用ｐａｃｋｅｔ ｔｒａｃｅｒ模擬軟件改進高職計算機網(wǎng)絡實驗教學

文章編號：1672-5913(2008)18-0035-03

摘要：實驗教學是高職計算機網(wǎng)絡課程的重要組成部分，本文結合當前高職計算機網(wǎng)絡課程實驗教學的現(xiàn)狀，提出一種采用Packet Tracer網(wǎng)絡模擬軟件來完成計算機網(wǎng)絡實驗的有效方法。

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡；Packet Tracer；模擬；實驗教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1高職計算機網(wǎng)絡課程實驗教學的現(xiàn)狀

實驗教學是保證學生實踐能力得到培養(yǎng)和提高的前提，實驗內(nèi)容的合理設置是保證計算機網(wǎng)絡課程教學效果的關鍵[1]。近年來，隨著辦學條件的改善，不少高職院校投入資金，購置路由器、交換機等高端網(wǎng)絡設備，建設了網(wǎng)絡實訓室，使學生得以有機會接觸物理設備，進行實際操作，從而為培養(yǎng)合格的高級技能型人才，奠定了基礎，邁出了可喜的步伐。

但硬件條件的改善并不意味著教學效果的提升，在實際的教學中，還存在著許多不盡人意的方面，主要表現(xiàn)在：

(1) 由于計算機網(wǎng)絡具有技術更新較快、和廠商聯(lián)系緊密、專業(yè)性和實踐性較強等特性，目前社會有著相對完善的以生產(chǎn)廠商為主導的認證培訓資源，但這些還沒能和高職教學很好的結合起來。高職網(wǎng)絡技術教學環(huán)節(jié)中普遍存在的重理論、輕實踐的現(xiàn)象，教學過程中面臨的重視課堂教學而忽視實驗課程的問題等，還沒有徹底扭轉。目前配套的實驗教材非常匱乏，沒有形成完整的實驗體系。

(2) 不少院校雖然建設了網(wǎng)絡實訓室，但投入的經(jīng)費畢竟有限，且不可能持續(xù)的投入，網(wǎng)絡設備數(shù)量上欠缺和種類上不可能完整，且某些網(wǎng)絡環(huán)境具有不可模擬性，導致利用其進行實驗教學的效果有限且升級困難。實驗過程中對設備的操作頻繁，由誤操作導致的設備損耗等問題也會嚴重地影響實訓室的正常運轉。

(3) 實際網(wǎng)絡設備在使用上的單用戶性，導致實訓室適合于小班化教學，和目前日常的教學組織形式相矛盾，這使得實訓室使用頻率高，但實驗的教學效率極低，雖然可以通過改變教學組織形式或引入實驗管理機制，如“一鍵清”功能等，但無法從根本上解決問題。

(4) 從學生認知規(guī)律的角度講，理論與實踐相結合，正確的理論指導正確的實踐，計算機網(wǎng)絡是一門理論性和實踐性均很強的課程，而從理論的掌握到實踐活動的開展，中間需要一個過渡，即學生在進入網(wǎng)絡實訓室進行實驗活動之前，需要作一定的準備，對相應的理論知識要有一定的理解，并且對實驗設備的特征、性質、配置、操作等要有一個總體的掌握，如果沒有這些必要的知識儲備和事先準備工作，學生進入實訓室時，往往表現(xiàn)得無從下手和無所適從，冒然動手，必然帶來誤操作的增多，甚至完全錯誤的操作。

為解決上述問題，近年來在計算機網(wǎng)絡技能培訓領域，普遍采用了引入網(wǎng)絡模擬軟件進行輔助教學的方法，實踐證明，這是一種行之有效的方法。計算機模擬技術的發(fā)展，已達到了相當?shù)某潭?，足于開發(fā)出能逼真模擬真實環(huán)境的軟件。引入模擬軟件，可以彌補網(wǎng)絡技術教學和學習過程中的許多不足，如在無法接觸實際的物理設備的情況下，仍能開展教學和學習活動；軟件能模擬出盡可能齊全的網(wǎng)絡設備和實驗環(huán)境，而這在真實環(huán)境下由于受資金和條件的限制不可能完全做到；而且模擬設備不存在損壞問題，能反復進行操作，有效地解決了設備損耗問題；在學生進入實訓室操作實際的物理設備之前，可以對模擬設備進行操作和進行實驗，這樣就很自然地完成了從理論到實踐的過渡。

