应用型本科院校《实用组网技术》实验教学研究

李 成，官骏鸣

(黄山学院 信息工程学院, 安徽 黄山245041)

1 引 言

应用型本科院校培养的学生不仅应掌握本科专业的基础理论知识，更应具备很强的实践能力。实验教学就是培养学生实际操作能力，独立解决问题能力的重要环节。《实用组网技术》课程是一门专业限选课程，实验项目涉及局域网平台构建、各类网络的IP 地址分配、VLAN 划分、路由协议配置、广域网部署等。传统的《实用组网技术》实验课程项目都是相对独立的实验，注重考查各知识点。但缺乏统一网络架构的大局观，缺少综合实验案例的引导。如利用三层交换机实现VLAN 间的路由实验、OSPF 路由协议的配置实验，都相互独立，无法牵线融合。这样就违背了课程本身综合性，实践性的教育理念[1]。所以本课程的实验教学改革就是要让学生在整个学习过程中如何把独立的知识点系统地融入应用到综合实验中，而不是对着课本照敲配置命令，培养学生网络组建和解决网络问题的能力。

2 《实用组网技术》实验教学管理设计方案

2.1 建立完善的网络硬件环境

建设应用型计算机网络实验环境[2]，实验环境是实验教学的基础保障，为此建设完善的基于网络硬件设备的创新网络实验室实验环境。原来网络实验室的网络实验设备采用管理控制服务器 (简称RCMS，通过八爪线分别连接8 台基础网络设备的Console 口，对网络设备和实验行为进行集中管理，可以使用一键清除功能恢复初始设置)，这种实验环境学生无需直接插拔物理接口，使用RCMS 软件环境对网络设备进行配置, 虽然提高了实验教学的秩序，也方便了教师进行实验管理。但最大的缺点就是学生不能直接接触网络设备，这种实验设备硬件资源“软件化”的方式在一定程度上节省了资金投入，但对学生的应用能力的培养存在很大弊端。所以在实验环境的改革中，我们还原了设备的原始属性。让学生直接接触每台设备，熟悉每个接口。

实验环境设计了六角实验桌，每组4-6 个座位，共6 组。可以为每个实验进行分组，每组设备是独立的，实验室拓扑如图1 所示。每组的基础设备为：2 台路由交换一体机、2 台二层交换机、1 台防火墙、1 个无线AP、1 台无线AC。

图1 实验室拓扑图

2.2 实验项目设计举例

实验项目：VLAN 网络设计与调试

实验类型：设计性实验。

实验目的：理解虚拟局域网的理论，能够根据需求设计VLAN 并且调试成功。

项目背景：本校信息工程学院在网络建设中，由于学院各办公室、实验室、会议室等分布在综合大楼的同楼层，本大楼还有别的学院的实验室和办公室。因此需要组建VLAN，保证不同部门之间的网络互不干扰；另一方面,希望能实现处于不同楼层的实验PC 机能够互相通信。

技术原理:（1）VLAN 是一个物理网络上划分出的逻辑网，VLAN 划分不受网络端口的实际物理位置限制，第二层单播、广播和多播帧, 都在一个VLAN 内转发、扩散，能有效隔离广播风暴。VLAN的规划。（2）同一交换机基于端口的VLAN，每个端口的模式为Access 接口模式，一个端口仅能属于一个VLA N。跨交换机基于端口的V LAN，交换机的级联口设置为Trunk 模式。（3）不同VLAN 之间通信需要3 层路由设备。

具体要求：调查综合实验大楼的VLAN 设计和应用情况，查找资料，以小组为单位完成上述规划设计，并画出网络拓扑图，详细实施方案。方案中必须包括以下内容：(1)VLAN、ID、网段、网关、交换机及所包含的端口；(2)测试主机的IP 地址、子网掩码、网关、交换机名及端口等信息。

设计步骤：先通过思科的ciso packet trancer 进行方案的模拟测试，然后再到网络实验室进行实验。

实验思考：信息学院中办公室与实验室不同的VLAN 之间能通信吗?

