50 permit 224.1.1.6

ip pim rp-address 3.3.3.3

根据企业的实际情况,总结出一个健全的企业局域网计算机网络,应当具备如下需求:

企业VLAN构建,其优越性远远超出传统LAN的构建,本文又通过对第三层交换技术和基于第三层交换技术进一步阐述了虚拟局域网的优势,而在企业网络系统中,为了体现经济实用可靠性,易采用交换式以太网方案,并采用内部IP地址。网络采用两极交换结构,中心交换机采用三层交换机,构成千兆主干,中心交换机应留有插槽便于扩展,光纤端口依实际应用提供,电源应有冗余;每个分配线间各放置若干台24换机作为二级交换机,用千兆光纤口用于上连,可以为用户提供交换式100Mbps带宽,彼此间采用堆叠连接。是为入住企业的单位提供宽带国际互联网络接入服务、内部网络通讯平台、计算机应用服务的综合性专用计算机数据通信网络。

参考文献:

[1]刘晓辉《局域网方案与故障速查手册》内蒙古科技出版社.2005年3月

[2]陶再平、吕侃徽《局域网组建与管理实训教程》.大连理工大学出版社.2010年11月

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【关键词】计算机 网络 课程

一、课程设计的思想及课程目标

本课程以真实的网络组建工作任务作为教学内容,以项目实践的形式进行理论实训一体化的教学,教师先讲解网络组建的基本理论,说明怎么做,为什么要这么做,然后教师演示操作,最后学生动手进行实际网络组建。

二、教学设计

教学以学生为中心,以培养学生网络组建与管理能力为课程核心、强调学生将所学知识和技能在实践中的应用。具体做法是原来的实训教学内容,即:网络的架构、各种网络设备的特性、双绞线的制作和测试、以太网和虚拟局域网的安装配置和测试、子网划分、路由器的配置、网络的各种应用技术(包括DNS的配置、IIS配置、DHCP配置)等通过组建小型对等网、中型局域网和局域网接入广域网的项目形式,把各知识点融入在项目中,通过项目学习达到专业技能的训练目标。

采用理论实训一体化的教学设计,把抽象的理论用具体的项目结果呈现,加深了学生对抽象计算机网络知识的理解。其效果是提高学生的学习兴趣,增加学生的学习成就感,在反复训练中促进学生职业技能的积累。理论和实践相结合,要进行讲解。那么对于难点对于每一个问题,都尽可能地让学生想像出来的,通过容易想像的案例进行描述,对于当前学生一时掌握不了的,那么通过实践让学生理清认识,同时还有一些课外活动,专业规定每一个学期都要组织学生进行专题讲座,可以是校内的,也可以是校外的,可以让学生进行集中的参与,最后还有相关的课外活动,对于有些内容,比如有一些相关的综合布线的知识,它既不作为我们的专业课程,同时这门课程我们也不太容易在课堂上进行阐述,那么当前只要对学生安排适当的一小部分的课时活动,安排在一些实训场合,让学生知道整个的流程是怎么实施的,通过课外活动让大家进行参与。最后就是考虑学生的就业,同时给学生提供一些行业信息的更新。

通过本课程的学习,使学生了解计算机网络的基础知识,掌握局域网知识及局域网的组建技术,了解广域网络及无线网络的相关知识,掌握交换和路由技术知识,熟悉网络应用及网络接入技术,能胜任中小型企业网络组建、管理和网络维护工作。同时使学生养成对常用的计算机网络的关注兴趣,并能够把所学的知识应用到具体的应用情境中去发现、分析、解决问题。

三、教学方法的使用、实施过程

(一)采用“三位一体”教学法

所谓“三位一体”教学法就是在实训课中教师在计算机上教,学生在计算机上学,然后在计算机上做,这种边教边学,边学边做的方法,提高了教学的直观性,调动了学生的积极性,增强了学生的动手能力,达到了教、学、做合一,手、脑、机并用的效果。

(二)运用基于范例的学习方法

对于“网络操作系统”部分是多方面的综合技术,各部分之间是有机联系在一起的。而为了教学的需要,如果肢解各部分内容,变成一个个孤立的知识点。这样,当学生学完全部课程后,往往无法从整体上把握所学知识,更无法应用这些知识完成一个实际的网络工程。

