淺談虛擬仿真軟件在網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

作者/胡志鋒，九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

從2012年國際職業(yè)技術(shù)教育大會上《上海共識》的達(dá)成和今年在河北國際職業(yè)技術(shù)教育大會又通過《唐山聲明》都足以說明職業(yè)教育的高速、高質(zhì)量的大力發(fā)展，對振興和發(fā)展一個國家的區(qū)域經(jīng)濟(jì)乃至整個國家的經(jīng)濟(jì)以及降低失業(yè)率都起到了舉足輕重的作用，同時對實現(xiàn)一個國家制造邁向國家創(chuàng)造最終實現(xiàn)國家智造是功不可沒的。然現(xiàn)在放眼全國1.2萬多所職業(yè)學(xué)校,雖覆蓋了我國的國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)形成中國特色、世界水平的現(xiàn)代職業(yè)教育架構(gòu)但是各個學(xué)校依據(jù)所處的區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、政府政策支持、企業(yè)的數(shù)量和企業(yè)現(xiàn)代化水平等的不同造成各個學(xué)校的發(fā)展水平和特色也參差不齊，特別是在高職教育中重點強(qiáng)調(diào)的技能的教育、訓(xùn)練和技能創(chuàng)新環(huán)節(jié)上尤為突出，最終導(dǎo)致高職院校向社會各行各業(yè)輸送的畢業(yè)生要么理論知道動不了手要么根本動不了手要么能動手解決問題但不精通等特點。該如何解決這個問題呢？方法自然是給每個學(xué)校各專業(yè)盡量建立詳盡的實驗實訓(xùn)室但這樣帶來直接弊端是：① 增加國家經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；② 設(shè)備損耗厲害；③ 設(shè)備折舊淘汰厲害跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；于是對于現(xiàn)狀的有益補(bǔ)充便是采用一些虛擬仿真軟件，既讓我們的學(xué)生能在真實設(shè)備上體驗真實工作場景也可以在虛擬仿真軟件中體驗真實設(shè)備的最新特點、功能。

1.虛擬仿真軟件平臺介紹

目前在不同的專業(yè)中使用的虛擬仿真軟件很多，在網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中使用的比較多的仿真軟件有Cisco專有的在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、基礎(chǔ)安全以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中使用的packettracer7、支持多廠家設(shè)備的gns3、華為特有的ensp、boson公司推出的專為cisco技術(shù)愛好者、備戰(zhàn)ccna或ccnp考試的考生制作的老牌模擬器boson netsim以及現(xiàn)在國內(nèi)流行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家H3C(華三)的hcl。

2.網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中存在的困境分析與解決策略

2.1 網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中存在的困境分析

在這里筆者就以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)中的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課程為例來探討一下網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中存在的困境。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的教學(xué)中：ISO的OSI的網(wǎng)絡(luò)參考模型，ip技術(shù)，這兩個知識點主要是讓學(xué)生明白和掌握網(wǎng)絡(luò)上的兩個通信結(jié)點如何完成用戶數(shù)據(jù)（UDU）的層層封裝及拆裝、路徑的選擇、arp協(xié)議的使用階段、數(shù)據(jù)幀的封裝和拆卸、數(shù)據(jù)的編碼及解碼的透明傳輸?shù)倪^程，在傳統(tǒng)的教學(xué)中我們常常是通過教師的口述、打比喻、畫示意圖的方式來講解，這樣講解存在：① 講解過程的空洞和晦澀難懂，不能形象的讓學(xué)生感受實際通信的封包、封幀的格式和過程，也不能很好的體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的具體階段；② 數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中投遞過程的數(shù)據(jù)包(幀)的變化理解起來抽象；另外在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)課程中；③ 在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)課程中一些極具破環(huán)性的實訓(xùn)課如ios升級；④ 密碼設(shè)置與清除實驗不方便在真機(jī)上操作，如果出現(xiàn)誤操作可能會導(dǎo)致幾萬元的設(shè)備無法使用的情況。