本问题为下一个校园网不同VLAN 之间路由实验项目做理论预备，使学生加深对路由相关概念的理解。

2.3 实验考查项目组制

根据实验项目的难度和规模建立4-6 人的项目组，组员在实验开始前，做好实验规划和实验分工。实验开始前做好理论指导和分析，把理论在实验中实例化，学生在完全熟悉了理论和操作命令后再实践。实验小组制度还有利于培养学生的协调和团队合作能力。

《实用组网技术》实验通过独立的分组设计,组与组之间相对独立, 避免了组与组之间的干扰。在综合性实验中也可以通过交换机把各个分组联网，灵活搭配。实验教学要让学生感受到课堂实验所涉及的知识点是组网工程中必不可少的一部分,是在实际生产生活中能用得上的，能够解决公司企业实际网络问题的。其次实验教学中要设置培养学生独立思考、分析能力、解决问题能力和创新能力的实验项目。

2.4 实验指导改革

传统的实验指导书对每个实验项目进行了详细的说明，甚至对每个步骤都给出具体命令，这样势必造成学生照抄照搬，缺乏自己的思考。例如在OSPF 的路由配置实验中，传统的实验指导书给出下面的步骤：

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

……

这样的实验就是统一答案, 学生只需照搬。学生只是个搬运工，而不是个网络管理人员和设计者。实践教学的目标是培养学生的分析和解决问题的综合能力, 过于具体的实验指导只能培养学生的惰性，无法激发他们的创造性[3]。

在改革指导书的过程中，做了如下工作，只给出大致框架模型和网络拓扑，具体的物理接口的配置和IP 地址的设置分配由学生自行完成。每个实验项目给出一定的问题。

例如：在OSPF 实验中提出，在大规模的网络环境中，OSPF 支持区域的划分。划分区域时必须存在什么区？在申明直连网段时，要注意哪些事项？要让学生在做每个实验时，不仅要动手操作，还要多加思考。强调实验项目多样性、考核开发性，实验不仅仅是模仿，更重要的是自己设计和创造。

实验教学的每个实验项目要设计的即独立又有联系，不能孤立。设计综合性实验内容，培养学生综合实践能力，在综合实验中，以项目组为单位自行确定拓扑，自行规划选择网络设备，整个实验过程要体现学生的团队合作意识和创新意识。既要让学生能够完成实验，又要让学生体会到一定的难度，这样才会有成就感。

实验考核以一个综合案例来考查学生，平时做的每个实验项目按一定比例融合到这个综合案例当中。案例考核的内容设置一定的开放性，即有要求，也不唯一。每个小组根据对考核题目的理解，做出自己的选型和网络规划，这样更能体现组网工程的复杂性和多样性，更能考查学生对知识点的理解和贯通。例如可以考查一个广域网的组建，这样需要进行规划拓扑、设备选型等工作。具体实验时既要在三层交换机上划分VLAN，又要做路由器的物理连接，还需要配置路由协议，可以自己选择不同的路由协议，比如RIP、OSPF 或者静态路由，还有协议的封装、验证等。具体实验内容都由各个小组自己设计,考核成绩依据学生设计的总体难度，以及对各个知识点的运用的合理性做出综合评判[4]。实验考核的目标就是使学生从实验中获得更多的实践技能，激发其钻研的潜能。

3 结束语

《实用组网技术》是一门实践性，综合性都很强的应用型课程，也是培养网络方向学生应用实践能力的一门重要课程。课堂实验教学的目标就是培养学生的操作能力和创新实践能力，改革后的实验教学不仅激发了学生的兴趣和潜能[5]，还培养了学生分析问题解决问题的能力。网络技术日新月异, 在实验教学中要紧跟技术前沿，把握国际国内最新技术动态，实验项目内容要不断创新，实验设备要不断更新，使学生能把握网络技术的脉搏，跟上网络技术的发展步伐，培养出符合社会需求的应用型本科人才。

[1]杨玉梅.对《网络互联技术》实验教学改革的探讨[J].淮北职业技术学院学报，2010，5(9)：104-105.

[2]林元乖.创新型计算机网络实验教学研究[J].实验技术与管理，2010,12（27）：175-177.

[3]周伟.《组网技术》实验教学改革的探讨[J].电脑知识与技术，2013,9(17)：13-15.

[4]闻海英，高燕，王晓喃.网络互联技术教学的思考与探讨[J].中国电力教育，2012，5(26)：83-84.

[5]徐守志，覃颖，张红卫.创新型计算机网络实验教学体系研究[J].计算机教育，2009，9(13)：182-184.