为了解决这个问题,可开发多个适用于教学需要的网络实例。在整个教学过程中,所举实例均以逐步展开,学生将不知不觉地走入一个实际系统之中。课程结束以后,学生除掌握基本方法外,也学会网络操作系统的实际应用。

(三)建立基于问题的实训方法

要求学生根据自己的兴趣和能力自主选择一个相应课题,尝试和感悟职业岗位对职业技能的要求。课题可以来自选题库,也可以通过社会调研获得,但都是围绕着真实的实际工作,所有课题均需教师进行结构性评估。题目确定后,学生将带着问题一边学习一边做自己的课题,课程结束后,学生也完成自己的课题。通过这种方法,调动学生的学习主动性,提高学生的实际应用能力,使对学生的训练切实满足实际工作岗位的需要。

(四)引入多元教学法

经过反复探索,采用多元教学方法,将讲授课、实验与职业技能训练有机结合起来。多元教学方法就是首先由教师讲授基本的概念和理论知识,引导学生在理解的基础上学习,然后提出具体问题探讨解决方法,学生通过实际训练理解概念和理论知识,达到理论与实践的结合,接下来学生在自己的课题中找到类似的问题,通过模仿自己解决问题,充分培养自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,最后,教师进行总结,引导学生深入理解,达到总结提高的目的。通过理论讲授、上机实训、自问自作和总结提高这4个步骤,使学生加深理论知识的理解,增强了实际操作能力,培养了自己获取知识的方法,提高了独立发现问题、解决问题的能力。

(五)课程教学网站

建立课程教学网站,内容包括:电子版教程、教学大纲、授课计划、实训指导书、电子教案、多媒体课件、习题、网络工程案例和教学参考资料等,各行业网络典型应用案例和网上答疑系统等教学资源全部上网,教学网站建设初具规模,并能经常更新。在教学中发挥很好的作用。为学生构建一个“全天候、立体化”的学习平台。

(六)信息技术手段在教学中的应用及效果

教材以电子版全部上网,并配有教学大纲、电子教案和演示幻灯等。本课信息全部上网,并配有网上论坛,师生交流也可采用电话、网络等现代通信手段。

参考文献

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关键词:Packet Tracer;无线局域网仿真;无线AP;无线路由器

中图分类号:TP393.0

当前无线局域网的应用越来越广泛,组建无线局域网的工程愈发常见。在组建实际网络之前先模拟无线局域网组建,可以避免实际网络组建过程中可能会发生的一些错误决策和浪费资源,更好地实现网络目标。用传统的物理网络实验环境来模拟相关实际网络,存在构建投资成本较大和组建网络实验不够灵活等缺点。计算机网络仿真软件可以减少物理网络实验资源的投资,而且构建网络更加灵活[1]。

以OPNET、NS2和MATLAB等为代表的性能协议分析类仿真软件[1],主要用来定量分析网络的容量、性能等参数以及测试相关网络协议和性能。以Router Visio、Packet Tracer、Dynamips和Boson NetSim为代表的网络应用仿真类软件,主要用于相关网络模拟的应用配置类仿真。其中,Packet Tracer最简单易用,用户可以方便的利用图形化用户界面完成网络拓扑结构的搭建,进行模拟基于无线AP、基于无线路由器等网络的组建[2]。

本文以Packet Tracer5.3为例,进行模拟无线局域网组建的研究。

1 Packet Tracer软件提供的无线网络相关仿真设备

Packet Tracer软件提供的无线设备主要包括无线网卡、无线AP、无线路由器以及HWIC-AP-AG-B无线路由模块等[3-5]。

1.1 Packet Tracer软件支持的无线网卡

Packet Tracer软件支持三种无线网卡,分别是PT-HOST-NM-1W-A、PT-HOST-NM-1W和Linksys-WMP300N网卡。PT-HOST-NM-1W是支持2.4GHz的无线网卡,PT-HOST-NM-1W-A是支持5GHz的无线网卡,主要用于连接IEEE802.11a网络。Linksys-WMP300N支持2.4GHz的无线网卡,主要用于连接无线路由器的网卡。无线网卡的安装要在关闭计算机电源的情况下,先移除原以太网网卡,再选择对应的无线网卡拖到该计算机的网卡区域。计算机的Desktop中的PC Wireless的配置工具,支持安装了Linksys-WMP300N网卡的无线配置,不支持其它另外两种无线网卡的配置。

