Packet Tracer在中職《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)中的應(yīng)用研究

李永培

(東莞市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)校，廣東 東莞 523000)

0 前言

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的重點(diǎn)課程，如何開展《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程才適合中職學(xué)生的特點(diǎn)？能像高等教育一樣幫助學(xué)生構(gòu)建完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論體系嗎？對于中職學(xué)生來說難度很大。筆者認(rèn)為應(yīng)該從中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)就業(yè)方向網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)綜合布線著手開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)路專業(yè)的教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)主要是掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與管理等相關(guān)技能，這就需要相當(dāng)數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)輔助，但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備往往價(jià)格不菲，因此需要借助網(wǎng)絡(luò)模擬軟件來達(dá)到教學(xué)效果。

1 網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer介紹

1.1 網(wǎng)絡(luò)模擬軟件的選擇

常見的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件有 “華為路由模擬器YS-RouteSim”、“Packet Tracer”以及“GNS3”。 “華為路由模擬器 YS-RouteSim”的優(yōu)點(diǎn)是軟件附帶提供了一系列現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)參考，初學(xué)者依照實(shí)驗(yàn)參考進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置入門，缺點(diǎn)是僅僅基于字符模擬，能完成的實(shí)驗(yàn)有限，而且非常容易出錯(cuò)，另外它還是一個(gè)華為內(nèi)部應(yīng)用軟件，并不對外公開。

“GNS3”是基于dynamips的圖形化網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，優(yōu)點(diǎn)是它能加載思科路由設(shè)備具體型號的IOS映像，模擬效果和真實(shí)設(shè)備非常接近，缺點(diǎn)是對電腦的性能要求較高，能同時(shí)模擬的路由器數(shù)量不多，對于交換實(shí)驗(yàn)的支持不好，操作相對packet tracer來說也更加麻煩，不適合網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者使用。

1.2 網(wǎng)絡(luò)模擬軟件packet tracer介紹

Packet Tracer全稱Cisco Packet Tracer，是思科公司開發(fā)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模擬工具軟件，該軟件功能強(qiáng)大，簡單易用，是一個(gè)專為網(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，支持學(xué)生和教師建立網(wǎng)絡(luò)模擬活動網(wǎng)絡(luò)模型。Packet Tracer目前最新版為5.31，可以在思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院免費(fèi)下載。

Packet Tracer中提供了二、三層交換機(jī)、路由器、無線路由器等虛擬設(shè)備，支持VLAN、靜態(tài)路由、動態(tài)路由、訪問控制列表等常用的網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)，完全可以滿足中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備”配置的網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)需求。

2 Packet Tracer在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

2.1 彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)場所設(shè)備不足，節(jié)省實(shí)訓(xùn)設(shè)備資金投入

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的價(jià)格比較高昂，一臺二層交換機(jī)的價(jià)格就能買好幾臺普通電腦，因此建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室比起普通的電腦機(jī)房投入要大得多。筆者所在學(xué)校2007年升級改造了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，除了更換了新電腦以外還新增了8組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，每組包含了銳捷RCMS(管理控制服務(wù)器)一臺、二層交換機(jī)兩臺、三層交換機(jī)兩臺以及路由器兩臺。新增的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備讓《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)，特別是上機(jī)實(shí)訓(xùn)煥發(fā)了新的光彩，頓時(shí)提升了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)的整體水平。

然而由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量有限，每個(gè)班學(xué)生人數(shù)至少也五六十人，因此上機(jī)實(shí)訓(xùn)的時(shí)候只能8至10個(gè)學(xué)生共用一組設(shè)備，這樣的情況下分?jǐn)偟矫總€(gè)學(xué)生身上的實(shí)驗(yàn)時(shí)間非常有限，制約了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果，也影響了教學(xué)進(jìn)度。引入網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer以后，上機(jī)實(shí)訓(xùn)時(shí)只要學(xué)生人手一臺電腦，學(xué)生要多少“設(shè)備”就有多少“設(shè)備”，因?yàn)檫@些“設(shè)備”都是虛擬出來的，彌補(bǔ)了實(shí)訓(xùn)場所設(shè)備不足，節(jié)省了實(shí)訓(xùn)設(shè)備的資金投入。

2.2 改善了實(shí)訓(xùn)效果，為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)提供了支持

