虛實(shí)結(jié)合實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程實(shí)驗(yàn)

鄭洪濤

(武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院，湖北武漢430056）

虛實(shí)結(jié)合實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程實(shí)驗(yàn)

鄭洪濤

(武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院，湖北武漢430056）

本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分析，找出目前存在的主要問題，提出了解決的思路。并利用當(dāng)前流行的幾種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合本課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和要求，提出了一個(gè)將虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方法

虛擬實(shí)驗(yàn)；虛擬平臺(tái)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

目前各高職高專院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)都開設(shè)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程，該課程的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)理論與操作相結(jié)合，突出操作性和實(shí)戰(zhàn)性，讓學(xué)生積累更多的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和提高他們的動(dòng)手能力。而實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）又是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程教學(xué)中的重要一環(huán),是使學(xué)生快速獲取知識(shí)和技能的最佳途徑之一，具有真情實(shí)景的實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）更是提高實(shí)踐技能和教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、存在的問題

高職高專類院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）室主要是用來滿足對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，提供網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及組建局域網(wǎng)等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，涵蓋了協(xié)議、路由、交換、互聯(lián)、存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程的實(shí)驗(yàn)又中包含多種不同類型的實(shí)驗(yàn)。由于目前各學(xué)校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限，財(cái)力有限，而在該課程的實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）中不能完全做到一人一套網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，來完成課程中所要求的各類實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）項(xiàng)目，特別是那些關(guān)于交換機(jī)和路由器配置方面的實(shí)驗(yàn)。另外，由于這一類實(shí)驗(yàn)都是一些破壞性的實(shí)驗(yàn)，在做的過程中也容易對(duì)設(shè)備造成一定的損壞，設(shè)備的維護(hù)工作量也非常的大，因各班的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各不相同，往往是一個(gè)班做完后，設(shè)備配置無法及時(shí)的初始化，導(dǎo)致下一個(gè)班就不能正常的使用，這樣對(duì)于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的維護(hù)和管理是一個(gè)比較繁瑣的問題。

二、解決的思路

根據(jù)上述這些實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，以及存在的問題，我們可以借助于虛擬技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）平臺(tái)，在虛擬環(huán)境中完成這些實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

具體的說就是在教學(xué)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）上采用了一些虛擬軟件的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來替代需要用真實(shí)設(shè)備去完成課程所要求的實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）內(nèi)容，這種虛擬軟件的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)既可節(jié)省資源和資金，又可突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境在時(shí)間、空間上的限制。即可以在實(shí)驗(yàn)室完成，也可以讓學(xué)生在課后反復(fù)練習(xí)，直至熟練掌握這一課程的核心內(nèi)容。

三、實(shí)現(xiàn)的方法

目前的這一類模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境分為二種，一種是以模擬通信設(shè)備為主的模擬平臺(tái)，另一種是以模擬操作系統(tǒng)為主的模擬平臺(tái)。下面我們以第一種模擬平臺(tái)為主，說明如何實(shí)現(xiàn)：

（一）虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的選擇

當(dāng)前能完成網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配置的虛擬軟件模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要有二種，一類是Bosom Netsim，它是Boson公司推出的一款基于Cisco路由器、交換機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)軟件,且提供了一個(gè)能夠輸入配置命令、驗(yàn)證理論和實(shí)例的環(huán)境,通過它可以熟悉各個(gè)命令的格式和作用,是一個(gè)學(xué)習(xí)交換機(jī)和路由器配置的輔助工具。NetSim具備一項(xiàng)非常強(qiáng)大的功能,那就是自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及連接,模擬出多種連接方式(如PSTN、ISDN、PPP等),通過NetSim學(xué)生可以隨意構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另一類是,，它是由Cisco公司發(fā)布的一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實(shí)驗(yàn)的輔助學(xué)習(xí)工具，為學(xué)習(xí)CCNA課程的網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者去設(shè)計(jì)、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供了網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境，學(xué)生可通過該軟件所提供的圖形用戶界面，在該界面上可直接使用拖曳方法建立各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，模擬軟件中實(shí)現(xiàn)的IOS子集允許學(xué)生配置設(shè)備；并可提供數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進(jìn)的詳細(xì)處理過程，可觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。這二類模擬軟件在功能上基本相同，都是針對(duì)Cisco公司的認(rèn)證考試而專門設(shè)計(jì)的一款模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，但各有其自身的特點(diǎn)。Netsim模擬器本身自帶有CCNA和CCNP的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不需要另外編輯實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但其擴(kuò)展性比較差，計(jì)算機(jī)終端不能配置，設(shè)備接口固定。Packet Tracer模擬軟件平臺(tái)界面友好，端口擴(kuò)展性好，由于能夠通過Flash動(dòng)畫來描述通信過程，因此對(duì)于學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)原理有一定的幫助，特別是該虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有中文界面，這一點(diǎn)對(duì)高職高專的學(xué)生很重要。