1.2 Packet Tracer软件支持的无线AP

无线AP是无线局域网中用来接收数据和发送数据的设备,通常是移动计算机和有线网络的接入点。无线AP可以添加相关的以太网或光纤接口,通过双绞线或光纤来连接有线网。一般无线AP的覆盖范围最大可达300m,多数的AP都支持多用户接入、数据加密、多速率发送等功能。Packet Tracer软件提供的无线AP功能相对有限。AccessPoint-PT和AccessPoint-PT-N类型的AP主要用于连接安装了Linksys-WMP300N或PT-HOST-NM-1W无线网卡的计算机,支持的频率为2.4GHz。AccessPoint-PT-A类型的AP用于连接安装了PT-HOST-NM-1W-A无线网卡的计算机,支持的频率为5GHz。

对无线AP配置的参数有端口是否开启,端口的速率和工作模式,相关的SSID名称设置,对应的认证方式和相关加密方式的选择等。如果在无线AP上修改了SSID的默认名称,设置了相关的认证选项,那么在客户机上也需要对SSID的名称进行修改,并输入相关的认证密码,选择相关的认证类型,这样计算机才能和无线AP建立连接。

1.3 Packet Tracer软件支持的无线路由器

无线路由器可以看作是无线AP与宽带路由器的结合。它集成了无线AP的接入功能和路由器的路由选择功能。通过无线路由器,可以实现无线网络中的Internet连接共享及ADSL、Cable Modem和小区宽带的无线共享接入。Packet Tracer软件仅提供了一种无线路由器Linksys-WRT300N,该路由器提供了一个Internet接口和四个局域网接口,而且它的端口是固化的,不能进行更改或添加。在该路由器的配置中可以设置Internet的接入方式,可以设置DHCP服务器自动分配IP地址、静态设置IP地址和采用PPPoE拨号三种方式,可以根据具体情况选择。

2 基于无线AP+无线路由器组建局域网的模拟

可以使用无线AP将安装了无线网卡的计算机连接起来,也可以使用无线路由器将安装了无线网卡的计算机连接起来。建立如图1所示的网络拓扑结构图。

图1 基于无线AP+无线路由器局域网的拓扑结构图

2.1 无线AP和PC1、PC2的配置

PC1和PC2分别添加了Linksys-WMP300N网卡,准备和无线AP进行连接。如图2所示,首先对无线AP进行设置,开启无线端口,设置SSID的名称为“network1”,认证方式为WPA2-PSK,密码为“123456abc”,加密类型为AES。然后,分别对PC1和PC2进行类似的设置,设置SSID的名称为“network1”,认证方式为WPA2-PSK,密码为“123456abc”,加密类型为AES。同时,设置PC1的IP地址为:192.168.1.2,PC2的IP地址为:192.168.1.3,两者子网掩码都为:255.255.255.0,默认网关为:192.168.1.1。

22 无线路由器和PC3、PC4的配置

设置无线路由器的Internet地址为:192.168.2.2,子网掩码为:255.255.255.0,默认网关:192.168.2.1,局域网地址为:192.168.0.1,子网掩码为:255.255.255.0。设置SSID为“network2”,认证方式为WPA2-PSK,密码为“abc123456”,加密类型为AES。启用DHCP服务器,起始IP地址为:192.168.0.100,最大用户数为50,IP地址范围:192.168.0.100-149。此时将PC3和PC4的IP地址设置为自动获取。

2.3 路由器的配置

设置f0/0接口的IP为192.168.1.1/24,f0/1的IP为192.168.2.1/24,并开启f0/0和f0/1接口。

2.4 测试

在MS-DOS下,PC1和PC2之间能够相互PING通。PC3和PC4之间能够相互PING通。PC3、PC4能够分别PING通PC1和PC2,但反之不行。测试结果说明,无线AP连接计算机成功,无线路由器连接计算机成功,路由器连接无线AP和无线路由器成功,并且无线路由器能够使得内网的计算机访问外网,同时又能够保护内网不受外网计算机访问,具有一定的安全性。