前面說了在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)候，學(xué)生只能采取分工合作實(shí)驗(yàn)的方式，完成一個(gè)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)，這就導(dǎo)致了學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)的完整步驟沒有徹底的認(rèn)識，只學(xué)會了自己親自動手操作過的部分，實(shí)訓(xùn)效果很不理想。另外，小組合作實(shí)驗(yàn)給一部分同學(xué)“偷懶”提供了機(jī)會——依賴小組其他成員完成實(shí)驗(yàn)，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是學(xué)習(xí)效果的兩極分化嚴(yán)重，會的，積極動手，越會；不會的疏于動手，越不會。使用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer后，每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會完整的操作整個(gè)實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)過程步驟清晰明了，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)模擬軟件中也能看得見實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無形中也建立了學(xué)習(xí)成就感，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，教師也可以更好的監(jiān)督學(xué)生的實(shí)訓(xùn)操作。通過網(wǎng)絡(luò)模擬軟件熟悉實(shí)訓(xùn)的操作后，再到真實(shí)設(shè)備中進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，實(shí)訓(xùn)效率提高了，成效顯著。

網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer的使用不局限在學(xué)校的實(shí)訓(xùn)場所，學(xué)生在家里的電腦上也能安裝使用，為學(xué)生遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)提供了可能。一些網(wǎng)絡(luò)模擬軟件甚至提供聯(lián)網(wǎng)功能，為教學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)，學(xué)生在線學(xué)習(xí)提供了支持。

2.3 提高了實(shí)訓(xùn)課堂教學(xué)演示效率，減輕了教師的負(fù)擔(dān)

在引入網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer之前，教師要演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作步驟比較麻煩——遠(yuǎn)程登錄到不同的設(shè)備中進(jìn)行配置，還要到設(shè)備前面進(jìn)行接線等操作，導(dǎo)致的結(jié)果是教師操作演示得很費(fèi)勁，學(xué)生觀看演示如同霧里看花、管中窺豹，效果自然不好。引入網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer之后，所有“實(shí)驗(yàn)設(shè)備”統(tǒng)一在軟件的界面里，它們之間的關(guān)系也一目了然，教師也不用在真實(shí)設(shè)備之間來回奔跑了，可以有條不紊的在軟件中清晰演示完實(shí)驗(yàn)操作步驟，把更多的課堂時(shí)間留給學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作。配合屏幕錄制軟件，教師還能在課前就錄制好多媒體課件，進(jìn)一步提高實(shí)訓(xùn)課堂的學(xué)習(xí)效果。

3 構(gòu)建基于Packet Tracer的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺

筆者在計(jì)算機(jī)專業(yè)0914、0915、1018班的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程中使用了Packet Tracer軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，并以“實(shí)訓(xùn)為主，理論輔助”的理念開展該課程的教學(xué)，讓學(xué)生通過完成一系列的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)，初步掌握網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)的相關(guān)技能。

3.1 以Packet Tracer為平臺開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，構(gòu)建課程實(shí)訓(xùn)體系

在Packet Tracer的邏輯視圖中，可以很方便的添加虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過線纜將這些設(shè)備連接起來，構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，點(diǎn)擊相應(yīng)的設(shè)備可以進(jìn)入設(shè)備的配置界面進(jìn)行配置，通過這一系列的操作就能建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)的模擬環(huán)境。

在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)主要針對二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、路由器、無線路由器等設(shè)備，因此開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目主要針對這些設(shè)備。借助Packet Tracer軟件可以很好的開發(fā)出實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。筆者在一年多的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)中，獨(dú)立開發(fā)了以下Packet Tracer實(shí)訓(xùn)案例項(xiàng)目，并初步形成體系：

(1)通過Console配置交換機(jī)

(2)開啟交換機(jī)的Telnet服務(wù)

(3)VLAN實(shí)現(xiàn)端口隔離實(shí)驗(yàn)

(4)跨交換機(jī)VLAN實(shí)驗(yàn)

(5)使用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間通信實(shí)驗(yàn)

(6)交換機(jī)冗余鏈路——快速生成樹實(shí)驗(yàn)

(7)交換機(jī)冗余鏈路——端口聚合實(shí)驗(yàn)

(8)交換機(jī)端口安全實(shí)驗(yàn)

(9)路由器的基本配置實(shí)驗(yàn)

(10)路由子接口——單臂路由實(shí)驗(yàn)

(11)靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)

(12)默認(rèn)路由實(shí)驗(yàn)

(13)動態(tài)路由RIP實(shí)驗(yàn)