所以，高職計算機網(wǎng)絡課程的教學，在購置一定的實際網(wǎng)絡設備，建立專用實訓室的同時，輔以網(wǎng)絡模擬軟件構建網(wǎng)絡實訓平臺，充分利用模擬軟件在教學過程中所起的設備替代和教學輔助作用，虛實結合，構建科學完整的計算機網(wǎng)絡課程教學和實訓體系。目前，此類網(wǎng)絡模擬軟件有很多，如NS-2、OPNET Modeler、Matlab、Packet Tracer、Boson Netsim、RouterSim、Sybex Virtual Lab、Flash Lab、CIM、RouteSim、Dynamips GUI等，這些軟件大部分以思科網(wǎng)絡實驗環(huán)境和設備為標準。經(jīng)過實踐和比較，筆者認為Packet Tracer是其中一種功能較為完善的模擬軟件，非常適合于高職計算機網(wǎng)絡課程的實驗教學。本文以利用Packet Tracer 4.11軟件完成兩個廣域網(wǎng)實驗為例，來體驗在網(wǎng)絡實驗教學中引入模擬軟件的優(yōu)越性。

2packet tracer簡介

Packet Tracer是思科公司為網(wǎng)絡學員認證學習而開發(fā)的一套用來設計、配置和排除故障的網(wǎng)絡模擬系統(tǒng)，目前最新版本為5.0。同其他的網(wǎng)絡模擬軟件相比，該軟件：

(1) 支持多協(xié)議模型:支持常用協(xié)議HTTP、DNS、TFTP、Telnet、TCP、UDP、Single Area OSPF、DTP、VTP和STP，同時支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Frame Relay、PPP、HDLC、inter-VLAN routing和ICMP等協(xié)議模型。

(2) 支持大量的設備仿真模型:路由器、交換機、無線網(wǎng)絡設備、服務器、各種連接電纜、終端等，還能仿真各種模塊，這在實際實驗設備中是無法配置齊全的。對設備均提供圖型化和終端兩種配置方法，各設備模型均有可視化的外觀仿真。

(3) 支持邏輯空間和物理空間的設計模式:邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構的實現(xiàn)；物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置。

(4) 可視化的數(shù)據(jù)報表示工具:配置有一個全局網(wǎng)絡控測器，可以顯示仿真數(shù)據(jù)報的傳送路線。

(5) 數(shù)據(jù)報傳輸采用實時模式和仿真模式，實時模式與實際傳輸過程一樣，仿真模式通過可視化模式顯示數(shù)據(jù)報的傳輸過程，使用戶能對抽象的數(shù)據(jù)的傳送具體化。

以上這些特點保證了利用Packet Tracer軟件可以方便快捷地進行網(wǎng)絡組建、設備配置、協(xié)議測試等網(wǎng)絡技術實驗[2]。

3在packet tracer中實現(xiàn)的廣域網(wǎng)實驗

3.1實例1——點到點幀中繼實驗

實驗連接圖形見圖1。

實驗內(nèi)容和要求：利用一個云圖連接兩個路由器(Router0和Router1)，實現(xiàn)幀中繼連接，兩路由器間能互相訪問。

具體配置過程：

(1) 在packet tracer 4.11中，拖入兩個2620XM路由器和一個Cloud-PT云圖，分別點擊兩個路由器，為它們各增加一個WIC-2T模塊，然后使用Serial DTE連接線按圖1所示把設備連接起來。注意連接線的方向，其中一根線的同步時鐘(rate)在云圖端，則另一根線的同步時鐘使之在路由器端。

(2) 對路由器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) 對路由器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) 對云圖的配置如下：

點擊云圖，選擇進入配置(config)頁面，在左邊的設置項目欄中，分別點擊INTERFACE下的Serial0和Serial1，設置Serial0的DLCI為56，Name為to-s0，點擊Add按鈕載入；設置Serial0的DLCI為99，Name為to-s1，點擊Add按鈕載入，如圖2所示。然后點擊項目欄中的Frame Relay項，設置為Serial0和Serial1互相連接，點擊Add按鈕載入，如圖3所示。

