VM虛擬機(jī)和思科PT軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，探討VM虛擬機(jī)和思科Packet Tracer軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】VM虛擬機(jī) 思科Packet Tracer軟件 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程 教學(xué) 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）04C-0191-02

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)、組建與維護(hù)的基本技能。該課程實(shí)踐性很強(qiáng)，因此，需要給學(xué)生創(chuàng)造出足夠多的實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)。本文分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，探討VM虛擬機(jī)和思科PT軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在教學(xué)中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目很多，如南寧學(xué)院目前開(kāi)設(shè)的中小型網(wǎng)絡(luò)組建這門(mén)課程，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目多達(dá)21項(xiàng)，各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)均需要眾多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)支撐。例如“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭建”這一實(shí)訓(xùn)，就要求每個(gè)人需要有1臺(tái)裝有Windows Server 2003操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)充當(dāng)服務(wù)器，同時(shí)還需要1～2臺(tái)裝有Windows xp操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)充當(dāng)客戶機(jī)進(jìn)行測(cè)試?？傊@門(mén)課程的每一個(gè)實(shí)訓(xùn)均要求學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐才能掌握相關(guān)技巧，因此這些設(shè)備的需要量很大。然而，實(shí)驗(yàn)設(shè)備是稀缺資源，如果不科學(xué)規(guī)劃使用這些資源，僅靠學(xué)校每年對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的投入是解決不了問(wèn)題的。

（二）場(chǎng)地不足

我們可以就前面提到的“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭建”這一實(shí)訓(xùn)算一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)賬：假設(shè)每個(gè)班的人數(shù)為40人，要完成這個(gè)實(shí)訓(xùn)需要服務(wù)器40臺(tái)，需要測(cè)試機(jī)80臺(tái)，兩項(xiàng)合計(jì)共120臺(tái)。僅此實(shí)驗(yàn)，一個(gè)40人的班級(jí)就要占用120臺(tái)計(jì)算機(jī)，如果按40臺(tái)計(jì)算機(jī)建一間實(shí)驗(yàn)室，那就是需要3間實(shí)驗(yàn)室。而往往每個(gè)學(xué)期同時(shí)開(kāi)課的班級(jí)不少于4個(gè)這樣的班級(jí)，那就至少需要建設(shè)12間實(shí)驗(yàn)室才能滿足需求。其他計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的實(shí)訓(xùn)同樣對(duì)實(shí)驗(yàn)室的需求量很大。如何在有限的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地完成如此艱巨的教學(xué)任務(wù)，這是一個(gè)很具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

（三）管理不到位

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員通常都是一個(gè)人同時(shí)管理幾間實(shí)驗(yàn)室，而鑒于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的特殊性，就必須在管理環(huán)節(jié)上加強(qiáng)管理力度。因?yàn)樵趯W(xué)生當(dāng)中不乏有意或者好奇而修改計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器等設(shè)備配置者，這些操作往往會(huì)使得除設(shè)置者本人之外的其他人無(wú)法使用這些設(shè)備。另外，不斷的連接和拆除這些設(shè)備，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成很大的傷害。管理不到位勢(shì)必使這種情況更加惡化。

二、VM虛擬機(jī)和思科PT軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用

針對(duì)前面提出的這些問(wèn)題，筆者在教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過(guò)程中引入VM虛擬機(jī)和思科Packet Tracer（PT）軟件，將兩者結(jié)合起來(lái)一起使用，這是一種很好的解決方案。

（一）虛擬機(jī)在實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

1.虛擬機(jī)簡(jiǎn)介。虛擬機(jī)就是虛擬的計(jì)算機(jī)，是指運(yùn)行于物理計(jì)算機(jī)上的、用軟件模擬出來(lái)的、具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)可虛擬出多臺(tái)完整的虛擬機(jī)，并且不同的虛擬機(jī)可運(yùn)行單獨(dú)的操作系統(tǒng)而互不干擾。每臺(tái)虛擬機(jī)都具有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、網(wǎng)卡、BIOS、光驅(qū)、顯卡等，只不過(guò)這些硬件設(shè)備都是用虛擬軟件模擬出來(lái)的。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，可利用虛擬機(jī)進(jìn)行開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、硬盤(pán)格式化、設(shè)置BIOS等操作，這一切對(duì)主機(jī)沒(méi)有任何影響。