3 使用添加了无线模块的路由器组建局域网的模拟

Packet Tracer软件提供的路由器1841和路由器2811均包含了一个HWIC-AP-AG-B无线模块,可以利用这个模块来构建无线局域网。采用2台2811路由器构建如图2所示的网络拓扑环境,每台路由器都添加了一个无线模块,通过Dotl1Radio0/0/0和Dotl1Radio0/0/1两个无线接口可以连接2个不同的网段。可以选择其中的Dotl1Radio0/0/0接口来提供无线网络服务,设置对应的无线SSID分别为network3和network4,两台无线客户机的IP地址分别为192.168.10.2/24和192.168.20.2/24,网关分别为192.168.10.1和192.168.20.2。

图2 添加了无线模块的路由器组建的网络拓扑结构

路由器R1的主要配置[5-6]如下:

R1(config)# interface dot11Radio 0/0/0

Router(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0

R1(config-if)#no shut

R1(config-if)#dot1 ssid network3 //设置SSID

R1(config-ssid)#no authentication open //设置不进行认证

R1(config)#interface dot11Radio 0/0/0

R1(config-if)#ssid network3

R1上再启用RIPV2动态路由协议,路由器R2和R1配置类似,此处省略。PC0的SSID设置为network3,PC1的SSID设置为network4。测试结果为:PC1和PC2可以相互PING通,证明使用添加了无线模块的路由器组建局域网连接成功。

4 总结

以上分析了Packet Tracer软件提供的无线网络相关仿真设备,进行了基于无线AP+无线路由器组建局域网的模拟,对使用含有无线模块的路由器组建局域网也进行了模拟。实验证明,利用Packet Tracer软件进行无线局域网的仿真,可以为实际的无线局域网的组建提供一些测试结果,在避免失误和浪费方面具有一定的实际意义。

参考文献:

[1]王建平,李怡菲.计算机网络仿真技术[M].北京:清华大学出版社,2013.

[2]王亚林,赵亚娟.基于Packet Tracer的无线网络组建实验研究[J].微计算机信息,2012,28(9):370-372.

[3]姜恩华,窦德召.Packet Tracer软件在无线网络技术实验教学中的应用[J].实验室技术与管理,2011,28(10):88-99.

[4]黄嵩,秦景良.利用Packet Tracer模拟实现PPPoE接入[J].电脑知识与技术,2012,6(28):7980-7982.

[5]戴一平.基于无线网络实验课程的设计与研究[J].计算机教育,2013,7(13):77-81.

[6]杨功元.Packet Tracer使用指南及实验实训教程[M].北京:电子工业出版社,2012.

篇9

关键词:案例教学;计算机网络;项目;实践教学

作者简介:罗来俊(1977-),男,江西南昌人,江西理工大学南昌校区讲师,硕士,研究方向为计算机网络与信息安全;郑晖(1970-),男,江西南昌人,江西科技师范学院副教授,硕士,研究方向为计算机应用技术。

基金项目:本文系江西省高等学校教学改革研究省级立项课题“案例教学法在计算机网络实训教学中的研究与实践”的项目成果,课题编号:JXJG-10-85-1,主持人:郑晖;本文系江西理工大学校级教学改革立项课题“基于项目能力培养的网络工程实训教学研究与实践”的项目成果,课题编号:JXLG-2010-94,主持人:罗来俊。

中图分类号:G71

文献标识码:A

文章编号:1001-7518(2012)15-0078-03

引言

计算机网络专业是一个实践性很强的专业,实践教学环节作为该专业的一个重要组成部分已在国内高校中开展多年。但就实际情况来看,当前大多数高校的计算机网络实践教学效果还不甚理想,教学内容主要以网络基础性的验证为主,比如:网络连通测试命令、路由器与交换机常用命令的使用等。学生做完实验后仅仅能对单个的知识点有所理解,对于综合性的网络工程项目仍然是十分茫然、难以上手。而当前用人单位对于计算机网络专业毕业生的要求却越来越高,企业希望招聘到工程实践能力强、能直接上手、能独挡一面、职业素质优良的毕业生。若要使学生具备上述能力,就有必要将网络工程案例与实践教学有机的结合在一起,让学生在完成工程案例的过程中提升自己的综合素质,由此本文提出以案例教学培养计算机网络专业学生项目实践能力教学方法。