(14)動態(tài)路由OSPF實(shí)驗(yàn)

(15)OSPF 路徑選擇實(shí)驗(yàn)

(16)編號標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表實(shí)驗(yàn)

(17)編號擴(kuò)展訪問控制列表實(shí)驗(yàn)

(18)命名標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表實(shí)驗(yàn)

(19)命名擴(kuò)展訪問控制列表實(shí)驗(yàn)

(20)靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

(21)靜態(tài)地址端口轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

(22)動態(tài)地址轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

(23)動態(tài)地址端口轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

(24)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換綜合實(shí)驗(yàn)

(25)無線路由器的配置實(shí)驗(yàn)

(26)無線AP的配置實(shí)驗(yàn)

(27)無線網(wǎng)絡(luò)綜合配置實(shí)驗(yàn)

(28)小型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)

表1 項(xiàng)目拓展實(shí)訓(xùn)報(bào)告表

3.2 通過真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓展延伸實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

學(xué)生在Packet Tracer軟件上完成了具體的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目后，初步掌握了相關(guān)的技能、知識，整個(gè)時(shí)候如果馬上進(jìn)入下個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生掌握的技能可能僅僅限制在網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer的層面上，因此必須及時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的拓展延伸，從“網(wǎng)絡(luò)模擬軟件”回歸到“真實(shí)設(shè)備”甚至實(shí)際的工程環(huán)境中。

以 “實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 (24)動態(tài)地址端口轉(zhuǎn)換”為例，當(dāng)學(xué)生在Packet Tracer中掌握了該實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之后，安排學(xué)生在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中進(jìn)行拓展延伸實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)報(bào)告如表1所示。實(shí)踐證明，通過相關(guān)的拓展延伸實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了很好的調(diào)動，學(xué)生掌握的技能水平也能真正應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上。

3.3 借助Packet Tracer進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評價(jià)和實(shí)訓(xùn)技能考核

在使用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件以前，教師要跟蹤學(xué)生的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目操作情況比較麻煩，只能逐一的查閱學(xué)生從設(shè)備中保存下來的配置文件，這樣需要花費(fèi)教師大量的時(shí)間，效果不盡人意。針對這種情況，Packet Tracer中提供了一個(gè)名為“活動向?qū)А?Activity Wizard)的工具。教師通過“活動向?qū)А笨梢苑浅７奖愕臑閷W(xué)生創(chuàng)建一個(gè)非常具體的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，換句話說就是出一個(gè)考試題。然后讓學(xué)生完成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的搭建與配置。在這個(gè)過程中教師可以事先將需要考核的知識在“活動向?qū)А敝型ㄟ^“網(wǎng)絡(luò)答案”功能設(shè)置好，考幾個(gè)知識點(diǎn)就設(shè)置幾個(gè)位置，“活動向?qū)А睍詣訉υ摽碱}進(jìn)行分?jǐn)?shù)的設(shè)置，一般情況下每設(shè)置一個(gè)知識點(diǎn)系統(tǒng)就會給這個(gè)點(diǎn)設(shè)置1分，而該考試題的總分要視該試題所包含的知識點(diǎn)的數(shù)量來決定。當(dāng)學(xué)生按照教師的要求完成該試題后，“活動向?qū)А睍鶕?jù)知識點(diǎn)中的正誤給學(xué)生一個(gè)最終的得分。

筆者在任教的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程的期中、期末統(tǒng)一考試中，使用Packet Tracer的“活動向?qū)А苯⑾鄳?yīng)的考試文件進(jìn)行考試，考試過程非常順利，試卷的批改工作由Packet Tracer自動完成，提高了教學(xué)工作效率。學(xué)生也樂于接受這樣的考試方式，考完試馬上知道成績，對得、失分點(diǎn)也一目了然。排除試題難度因素，從1018班該科期中考試平均分高達(dá)90.72分能充分證明使用Packet Tracer進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)、技能考核具有良好效果。

4 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer操作簡單，功能強(qiáng)大，能解決因網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不足導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)課堂教學(xué)效果不佳的情況。教師借助Packet Tracer開發(fā)的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺，再配合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)操，學(xué)生能輕松完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，真正掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技能。

總之，Packet Tracer的應(yīng)用確實(shí)提高了中職《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)訓(xùn)課堂的教學(xué)效率,改善了教學(xué)效果，具有推廣價(jià)值。

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