仿真技术在计算机网络实践课程中的应用
2017-03-06郭静袁春萍
郭静 袁春萍
摘 要
针对计算机网络课程实践教学中存在的问题，提出利用仿真技术对《计算机网络》课程实践教学改革建议。通过具体实验演示仿真技术在计算机网络课程实践教学中的应用，通过陕西国际商贸学院一年的教学实践，加深了学生对网络工作原理、复杂的技术概念的认识和理解，培养了学生解决实际计算机网络问题的综合能力，教学效果提升显著。同时仿真技术有效改善了计算机网络课程实践教学中存在的如资金短缺和设备更新较慢、实验效果差等问题。
【关键词】计算机网络 实践教学改革 仿真技术
cisco packet tracer是世界排名第一的网络设备制造商cisco公司发布的网络仿真软件，为学习网络原理与技术、网络项目设计和配置，以及网络故障排除等提供一个可视化可交互模拟环境，使用者可以在图形用户界面上直接使用拖拽的方法建立网络拓扑结构，并使用图形配置界面或命令行配置界面对网络设备进行配置和测试，也可以在软件提供的模拟模式下观察数据包在网络中行进的详细过程，进行协议分析等。其最大的优点是采用动画方式表现网络协议过程和数据封装，这对学生进一步理解网络的工作原理、复杂的技术概念和体系结构有很大帮助，使实验更直观、更灵活、更方便。cisco packet tracer也有利于教师进行教学设计，可以用来模拟多种网络环境，依据“计算机网络”课程实践教学的教学内容，用仿真软件虚拟实验中用到的实际设备，给学生呈现真实条件下的实验情景，按实验要求设计完成计算机网络实验。cisco packet tracer是免费软件，有良好的开放性和可扩展性。
2 仿真实现
以路由器静态路由的配置为例，来说明仿真软件cisco packet tracer在网络实践课程教学中的应用。某公司有4个部门，分别建立了4个局域网，要求建立4个IP网络，并通过3个路由器将这4个网络互连。要完成网络的互联只需要保证每个路由器有正确的路由表。
2.1 网络拓扑
规划网络拓扑结构及IP如图1所示。
2.2 参数配置
2.2.1 配置计算机
在每个网络里面选取一台计算机，单击“计算机图标”打开“配置窗口”选择“桌面”配置好IP地址、子网掩码、默认网关如图2所示。
2.2.2 配置路由器
静态路由配置
单击”路由器图标”打开“配置窗口”选择“命令行”如图3所示。
Router1命令如下：
Router>enable
Router#configure terminal
Router（config）#interface FastEthernet0/0
Router（config-if）#ip address 10.0.0.4 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#interface FastEthernet0/1
Router（config-if）#ip address 20.0.0.7 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#ip route 30.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9
Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9
Router2命令如下：
Router>enable
Router#configure terminal
Router（config）#interface FastEthernet0/0
Router（config-if）#ip address 20.0.0.9 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#interface FastEthernet0/1
Router（config-if）#ip address 30.0.0.2 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.7
Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.1
Router3命令如下：
Router>enable
Router#configure terminal
Router（config）#interface FastEthernet0/0
Router（config-if）#ip address 30.0.0.1 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#interface FastEthernet0/1
Router（config-if）#ip address 40.0.0.4 255.0.0.0
Router（config-if）#no shutdown
Router（config-if）#exit
Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2
Router（config）#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2
2.2.3 實验结果处理与分析
配置完成后，任意选取网络中的两台计算机，相互ping 对方的IP。如果可以ping 通如图4所示，则说明配置正确。如果ping不通如图5所示，则先查看路由表、RIP、OSPF配置等信息，找出问题，修正后重复ping测试过程。
仿真软件模拟出来的实验效果和真实的实验环境非常相似，计算机网络课程涉及的技术容更新很快，实验设备昂贵，很多院校达不到及时更新的条件，cisco packet tracer仿真软件中可选择的设备很多。
3 结束语
本文针对《计算机网络》课程教学中存在的理论抽象，实验设施更新不及时等不足，使用虚拟仿真软件进行该课程实践教学改革。分析了课程教学中使用仿真软件的优势，结合典型的路由器配置教学案例详细介绍了仿真软件在网络课程教学中实现，通过一年多的教学实践证明基于仿真技术的网络类课程实践教学改革有效的加深了学生对网络协议、网络工作原理、复杂的技术概念的认识和理解，培养了学生分析网络问题和解决实际计算机网络问题的综合能力，通过生动、直观的方式增强了学生学习网络课程的积极性和学习兴趣，教学效果提升显著，同时仿真技术有效改善了计算机网络课程实践教学中存在的如资金短缺和设备更新较慢、实验效果差等问题。
作者简介
郭静（1976-），陕西省西安市人。硕士学位。现为陕西国际商贸学院信息与工程学院讲师。主要研究方向为高等教育、网络应用。
袁春萍（1978-），陕西省渭南市人。硕士学位。现为陕西国际商贸学院信息与工程学院讲师。主要研究方向为高等教育、网站建设与网站管理。
作者单位
陕西国际商贸学院信息与工程学院 陕西省咸阳市 712046