一、案例教学的内涵

案例是一个来源于现实的、具体的、有实际应用价值的工作任务。案例教学以“工程案例驱动”为主要形式,将工程案例贯穿于实践教学的整个过程中,利用工程案例对知识进行融合,激发学生学习的兴趣与动力。通常,先由教师对工程案例进行任务描述,并作适当的启发性的引导,然后让学生围绕工程案例进行讨论、协作、实践、探究性学习。这种将工程案例教学与知识传授相结合的教学方法,真正做到让学生学有所用,学以致用,使学生在对案例项目的处理中巩固所学的理论知识,并做到融会贯通[1]。“案例教学法”有效的将学校教育与社会实际需求紧密的结合在一起,使学生提前掌握今后在就业当中所需要的能力,其中包括了实践动手能力、综合分析能力、沟通交流能力、组织协调能力、团结协作等能力,真正实现了全面提升学生综合职业素质的目的,为学生以后能在工作中能有出色的表现打下良好的基础。

二、案例的选择

合理选择网络工程案例是确保实践教学取得良好效果先决条件。因此在案例选择时要充分考虑各种因素,其中关键是要根据学生所掌握的理论知识来选题,选题要注意难度适中,内容得当,以便学生在实践训练当中所需的理论知识能满足实践训练的需要[2]。通常可将案例分为普通案例与综合案例。普通案例主要面向低年级学生,因为低年级学生所学习的专业课程较少,较深的专业技能还不具备,所以案例的难度和深度应该有所控制。普通案例所涉及的内容应以相对简单的网络知识为主,例如组建小型局域网、无线对等网等。通过普通案例的实践训练,可以让低年级学生认识案例项目,了解项目运作过程。普通案例项目的成功运作可以有效的培养学生对专业的学习兴趣,提升学生主动学习的积极性。综合案例主要是针对高年级的学生的,因为高年级学生已经掌握了较多的计算机网络专业知识,所以综合案例需要具备一定的深度与难度,并应将理论课程中的重要知识点和典型的网络技术融入其中。综合案例项目可以参照企业的真实工程案例来设置,比如:某高校的校园网或某企业的核心网的设计与实现。通过综合案例的实践训练,可让学生熟悉真实的企业项目,增加并积累工程实践经验,切实提升学生的综合职业素质。

三、案例项目执行计划的制定

在案例项目正式实施前,制定科学的执行计划是保证项目能够顺利完成的一个重要环节。一个优秀的项目执行计划可以让项目的实施少走弯路,让项目的实施更加高效。项目执行计划包括确定项目的任务需求,业务流程、技术方法以及组织形式等。制定项目执行计划可以培养学生对项目的总体把握能力,因此在项目计划的制定过程中应充分发掘学生的主观能动性,锻炼学生思考与分析问题的能力[3]。对于同一个项目,不同的项目组可能制定出不同的执行计划,教师可以组织学生对不同的项目执行计划进行比较,并引导学生对项目计划进行优化。以某企业核心网络的设计项目为例,项目执行计划的制定过程,如图1所示。

四、案例项目的实施

本阶段的任务是让学生对案例项目进行具体实施,锻炼学生分析并解决具体问题的能力,以实现将理论知识向工程实践能力转化的目的。在教师的适当的指导下学生按照既定项目执行计划,在规定时间内完成各个阶段的任务。经过在实际的网络环境下工作并最终完成任务,可以让学生在实战中充分体会实践工作的要领,并从中获得宝贵的项目实践经验。

在项目的实施过程中,各项目小组不仅要能够实现项目的既定功能,同时各项目小组实现项目功能所采用的方法应与企业真实工程项目所采用的方法类似,要能基本能符合真实工程项目的实际需求,这样将更有利于学生应对今后工作中的实际问题。因此教师对于各项目小组在项目实施过程中所采用的关键技术要作相关的引导。以大中型企业核心网络的设计为例,通常在企业网络中会有较多的网段,各网段之间要能实现设备互访,同时各个网段的广播流应当限制在各网段内。针对上述需求学生很容易和路由器的功能联系在一起,对于没有工程实践经验的学生则很容易采用路由器作为企业网的核心设备;学生的做法理论上是可行的,但不能满足企业的实际需求;因为企业网的各个网段间有大量的互访的数据流,采用路由器必然造成各网段间访问的瓶颈;在实际项目中大中型企业网的核心设备通常是采用路由交换机来实现的,因为路由交换机具备“一次路由,多次交换”的功能,这可以很好的满足各网段间的大流量数据访问要求。因此对于学生所采用的方法与真实项目方法不一致时,教师可以采用对比的方法让学生更直观的学习到相关的专业知识。