(5) 實驗測試，如圖4所示，Router0和Router1已能互通。

上述實驗中加入一個云圖的目的，是使之更符合實際廣域網(wǎng)的環(huán)境，這在實訓室中是無法做到的，也就更有利于加強學生對有關概念的理解和掌握。

3.2實例2——dsl modeml連接實驗

實驗連接圖形，見圖5。

實驗內(nèi)容和要求：利用一個DSL-Modem和一個云圖，連接網(wǎng)絡，模擬遠程撥號通信，使兩臺遠程主機能互相通信。

具體配置過程：

(1) 在packet tracer 4.11中，拖入一個DSL-Modem和一個云圖，DSL-Modem-PT默認有兩個接口(port0和port1)，port0為RJ-11接口，port1為RJ-45接口，用phone連接線將兩者連接，DSL-Modem端接port0，云圖端接Modem4。再拖入一臺2950T交換機和兩臺PC，連線如圖5所示，云圖和交換機間用copper cross-over線相連，云圖端接eth6，交換機端接fa0/1。PC0和DSL-Modem-PT直接用copper straight-through相連，DSL-Modem-PT端接port1。

(2) 分別設置兩臺PC的IP地址如圖5所示。

(3) 對云圖作設置如下：

點擊云圖，選擇進入配置(config)頁面，在左邊的設置項目欄中，點擊INTERFACE下的Ethernet6，保證右邊Provider Network選項為DSL，如圖6所示。然后點擊項目欄中的DSL項，設置為Modem4和Ethernet6互相連接，點擊Add按鈕載入，如圖7所示。

(5) 實驗測試，如圖8所示，PC0和PC1已能互通。

為了簡化問題，上述遠程通信的兩臺PC的IP地址在同一個網(wǎng)段中，可以進一步修改實驗，加入路由交換機制，使不在同一網(wǎng)段的主機也能相互通信，請讀者自行實現(xiàn)。

通過上述兩個實例，利用模擬網(wǎng)絡實訓平臺進行案例教學，效果直觀，學生印象深刻。用該平臺做的路由交換實驗，對于學生理解靜態(tài)路由、動態(tài)路由協(xié)議、DTE/DCE設備等概念都有很大幫助。

Packet Tracer軟件還自帶了許多任務和實例，可以在深度和廣度上對知識進一步拓展。使用該平臺，可以明顯提高學生的學習興趣，學習過程由被動接受知識變?yōu)橹鲃铀伎?、驗證、解決問題的過程。學生通過自己設計案例，會發(fā)現(xiàn)更多的問題和規(guī)律，從而觸類旁通，舉一反三，取得良好的學習效果。

4總結

將實際網(wǎng)絡實訓室和Packet Tracer網(wǎng)絡模擬平臺相結合，有效地解決了高職院校實踐實訓中資金和設備的短缺問題， 通過模擬平臺使學生能得到充分的網(wǎng)絡技術訓練， 同時又能通過實際設備增加對網(wǎng)絡的感性認識。由于PacketTracer4.11在設備選擇方面的靈活性，將有效地提高教學效果，節(jié)約學校的設備投入，具有廣泛的推廣價值。

參 考 文 獻

[1] 任曉鵬，李偉華. 基于Packet Tracer構建虛擬網(wǎng)絡實訓平臺[J]. 中國職業(yè)技術教育，2006，(27):44-46.

[2] 堯有平. 基于Packet Tracer 4.11構建仿真網(wǎng)絡實訓平臺[J]. 福建電腦，2008，(5):143-144.

[3] 程勇軍. 利用模擬軟件改進中高職網(wǎng)絡實驗教學的探討[J]. 廣州廣播電視大學學報，2008，(2):52-55.

[4] 尹輝，秦杰. 《計算機網(wǎng)絡》課程實驗教學探索[J]. 光盤技術，2007， (6):58-59.

[5] 劉兵. 《計算機網(wǎng)絡》課程實驗教學探討[J].計算機教育，2007，(1).