應(yīng)用型本科院?！秾嵱媒M網(wǎng)技術(shù)》實驗教學(xué)研究

李 成，官駿鳴

(黃山學(xué)院 信息工程學(xué)院, 安徽 黃山245041)

1 引 言

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的學(xué)生不僅應(yīng)掌握本科專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識，更應(yīng)具備很強的實踐能力。實驗教學(xué)就是培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力，獨立解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。《實用組網(wǎng)技術(shù)》課程是一門專業(yè)限選課程，實驗項目涉及局域網(wǎng)平臺構(gòu)建、各類網(wǎng)絡(luò)的IP 地址分配、VLAN 劃分、路由協(xié)議配置、廣域網(wǎng)部署等。傳統(tǒng)的《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗課程項目都是相對獨立的實驗，注重考查各知識點。但缺乏統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的大局觀，缺少綜合實驗案例的引導(dǎo)。如利用三層交換機(jī)實現(xiàn)VLAN 間的路由實驗、OSPF 路由協(xié)議的配置實驗，都相互獨立，無法牽線融合。這樣就違背了課程本身綜合性，實踐性的教育理念[1]。所以本課程的實驗教學(xué)改革就是要讓學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中如何把獨立的知識點系統(tǒng)地融入應(yīng)用到綜合實驗中，而不是對著課本照敲配置命令，培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)組建和解決網(wǎng)絡(luò)問題的能力。

2 《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗教學(xué)管理設(shè)計方案

2.1 建立完善的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境

建設(shè)應(yīng)用型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境[2]，實驗環(huán)境是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)保障，為此建設(shè)完善的基于網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實驗室實驗環(huán)境。原來網(wǎng)絡(luò)實驗室的網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備采用管理控制服務(wù)器 (簡稱RCMS，通過八爪線分別連接8 臺基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的Console 口，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和實驗行為進(jìn)行集中管理，可以使用一鍵清除功能恢復(fù)初始設(shè)置)，這種實驗環(huán)境學(xué)生無需直接插拔物理接口，使用RCMS 軟件環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置, 雖然提高了實驗教學(xué)的秩序，也方便了教師進(jìn)行實驗管理。但最大的缺點就是學(xué)生不能直接接觸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這種實驗設(shè)備硬件資源“軟件化”的方式在一定程度上節(jié)省了資金投入，但對學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)存在很大弊端。所以在實驗環(huán)境的改革中，我們還原了設(shè)備的原始屬性。讓學(xué)生直接接觸每臺設(shè)備，熟悉每個接口。

實驗環(huán)境設(shè)計了六角實驗桌，每組4-6 個座位，共6 組?？梢詾槊總€實驗進(jìn)行分組，每組設(shè)備是獨立的，實驗室拓?fù)淙鐖D1 所示。每組的基礎(chǔ)設(shè)備為：2 臺路由交換一體機(jī)、2 臺二層交換機(jī)、1 臺防火墻、1 個無線AP、1 臺無線AC。

圖1 實驗室拓?fù)鋱D

2.2 實驗項目設(shè)計舉例

實驗項目：VLAN 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與調(diào)試

實驗類型：設(shè)計性實驗。

實驗?zāi)康模豪斫馓摂M局域網(wǎng)的理論，能夠根據(jù)需求設(shè)計VLAN 并且調(diào)試成功。

項目背景：本校信息工程學(xué)院在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，由于學(xué)院各辦公室、實驗室、會議室等分布在綜合大樓的同樓層，本大樓還有別的學(xué)院的實驗室和辦公室。因此需要組建VLAN，保證不同部門之間的網(wǎng)絡(luò)互不干擾；另一方面,希望能實現(xiàn)處于不同樓層的實驗PC 機(jī)能夠互相通信。

技術(shù)原理:（1）VLAN 是一個物理網(wǎng)絡(luò)上劃分出的邏輯網(wǎng)，VLAN 劃分不受網(wǎng)絡(luò)端口的實際物理位置限制，第二層單播、廣播和多播幀, 都在一個VLAN 內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)、擴(kuò)散，能有效隔離廣播風(fēng)暴。VLAN的規(guī)劃。（2）同一交換機(jī)基于端口的VLAN，每個端口的模式為Access 接口模式，一個端口僅能屬于一個VLA N?？缃粨Q機(jī)基于端口的V LAN，交換機(jī)的級聯(lián)口設(shè)置為Trunk 模式。（3）不同VLAN 之間通信需要3 層路由設(shè)備。

具體要求：調(diào)查綜合實驗大樓的VLAN 設(shè)計和應(yīng)用情況，查找資料，以小組為單位完成上述規(guī)劃設(shè)計，并畫出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，詳細(xì)實施方案。方案中必須包括以下內(nèi)容：(1)VLAN、ID、網(wǎng)段、網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)及所包含的端口；(2)測試主機(jī)的IP 地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)名及端口等信息。

設(shè)計步驟：先通過思科的ciso packet trancer 進(jìn)行方案的模擬測試，然后再到網(wǎng)絡(luò)實驗室進(jìn)行實驗。

實驗思考：信息學(xué)院中辦公室與實驗室不同的VLAN 之間能通信嗎?