另外在案例项目的实施过程中,因为有多个项目小组,且每个小组都需要一套网络实验设备,所以对于网络设备的数量要求很高。如果学校的网络实验室具备这样的条件,则可以直接在网络实验室中进行实验,真实设备是实验最理想的环境;但如果学校不具备这样的实验条件,则可以考虑采用虚拟的实验环境来完成项目的设计。对于简单的项目,可以使用BOSON、PacketTracer模拟软件来加以实现,而对于复杂的项目则可以使用Dynamips模拟软件来实现,因为Dynamips使用了真实的网络设备操作系统,通常可以模拟出设备的所有的功能,实验效果比较理想。

五、案例教学评价

在工程案例实施完成之后,对各项目小组进行科学、客观、全面的评价是十分必要的,这样可以让学生在评价总结中进一步提升自己的能力。首先,由各项目小组对本组所完成的案例项目进行演示,教师带领学生一起来分析项目实施过程中所采用方法的优缺点,对于其中的优点教师应该给予充分肯定,而对于不足之处则应该进行相关的点评,并与同学一起找出更加合理的实施办法,让学生解决问题的方法得到进一步的拓展。其次,项目教学评价不能以某个项目小组的总体成绩作为每个组员的成绩,这样极其容易造成“吃大锅饭”的局面,以至于项目任务仅落到组长与几个综合能力较强的学生身上,导致好的学生越好,差的学生越差,难以实现让全体学生共同进步的目的[4]。因此,对于每个学生的成绩要实行单独评定,每个学生的最终成绩分可由项目小组的总体成绩与学生个人在项目中所承担的任务量与完成质量的评分来组成。这样既可以培养学生的团队合作意识,又可以促进每个学生积极主动地去完成自己所承担的任务。

六、将案例教学融入校企合作中

为了让学生毕业时能更好的适合企业的实际需求,有必要让学生在适当的时候到企业中去学习,让学生零距离接触企业中真实的案例项目,通过参与企业的项目,可以让学生更直观的发现自己的专业技能与社会需求间还存在哪些差距,这样便于学生有针对性的去学习,并弥补自己的不足。

校企合作可以较理想的达到上述的效果,校企合作可以利用学校和企业共同的教育资源。企业可以根据当前工程实践能力的需要制订培养计划,并将工程案例教学融入到校企合作的教学中,以培养学生的工程实践能力和职业素质为核心,让学生还未出校门就掌握了今后在工作中所必需的核心的职业能力[5]。同时该模式可以有效的促成校企间定单式的人才培养。培养出来的学生毕业后可以直接到企业上岗,从而省去了通常的岗前培训环节,节省了企业的培训成本,同时也使得学校的就业率得到了提升,实现学校和企业的双赢。

结束语

通过将案例教学法引入计算机网络实践教学后,实现了理论知识与实践教学有机的结合的目的,让学生切身的体验到学用结合的优点,并大大地激发学生学习的主动性与积极性,提升了学生的项目实践能力与团队协作精神。在实践教学过程中,不仅发挥了教师的引导作用,又让学生的主体作用得到最大限度的发挥,充分展示了当代高等教育以能力为本、以职业素质培养为导向的教学理念,使计算机网络专业实践教学的质量与效益得到了较大幅度的提升。

参考文献:

[1]邱泽敏,王高亮.基于项目驱动教学法的计算机网络实践教学研究[J].软件导刊,2011(03):190.

[2]彭剑,茂.案例教学法在网络工程实训中的应用探究[J].中国成人教育,2008(06).

[3]潘泽强,黄益群.计算机网络技术实践教学改革研究与探索[J].制造业自动化,2011(02):182.

篇10

网络模拟器是专业研究机构和公司开发的网络仿真工具软件,是为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、配置和网络故障排除模拟环境的学习平台,它支持用户进行仿真、虚拟和活动的网络模型。网络模拟器能够模拟出各种网络硬件设备,使用者可以在单机环境下设计拓扑结构,组建网络进行仿真实验。学生可以在网络模拟器的网络环境中,进行反复练习,不仅提高自己的实践动手能力和解决实际问题的能力,而且提高了计算机网络实验效率,降低实验成本。同时,培养学生组建、维护和管理网络的能力,增强学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解。