根據(jù)以上分析，我們將二種虛擬平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上采用NetSim所列出的各類實(shí)驗(yàn)，而在具體操作上則用Packet Tracer 5.1版的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成各類網(wǎng)絡(luò)通信的配置實(shí)驗(yàn)。

（二）虛擬平臺(tái)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建與管理課程實(shí)驗(yàn)一般分為三個(gè)部分，一是通信網(wǎng)絡(luò)的組建、配置和管理，二是各類服務(wù)器的安裝、配置和管理，三是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理。由于后面二個(gè)部分的實(shí)驗(yàn)可以使用單獨(dú)的計(jì)算機(jī)來完成，因此這二個(gè)部分的實(shí)驗(yàn)我們一般采用在真實(shí)的環(huán)境中來做。例如：

文件服務(wù)器的安裝與配置、Web服務(wù)器[1]的安裝與配置等服務(wù)器的安裝與配置管理、各類網(wǎng)絡(luò)管理軟件的安裝與配置管理。

對(duì)于第一部分的實(shí)驗(yàn)，由于要求每人要有一套一網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而一套網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備的價(jià)格也非常的貴，并且這一類實(shí)驗(yàn)要求反復(fù)實(shí)踐才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，一般院校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室里是不可能做到一個(gè)人一套網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的，另外，由于課程安排的原因一些實(shí)驗(yàn)在二節(jié)課的中無法全部完成，但網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室又不可能在業(yè)余時(shí)間對(duì)學(xué)生開放。因此我們將這一部分實(shí)驗(yàn)用虛擬化的模擬軟件來實(shí)現(xiàn)，即使在正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課中不能完成，也可讓學(xué)生帶回去在自己的電腦上去完成。例如：交換機(jī)基本配置、路由器基本配置、VLAN及跨網(wǎng)段VLAN的配置、路由協(xié)議的配置等等有關(guān)通信設(shè)備的配置實(shí)驗(yàn)。

最后，通過在上述虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中反復(fù)的練習(xí)，讓學(xué)生對(duì)于配置的方法和命令有了一個(gè)比較熟練的操作后，再將學(xué)生按小組劃分在真實(shí)的通信設(shè)備上進(jìn)行操作，如：通信線纜的制作，線纜的連接，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的搭建，以及通信設(shè)備的配置，從而提高實(shí)操性和真實(shí)感。

[1]楊軍基于校園網(wǎng)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)自然科學(xué)版2008年第21卷第5期

[2]蘆鴻雁關(guān)于高等院校虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理的探討赤子2009年第24期

Implementing Experiment of Computer Network Establishment and Management with Real and Virtual Environment

ZHENGHong-tao
(Wuhan Commercial Service College,Wuhan,Hubei,430056,China)

Based on analysis of computer network establishment and management course experiment content,this article point out the existing main problems,put forward the solutions,and propose a method combining real and virtual experimental environment using pop network equipment configuration of virtual experiment platform.

Virtual experiment Virtual platform Network experiment

G642

A

1009-2277（2011）01-0069-02

2010-12-07

鄭洪濤(1962-)，武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院信息工程系教師,主要從事網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)工作。

責(zé)任編校：鄧小妮