浅谈网络互联与路由课程建设

荆山　隋永平　孙丽娟

摘 要：针对地方高校应用型人才培养的目标需求，分析了网络互联与路由课程建设中普遍存在的问题，阐述了课程改革及建设内容，将课程内容和企业认证进行了有效融合，重点探讨了软硬件实践平台的建设和应用示例，最后提出了综合过程考核、实践考核与知识考核于一体的考核体系，并取得了较好的实施效果。

关键词：课程建设；企业认证；实验平台；考核体系

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）08-0-03

0 引 言

地方高校人才培养主要以应用型人才培养为主，网络工程从2002年首次招生至今经过了十几年的发展建设，已经有众多毕业生走上了工作岗位。经过反复调研了解到，社会在对网络工程专业人才的需求中，要求学生能够拥有较好的专业基础和较强的实践能力，而如何将社会人才需求和人才培养过程充分结合，是高校教师需要不断探索和实践的一个课题。

网络互联与路由课程是以网络规划与设计、部署、管理和网络故障排查为基础的课程，是网络专业基础类课程。课程大纲制定时，结合了《高等学校网络工程专业培养方案》中的“网络路由与交换技术”和“网络工程”两门课程的知识要点[1]，融合了思科网络学院课程资源和思科认证知识体系，是一门基础性和实践性都很强的课程，主要培养目标是提高学生网络工程设计、规划与实施能力[2]。

1 网络互联与路由课程教学中存在的问题

网络互联与路由课程是网络工程专业的必修课程，不同高校课程名称上略有不同，例如路由与交换技术、网络工程基础等。该课程的实践性要求极强，不仅要让学生掌握网络设备基本理论与知识， 更要强调对网络技术的应用、工程实践能力、创新能力[3]。通过和多所院校交流总结，发现课程建设过程中普遍存在以下问题。

（1）知识结构不够完整。由于网络工程技术涉及面较广、知识点较多，很多高校的课程内容来源选取上过于单一，内容不够完整，缺少园区网组网的一些常用关键技术；

（2）知识更新陈旧。网络技术的不断更新要求教师不断加强学习与实践，各种条件限制教师进修也造成课程内容更新不及时；

（3）实验平台单一。很多学校过分侧重于虚拟软件平台的建设，主要是因其复杂性更低、实验过程更简单，也避免了高额的实验设备投入。但是使用模拟平台完成实验，学生的团队协作意识和实际工程能力得不到充分锻炼，无法树立自信心，在面对真实工程项目时显得手足无措；

（4）课程考核过于单一。网络互联与路由作为一门实践性非常强的课程，多数高校却仍然采取试卷考试模式，对中间学习过程也不加强管理，考核的内容和结果与授课目标无法达成统一[4]。

2 课程建设

网络互联与路由课程主要介绍网络层次模型、网络协议的工作原理及配置技术，结合园区网的需求，完成网络规划设计、实施、管理与维护。课程建设初期对同类高校相关课程的建设进行了深入的调研，最终选取了国内外知名度高、开放度较好、学习资源较丰富的思科平台作为实践平台，引入和结合了思科网络技术学院课程计划内容，融合了路由和交换体系中的CCNA、部分CCNP和CCIE的内容，使得知识学习紧跟专业领域技术发展，极大地提高了学生学习兴趣。

由于课程涉及的知识点较多，难度层次也不相同，同时结合专业基础及方向特点，设置为A、B两个模块，在本科第四、五学期连续开设。

网络互联与路由A共64学时，包括理论学时40学时、实践学时24学时，为专业必修课。课程和思科网络学院计划进行了融合，将CCNA 路由和交换内容嵌入课程，学生完成课程后即可达到相应企业认证水平[5]。课程内容主要包括网络层次模型，交换机基础、VLAN 、VLAN之间的互联、STP协议、路由器基础、路由协议分类、静态和动态路由协议（RIP、EIGRP、OSPF）、ACL、DHCP、NAT等。课程授课目标是让学生掌握网络基础知识、基本协议和基本操作技能的，能够组建简单的园区网络。

