Packet Tracer软件在计算机网络教学中的应用

高圣国+田书格

（上海工程技术大学管理学院）

【摘要】计算机网络课程涉及通信过程的很多细节，仅仅通过文字描述来理解有一定难度，所以教学过程中需要通过演示来进行说明和讲解。Packet Tracer是教学演示的理想工具之一。本文介绍了Packet Tracer软件的功能和特点，并以访问网页为例演示了多个协议的工作过程，帮助学生准确的理解这一通信过程。教学实践表明，该软件易学易用，能帮助学生理解相关原理，解释学生的一些疑惑，同时能提高学生的学习兴趣。

【关键词】计算机网络 Packet Tracer 教学演示

一、Packet Tracer软件

Packet Tracer软件[1]是Cisco公司针对CCNA认证的一款模拟器软件，可完成路由与交换部分的实验。Packet Tracer是一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境，是学习组网、配置、协议分析不可或缺的好帮手，支持自行设置网络环境，配置网络设备。

用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。在教学过程中引入该软件可以增加课堂的信息量，提高教学效率，利于学生理解和掌握抽象的理论知识。

Packet Tracer支持建立仿真、虚拟和活动的网络模型和组件，具有下列特点：

1.支持多协议。支持常用协议HTTP、DNS、FTP、Telnet、TCP、UDP、OSPF、DTP、VTP、STP等，同时支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、FR、PPP、HDLC、VLAN路由、ICMP等协议模型。更新的版本支持更多的协议，例如包括IPv6、多区域OSPF、路由重发布、RSTP和SSH，还有多层交换、加密功能、点到点的VPN等。

2.支持大量的设备仿真。包括路由器、交换机、无线网络设备、服务器、各种连接电缆、终端等设备。

3.支持逻辑空间和物理空间的设计模式。逻辑空间模式用于进行逻辑拓扑结构，物理空间模式支持构建城市、楼宇、办公室、配线间等虚拟设置。

二、演示实验举例

例1 网络环境如图1所示，用户网络通过路由器Customer Router连接到ISP网络上，用户网络地址为192.168.1.0，路由器外端口IP地址为209.165.201.2，网络中各设备的IP地址和网卡地址都标在圖上。

在这样的一个简单的网络中，可以进行多种实验和演示，以网页访问为例可以观察多个协议以及数据报文的传输过程。主要步骤如下：

打开Packet Tracer软件，选择模拟模式，选择观察的协议：ARP、TCP、DNS和HTTP。在Customer PC中打开浏览器，输入网址www.ispserver.com，回车之后模拟开始。然后逐个捕捉数据报文，进行观察和分析。

1. ARP查询DNS Services的网卡地址。要访问网页，需要网站的IP地址，所以要向DNS服务器查询，而DNS服务器在本地网络中，向它发送数据需要它的网卡地址，所以首先出现的就是ARP查询报文。

ARP查询报文被交换机广播，DNS服务器回应ARP查询，其它设备收到后直接丢弃。

2. 调用DNS查询域名www.ispserver.com的IP地址，这是一个单播过程，获得网站的IP地址为209.165.202.131。

3. 主机获得网站的地址后，知道网站不在本网络中，数据报要通过网关转发，所以再次使用ARP查询网关的网卡地址。

4. TCP连接建立的过程。网页访问使用HTTP协议，HTTP协议调用传输层的TCP协议，所以只有在TCP连接建立之后才能传输网页请求和网页内容。

5. 网页访问与应答，完全是一个单播过程，主要观察交换机和路由器对数据报文的作用的不同。

三、结语

从上面的实验可以看出，使用Packet Tracer软件可以方便、直观的进行网络模拟试验，模拟实验的命令都与真实网络的命令相同，在实际网络中操作，只要先调出命令窗口或者界面，之后就和模拟操作没本质差别了。由于直接观察计算机网络的通信过程非常困难，所以使用Packet Tracer软件就可以帮助学生间接地观察和分析通信过程，解除疑惑，加深理解课程内容。

参考文献：

[1]Allen Rid，Jim Lorenz.思科网络技术学院教程CCNA Discovery：在中小企业或ISP工作[M].人民邮电出版社，2009.

[2]谢希仁. 计算机网络（第4版）[M].电子工业出版社，2003.

项目编号：A3-0601-16-01029 - p201503002《计算机网络实验》实践教学建设；上海高校示范性全英语课程建设《计算机网络》；《Java程序设计》