本問題為下一個校園網(wǎng)不同VLAN 之間路由實驗項目做理論預(yù)備，使學(xué)生加深對路由相關(guān)概念的理解。

2.3 實驗考查項目組制

根據(jù)實驗項目的難度和規(guī)模建立4-6 人的項目組，組員在實驗開始前，做好實驗規(guī)劃和實驗分工。實驗開始前做好理論指導(dǎo)和分析，把理論在實驗中實例化，學(xué)生在完全熟悉了理論和操作命令后再實踐。實驗小組制度還有利于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)和團(tuán)隊合作能力。

《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗通過獨立的分組設(shè)計,組與組之間相對獨立, 避免了組與組之間的干擾。在綜合性實驗中也可以通過交換機(jī)把各個分組聯(lián)網(wǎng)，靈活搭配。實驗教學(xué)要讓學(xué)生感受到課堂實驗所涉及的知識點是組網(wǎng)工程中必不可少的一部分,是在實際生產(chǎn)生活中能用得上的，能夠解決公司企業(yè)實際網(wǎng)絡(luò)問題的。其次實驗教學(xué)中要設(shè)置培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的實驗項目。

2.4 實驗指導(dǎo)改革

傳統(tǒng)的實驗指導(dǎo)書對每個實驗項目進(jìn)行了詳細(xì)的說明，甚至對每個步驟都給出具體命令，這樣勢必造成學(xué)生照抄照搬，缺乏自己的思考。例如在OSPF 的路由配置實驗中，傳統(tǒng)的實驗指導(dǎo)書給出下面的步驟：

S3750(config)#router ospf

S3750 (config-router)#network 172.16.5.0 0.0.0.255 area 0

S3750 (config-router)#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0

……

RouterA(config)# router ospf

RouterA(config-router)#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0

RouterA(config-router)#network 172.16.2.0 0.0.0.255 area 0

……

這樣的實驗就是統(tǒng)一答案, 學(xué)生只需照搬。學(xué)生只是個搬運工，而不是個網(wǎng)絡(luò)管理人員和設(shè)計者。實踐教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的綜合能力, 過于具體的實驗指導(dǎo)只能培養(yǎng)學(xué)生的惰性，無法激發(fā)他們的創(chuàng)造性[3]。

在改革指導(dǎo)書的過程中，做了如下工作，只給出大致框架模型和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌唧w的物理接口的配置和IP 地址的設(shè)置分配由學(xué)生自行完成。每個實驗項目給出一定的問題。

例如：在OSPF 實驗中提出，在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，OSPF 支持區(qū)域的劃分。劃分區(qū)域時必須存在什么區(qū)？在申明直連網(wǎng)段時，要注意哪些事項？要讓學(xué)生在做每個實驗時，不僅要動手操作，還要多加思考。強調(diào)實驗項目多樣性、考核開發(fā)性，實驗不僅僅是模仿，更重要的是自己設(shè)計和創(chuàng)造。

實驗教學(xué)的每個實驗項目要設(shè)計的即獨立又有聯(lián)系，不能孤立。設(shè)計綜合性實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力，在綜合實驗中，以項目組為單位自行確定拓?fù)?，自行?guī)劃選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，整個實驗過程要體現(xiàn)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和創(chuàng)新意識。既要讓學(xué)生能夠完成實驗，又要讓學(xué)生體會到一定的難度，這樣才會有成就感。

實驗考核以一個綜合案例來考查學(xué)生，平時做的每個實驗項目按一定比例融合到這個綜合案例當(dāng)中。案例考核的內(nèi)容設(shè)置一定的開放性，即有要求，也不唯一。每個小組根據(jù)對考核題目的理解，做出自己的選型和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，這樣更能體現(xiàn)組網(wǎng)工程的復(fù)雜性和多樣性，更能考查學(xué)生對知識點的理解和貫通。例如可以考查一個廣域網(wǎng)的組建，這樣需要進(jìn)行規(guī)劃拓?fù)?、設(shè)備選型等工作。具體實驗時既要在三層交換機(jī)上劃分VLAN，又要做路由器的物理連接，還需要配置路由協(xié)議，可以自己選擇不同的路由協(xié)議，比如RIP、OSPF 或者靜態(tài)路由，還有協(xié)議的封裝、驗證等。具體實驗內(nèi)容都由各個小組自己設(shè)計,考核成績依據(jù)學(xué)生設(shè)計的總體難度，以及對各個知識點的運用的合理性做出綜合評判[4]。實驗考核的目標(biāo)就是使學(xué)生從實驗中獲得更多的實踐技能，激發(fā)其鉆研的潛能。

3 結(jié)束語

《實用組網(wǎng)技術(shù)》是一門實踐性，綜合性都很強的應(yīng)用型課程，也是培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)方向?qū)W生應(yīng)用實踐能力的一門重要課程。課堂實驗教學(xué)的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新實踐能力，改革后的實驗教學(xué)不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣和潛能[5]，還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題解決問題的能力。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異, 在實驗教學(xué)中要緊跟技術(shù)前沿，把握國際國內(nèi)最新技術(shù)動態(tài)，實驗項目內(nèi)容要不斷創(chuàng)新，實驗設(shè)備要不斷更新，使學(xué)生能把握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的脈搏，跟上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展步伐，培養(yǎng)出符合社會需求的應(yīng)用型本科人才。

[1]楊玉梅.對《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》實驗教學(xué)改革的探討[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，5(9)：104-105.

[2]林元乖.創(chuàng)新型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)研究[J].實驗技術(shù)與管理，2010,12（27）：175-177.

[3]周偉.《組網(wǎng)技術(shù)》實驗教學(xué)改革的探討[J].電腦知識與技術(shù)，2013,9(17)：13-15.

[4]聞海英，高燕，王曉喃.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)教學(xué)的思考與探討[J].中國電力教育，2012，5(26)：83-84.

[5]徐守志，覃穎，張紅衛(wèi).創(chuàng)新型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)體系研究[J].計算機(jī)教育，2009，9(13)：182-184.