网络互联与路由B共64学时，包括理论学时36学时、方案研讨12学时、实验学时16学时，为专业方向选修课。课程内容结合园区网建设需求，融合了校园网解决方案、嵌入部分CCNP和CCIE内容。课程内容主要包括高级生成树协议、多层交换技术、首跳冗余协议（VRRP、HSRP、GLBP）、BGP、策略路由、VPN、IPv6等。课程授课目标是让学生结合用户需求展开网络规划与设计，能够组建和管理安全性、冗余性、可靠性更好的园区网络，并熟练掌握网络故障分析及排查技术。

网络互联与路由A是网络互联与路由B的先修课，前者面向全专业学生开设，要求其必须掌握基本原理、基本技能和基本组网技术，而后者仅供选修网络工程技术方向的学生学习，是对网络规划、设计与实施技能的提升和加强，因此，课程中也引入了方案研讨部分，通过案例教学使学生在网络工程实施全过程的能力都得以提高。

3 实验平台建设

由网络模拟器构建的虚拟实验平台，很大程度上降低了专业办学成本，但却严重降低了学生工程实施经历和实践效果，而由硬件设备组成的真实实验平台由于设备数量和类型的不足，也影响着学生大规模组网的需求。真实实验平台在团队协作上提出了更多的要求，更能锻炼学生功能技术能力，虚拟实验平台使用更方便，更利于大规模组网实践，因此实验平台的建设要做到虚实结合，多方位提升学生的实践技能[6，7]。

3.1 硬件实验平台

网络互联与路由硬件实验平台设计时充分借鉴了工程教学中的团队协作方式，这也是企业人才需求中学生应该具备的十分重要的能力。实践过程通过分组模式完成，同组的学生在实验过程中注重加强交流与合作，提升学生的团队协作能力。

网络互联实验分组采用传统的六人组模式，内部又细分为了两个三人小组（以下简称“小组”），每个小组的实验平台由三台路由器、三台交换机组成，这样可以保证实验过程中，每位学生都有一套（即一台路由和一台交换）设备操作，参与性更强。基本实验、验证型实验以小组方式完成，综合实验、大规模实验采用六人组完成。例如VPN实验，在A-1组和A-2组分别完成园区网内部互联后，以校园网作为ISP网络完成区域互联，更加逼近真实环境。图1所示是网络互联实验分组的布局图。

实验分组平台主要包括以下三种链路类型：

（1）网络连接。主机位的网络连接使用实验网线缆延长到机柜公共配线架，在配线架使用网络跳线可直接接入校园网交换机完成单机的联网，也可连接至相应分组的实验设备进行本地组网实验。

（2）设备配置连接。每小组的六台设备使用设备配置线缆将设备的Console口和台面上的Console配线架（此处使用8口配线架）连接起来，然后将设备配置线一端连接到PC的串行口，另一端连接至Console配线架上的相应设备接口，这样学生在完成组网配置实验室，可以较方便的切换要配置的设备。

（3）组网连接。每组设备中的三台路由器之间使用V.35串行线缆构建成一个环网，学生在实验过程中结合组网需求打开相应链路。以太网链路（即：路由器和交换机、交换机之间的链路）的连接由学生根据不同的实验自行完成连接。

网络互联实验分组平台使操作者与设备充分贴近，又不会显得设备、线缆杂乱无章，实验拓扑清晰，更便于组织开展实践活动。同时分组模式使学生在日常实验过程中就树立了较强的合作意识，提升学生的团队协作能力。

3.2 模拟实验平台

模拟实验平台是基于思科 Packet Tracer平台建设的，PacketTracer 软件是思科公司开发的网络模拟软件，是网络初学者很好的辅助时间平台[8，9]。网络模拟软件的使用有助于学生在网络的联通性测试、网络安全策略测试和各种网络性能评估的实施时变得更加便捷更加有效，是提升个人能力的有效平台[10]。

Packet Tracer平台的使用分为两种模式，即自组网模式和基于验证的固定组网模式，两种模式的基本特点如下：

（1）自组网模式。学生结合实验要求完成网络拓扑连接，设备配置，并测试连通性。此模式可作为课前预习和课后练习的平台使用。

（2）基于验证的固定组网模式。使用Packet Tracer的Active Wizard功能，由教师设计组网需求，并设置其中的关键知识测试点，学生在指定的时间长度内完成实验，并查看完成度。此模式可以针对知识模块的测试使用。