目前，計(jì)算機(jī)教學(xué)中比較常用的虛擬機(jī)軟件主要有VMware公司的VMware Workstation和微軟公司的Microsoft Virtual PC。VMware技術(shù)相對(duì)比較成熟，可以虛擬更多的主流操作系統(tǒng)，功能更強(qiáng)大，使用起來(lái)比較容易，市場(chǎng)占有率比較高。

2.虛擬機(jī)在實(shí)訓(xùn)中的具體應(yīng)用。在前面提到的“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭建”這一實(shí)訓(xùn)中，我們可以利用VM虛擬機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)“同時(shí)”運(yùn)行幾臺(tái)裝有不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，還可以將這幾臺(tái)計(jì)算機(jī)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在機(jī)房的計(jì)算機(jī)中安裝虛擬機(jī)軟件VMWare后，利用VMWare模擬出1臺(tái)Windows Server 2003服務(wù)器，在服務(wù)器里添加并配置好諸如DHCP、DNS、WEB、FTP等服務(wù)器后，可再模擬出1～3臺(tái)Windows xp或Linux客戶機(jī)進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。這幾臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)同時(shí)在一臺(tái)真實(shí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，互不干擾，并且同在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，所做的實(shí)驗(yàn)得出的效果和使用幾臺(tái)真實(shí)計(jì)算機(jī)得出的效果是一樣的（如圖1），從而解決了一個(gè)學(xué)生做實(shí)訓(xùn)需要多臺(tái)計(jì)算機(jī)、多個(gè)操作系統(tǒng)的問(wèn)題。

（二）思科Packet Tracer軟件在實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

1.Packet Tracer簡(jiǎn)介。Packet Tracer軟件是思科公司開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真工具軟件，是一個(gè)為網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者設(shè)計(jì)的用于提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)配置和網(wǎng)絡(luò)故障排除模擬環(huán)境的學(xué)習(xí)平臺(tái)，支持學(xué)生和教師建立仿真虛擬，通過(guò)Packet Tracer軟件的模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)思科主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)事件的模擬。學(xué)生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，軟件中?shí)現(xiàn)的ISO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(guò)程，觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。Packet Tracer已出的版本有很多種，版本越新越好，目前最新版本為Packet Tracer 6.0。

2.Packet Tracer在實(shí)訓(xùn)中的具體應(yīng)用。Packet Tracer使用過(guò)程非常簡(jiǎn)明扼要，如圖2所示，白色的部分是工作區(qū)，工作區(qū)上方是菜單欄和工具欄，工作區(qū)下方是主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、連接線纜等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品選擇欄，工作區(qū)右側(cè)是選擇、刪除設(shè)備、添加標(biāo)注工作欄。

在組網(wǎng)實(shí)訓(xùn)中，可利用Packet Tracer從主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、連接線纜等產(chǎn)品選擇欄里選擇需要的實(shí)驗(yàn)器材，直接向工作區(qū)拖曳就可以快速建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。而且可供選擇的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、連接線纜等產(chǎn)品種類及型號(hào)眾多，可以任意選擇里面的任何一款產(chǎn)品，極盡想象力去搭建各式各樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如圖3）。如果不滿意，只需從右側(cè)選擇、刪除設(shè)備工作中選擇刪除即可。此外，還可在經(jīng)配置后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里進(jìn)行各種測(cè)試，并可觀察到網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，從而發(fā)現(xiàn)配置的正確性。

我們?cè)谡嬲M(jìn)行設(shè)備連接時(shí)，如果連接錯(cuò)誤，只有通過(guò)觀察甚至測(cè)試才會(huì)知道是否連接錯(cuò)誤。但這種錯(cuò)誤在Packet Tracer里面卻直接有明顯的提示，詳見(jiàn)如圖4。

當(dāng)然，VM虛擬機(jī)和思科PT軟件不能替代真正的設(shè)備，但它們可以讓學(xué)生在機(jī)房或宿舍里隨時(shí)隨地通過(guò)這些工具的仿真界面進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，這種技能的獲得對(duì)學(xué)生在真正設(shè)備上進(jìn)行具體操作來(lái)說(shuō)是不可或缺的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]淺談虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3ef1962258fb770bf78a55c0.html

[2]楊功元.思科PT軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中的探究與實(shí)踐[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（10）

（責(zé)編 蘇 洋）