目前,网络模拟器种类繁多,一些网络设备公司都积极开发与之相配套的网络模拟软件,思科、华为、AT&T等网络设备供应商都相继推出网络模拟器。广受网络、通信等专业的教学部门和培训机构青睐的网络模拟器主要有Boson NetSim、Packet Tracer、Dynamips等模拟软件,现就这几款网络模拟器软件在计算机网络实验中的应用进行分析。

一、Boson Netsim网络模拟器软件及应用实例

Boson Netsim是Boson公司开发的一款网络模拟软件,它最先提出自定义网络拓扑的功能,大多数人都使用它来练习CCNA和CCNP的实验。它由Boson Network Designer(网络拓扑图设计)和Boson Netsim(实验模拟器)两部分组成。Boson NetSim能够实现交换机基本实验、路由器基本实验、远程访问基本实验以及进阶实验。路由实验可以实现静态路由,动态路由实验如RIP,IGRP,0SPF等,还可以实现ISDN、PPP、CHAP、NAT地址转换等实验,可以组建基于核心层、汇聚层、接入层三层交换的高级网络实验,使用交换机实现虚拟局域网VLAN划分的,生成树、VTP、TRUNK等交换实验。打开用Boson Network Designer设计好的网络拓扑结构图(?觹.top文件),对拓扑图里的路由器、交换机、用户机等网络设备进行配置实验。用户可以在Boson NetSim中放入各种型号的路由器或交换机, 配置各种协议命令,观察实验结果,对运行的协议进行诊断等。因此,Boson Netsim主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络管理类实验。

例如:我们做路由器NAT实验。

实验拓扑图(如图1):

图1

实验要求:

实验目标:

内部的PC1需要访问外部的服务器PC2,在路由器R1上做地址转换,将192.168.0.0/24转换成192.168.1.10-192.168.1.20之间的地址,并且做端口的地址复用。

配置步骤:

第一步,配置所有接口的IP地址,并测试连通性。

第二步,R1_config#ip access-list standard 1

R1_config_std_nacl#permit 192.168.0.0 255.255.255.0

R1_config#ip nat pool overld 192.168.1.10 192.168.1.20 255.255.255.0

R1_config#ip nat inside source list 1 pool overld overload

R1_config#interface fastEthernet 0/0

R1_config_f0/0#ip nat inside

R1_config#interface fastEthernet 0/1

R1_config_f0/1#ip nat outside

R1_config# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2

DCR4#show ip nat translations

第三步,测试。

二、Packet Tracer模拟器软件及应用实例

Packet Tracer软件是Cisco公司开发的网络模拟器工具软件支持用户建立仿真、虚拟和活动网络模型。同其他仿真器一样,Packet Tracer软件通过一组简化的网络设备和协议模型,让用户在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑结构。软件中实现的IOS子集允许用户配置设备,并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程,展示网络实时运行情况。

Packet Tracer软件提供逻辑工作区(Logica1)与物理工作区(Physica1)2个工作区,实时模式(Real-time)与仿真模式(simulation)2种工作模式,在逻辑工作区和实时模式下,利用网络仿真设备可以灵活方便地建立各种计算机网络实验场景。Packet Tracer能够模拟的终端设备有服务器、台式机、PDA、IPPone等;中间设备包括交换机、路由器、广域网网云等;传输媒体有串行线、CONSOLE线、光纤、双绞线等;支持的协议有TCP/IP、RIP、OSPF、EIGRP、PPP、帧中继、DHCP、DNS、TELNET等协议。通常模拟设备包含3个配置选项窗口:PhysieM、Config和CLI。Physical选项窗口用于模拟更换设备的扩展模块,Config选项窗口是以图形界面方式对设备进行配置,CLI选项窗口用于以命令行方式对设备进行配置。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑,并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察网络实时运行情况。因此,Packet Tracer主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络管理类实验。

例如:我们做路由器串口PPP-PAP配置实验(如图2)。

图2

实验要求:通过serial口将路由器1和2相连。

实验结果:通过serial口两台路由器可以ping通。

DCR2#show ip interface brief

配置之前的设备:

DCR1-FC-DCE:

Router_config#hostname DCR1

DCR1_config#username r2 password r2

DCR1_config#interface serial 0/2

DCR1_config_s0/2#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

DCR1_config_s0/2#encapsulation ppp

DCR1_config_s0/2#ppp authentication pap

DCR1_config_s0/2#ppp pap sent-username r1 password 0 LINE

DCR1_config_s0/2#physical-layer speed 64000

DCR1_config_s0/2#no shutdown

DCR 2-MT-DTE:

过程同上。

配置之后的设备:

DCR1-FC-DCE:

Router_config#hostname DCR1

DCR1_config#aaa authentication ppp test local

DCR1_config#username r2 password r2

DCR1_config#interface s0/3

DCR1_config_s0/3#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

DCR1_config_s0/3#encapsulation ppp

DCR1_config_s0/3#ppp authentication pap test

DCR1_config_s0/3#ppp pap sent-username r1 password r1

DCR1_config_s0/3#physical-layer speed 64000

DCR1_config_s0/3#no shutdown

DCR1#show interface serial 0/3

DCR2-MT-DTE:

Router#config

Router_config#hostname DCR2

DCR2_config#chinese

DCR2_config#aaa authentication ppp test local

DCR2_config#username r1 password 0 LINE

DCR2_config#interface s0/3

DCR2_config_s0/3#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

DCR2_config_s0/3#encapsulation ppp

DCR2_config_s0/3#ppp authentication pap test

DCR2_config_s0/3#ppp pap sent-username r2 password r2

DCR2_config_s0/3#no shutdown

三、Dynamips模拟器软件及应用实例

Dynamips是法国UTC大学的Christophe Fillot编写的Cisco设备模拟器。可以运行在微软(XP/2000/2003)或者Linux操作系统上,Dynamips不同于传统的纯软件式模拟器,它模拟了多种型号的Cisco路由器的硬件平台,用户可以在模拟器中直接加载并运行真正的IOS镜像,并且确保在绝大多数情况下得到的结果与真实设备的结果相同。相比较其他网络模拟软件,其优势极其明显。其他模拟平台只是单纯模拟配置命令,只局限在学习配置命令的层面,无法对网络进行管理和故障分析与排查。而Dynamips平台是使用虚拟机技术而且可以运行Cisco官方的设备操作系统(IOS),正是如此,在虚拟出的硬件平台上具备物理设备的所有功能。但是Dynamips不能模拟交换机的功能。

Dynamips是一个纯粹的命令行程序。当我们需要模拟一个由多台设备组成的复杂网络时,纯粹的命令行配置会显著地增加配置复杂度。许多第三方团体或个人开发了各种Dynamips的前端程序来简化Dynamips的配置过程。其中,最著名的前端程序是Dynagen。Dynagen通过类似INI文件格式的配置文件来定义模拟设备的型号、参数,以网络的拓扑方式连接,主要可用于完成网络管理类中高级和复杂的实验以及部分网络基础类、部分网络安全类实验。

例如:我们做单区域OSPF路由协议的配置实验(如图3)。

实验拓扑:

图3

实验要求:

在路由器1和2中分别启用OSPF协议,使1和2中的任意接口间可以连通。

实验结果:路由器1的任意IP地址和路由器2的任意IP地址间可以ping通。

配置步骤:

DCR1:

DCR1_config#router ospf 1

DCR1_config_ospf_1#network 192.168.1.0 255.255.255.0 area 0

DCR1_config_ospf_1#network 192.168.2.0 255.255.255.0 area 0

DCR1_config_ospf_1#network 192.168.5.0 255.255.255.0 area 0

DCR2做同样配置

DCR1#show ip route

DCR2#show ip route

DCR1#show ip ospf interface

DCR1_config#interface loopback 11

DCR1_config_l11#ip ospf network point-to-point

DCR1#show ip ospf interface

四、总结

本文通过介绍几款网络模拟器在计算机网络实验教学中的应用,并对几款常用的网络模拟器进行了简单的分析,论述如何在计算机网络实践教学中利用网络模拟器进行仿真实验的过程。通过仿真实验的教学实践,一方面解决了因缺乏实验设备无法开展计算机网络实验教学的问题,另一方面通过各种类型的网络仿真设备构建和配置计算机网络,加深学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解,培养学生组建、维护和管理计算机网络的技能,达到通过实验教学促进理论教学的目的,使学生将理论知识与实践操作紧密结合起来从而提高了计算机网络教学的效果。

[参考文献]

[1] 费添林.在计算机网络课程中组建Netsim虚拟实验室[J].电脑知 识与技术,2009,(5).

[2] 徐晋涛,冯增才.计算机专业实训教学的研究与探索[J].实验室科 学,2010,(13).

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