使用模拟实验平台完成实验过程，简化了基本实验流程，可以在一定程度上提高个人的组网技能，同时也突破了大规模组网时的设备数量限制，是硬件实验平台的有效补充。

3.3 实验案例

设备组网实验中，每一个三人台实验位使用三台路由、三台交换进行组网，可以完成基本的路由交换组网实验，保证在实验过程中每位同学操作一套设备（包括路由器和交换机）。学生在完成自己平台操作的同时，还需要和同组中的其他学生配合完成组网互联，锻炼了学生的团队协作能力和沟通能力。

对于多设备综合组网实验，受限于设备数量和设备种类，在网络规模和网络复杂性上难于扩展和延伸。依托于思科 Packet Tracer模拟平台，学生可以更加自主的组建网络，这样的平台通常是单个人完成，可以很好的提升学生个人组网能力[9]。图3所示的实验内容综合了静态和动态路由协议、VLAN技术、无线技术、NAT、DHCP、帧中继、端口安全等。在课程完成时，可以提供对个人组网能力的综合考核。

4 课程考核

网络互联与路由课程要求学生对基础知识和实践技能的掌握都要达到较好的程度，考核采用试卷测试方法不能很好反应学生的学习过程和学习效果。为此，结合课程特点，课程考核在原有试卷考核的基础上引入了过程考核和实验考核，加大了平时监督力度，进一步体现了学生动手能力和团队协作能力的考核。由于网络互联与路由A课程在注重基础的同时需要学生掌握一定的操作能力，网络互联与路由B更侧重于训练学生组网设计、实施、管理和故障排查能力，因此两门课程引入了不同的考核方式。

网络互联与路由A。平时考核占总成绩的40%，其中实验测试占60%，作业20%，课堂讨论10%，考勤占10%；期末考核占总成绩的60%，其中试卷部分占60%，实验操作部分占40%。

网络互联与路由B。平时考核占总成绩的50%，其中，实验测试占50%，作业10%，课堂讨论30%，考勤占10%；期末考核占总成绩的50%，形式为实验考试。

课程考核推动了学生平时的学习动力，促进了学生实践能力的进一步提升，起到了很好的实施效果。

5 结 语

网络互联与路由课程群经过十多年的建设，期间不断优化课程内容和教学方法，改进考核方式，在实验平台和课程考核体系建设方面已经形成了稳定有效的机制，为面向应用型人才培养的专业课程建设提供了参考。

参考文献

[1]徐明，曹介南， 姚丹霖，等. 网络工程专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育， 2009（19）：115-118.

[2]徐明，曹介南. 高等学校网络工程专业培养方案[M]. 北京： 北京大学出版社， 2011.

[3]王鹏. 路由与交换技术实践教学的研究与创新[J]. 赤峰学院学报 （自然科学版）， 2014（5）：210-211.

[4]刘静， 赖英旭， 徐玮，等. 路由与交换技术课程教学的创新探索与实践[J]. 中国教育技术装备， 2015 （2）：88-91.

[5]孙金华， 戴彬， 孟昭睿. 将职业认证引入应用型本科网络工程专业课程体系研究[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）， 2014，30（2下）：144-145.

[6]杨建良，李勇帆. “虚”“实”结合的计算机网络工程实验教学探究[J]. 中国现代教育装备， 2013（165）：42-44.

[7]罗来俊， 周慧. 网络工程实验平台的构建与应用[J]. 长江大学学报（自科版）， 2015，12 （4）：34-37.

[8]王淦昌. PacketTracer软件在高中《网络技术应用》课程教学中的应用研究[J].中国信息技术教育，2014（18）：46-47.

[9]薛琴. 基于Packet Tracer的计算机网络仿真实验教学[J]. 实验室研究与探索， 2010，29（2）：57-59.

[10]乔毅. 校园网综合模拟设计与性能仿真评估[D]. 成都： 西南交通大学， 2014.