2.2 網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中存在的困境解決策略（packettracer一下簡稱pt）

針對問題①②的解決策略是在課堂教學(xué)中遇到這樣的知識點我們可以使用pt的模擬模式來捕捉相關(guān)協(xié)議數(shù)據(jù)同時查看相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)，這樣讓學(xué)生真實體會到協(xié)議的工作和協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如icmp，我們可以使用拓?fù)鋱D①來協(xié)助知識的講解和理解，使了無生趣的課堂豐富生動起來。

圖1

在此拓?fù)鋱D中先將軟件工作在邏輯工作區(qū)中的模擬工作模式同時設(shè)置過濾選項選中icmp和arp讓pc0去pingserver0(ping 192.168.20.1)這時我們在右邊的事件窗口中會看見整個的此次連網(wǎng)測試的過程見圖②，圖③，我們會看到在這個過程中有arp協(xié)議的使用，因為有二層封幀要求所以在這個貌視只會有icmp工作的實驗其實是伴隨arp的協(xié)作，但我們同時也會看見在稍后的的通信過程中并不會每次都會有arp過程，因為在第一次arp完后每臺主機(jī)都會將arp解析后的mac地址給緩存起來，所以我們會不難理解一個正常的網(wǎng)絡(luò)測試ping操作時總會出現(xiàn)一個個請求超時，接著會有連續(xù)的正常反饋回應(yīng)圖④。

圖2

圖3

圖4

針對問題③④的解決策略是在課堂教學(xué)中使用pt工具來完成ios的維護(hù)實訓(xùn)，首先激活交換機(jī)的svi1為這個虛擬接口設(shè)置一個與server1進(jìn)行通信必要的ip地址(見圖⑤)，執(zhí)行以下操作，先備份好原有ios，然后再刪除，在完成ios的恢復(fù)，在pt中可以模擬執(zhí)行多次，達(dá)到對破壞硬件設(shè)備的必備知識點的掌握，對于問題④情況類似在此就不贅述了。

圖5

sw(conベg)#do copy ぼash: tftp

Source filename []? c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin

Address or name of remote host []? 192.168.10.2

Destination filename [c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin]?

Writing c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin...!!! [OK –4414921 bytes]

4414921 bytes copied in 0.109 secs (1100492 bytes/sec)

sw#delete c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin

Delete ベlename [c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin]?

Delete flash:/c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin?[conベrm]

sw#dir

Directory of ぼash:/

2 –rw– 1061 ＜no date＞ conベg.text

sw#copy tftp: ぼash

Address or name of remote host []? 192.168.10.2

Source filename []? c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin

Destination filename [c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin]?

Accessing tftp://192.168.10.2/c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin...

Loading c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin from 192.168.10.2: !!! [OK – 4414921 bytes]

4414921 bytes copied in 0.062 secs (1934737 bytes/sec)

sw#dir

Directory of ぼash:/

3 –rw– 4414921 ＜no date＞ c2960–lanbase–mz.122–25.FX.bin

2 –rw– 1061 ＜no date＞ conベg.text

64016384 bytes total (59600402 bytes free)

3.結(jié)束語

對上述問題的分析和解決過程中我們明白虛擬仿真軟件的恰當(dāng)使用確實能解決一些棘手的問題同時也可以降低對實際真實設(shè)備的需求，但這并不能真正代替真實設(shè)備，在實際教學(xué)中應(yīng)真機(jī)和虛擬仿真軟件結(jié)合使用，講教學(xué)效果和成本均達(dá)到一良好的值。

* [1]重視職業(yè)教育的中國探索.2017.7.11.《人民日報 》（2017.07.11 05 版）https∶//www.tech.net.cn/web/articleview.aspx?id=201 70711100228287&cata_id=N002

* [2]李衛(wèi)升,林政劍,胡志鋒. Packet Tracer仿真軟件在《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)》教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2012(02)

* [3]吳剛.Cisco Packet Tracer在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的特殊應(yīng)用[J].計算機(jī)時代(Computer Era),2011(04)