基于网络设备互联技术实验指导书资源建设

刘后胜，胡章云，陶健林，熊祖涛

(安庆职业技术学院 电子信息系，安徽 安庆，246003)

基于网络设备互联技术实验指导书资源建设

刘后胜，胡章云，陶健林，熊祖涛

(安庆职业技术学院 电子信息系，安徽 安庆，246003)

针对网络设备互联技术课程实验设备投资大的问题，采用可视化模拟软件Packet Tracer 实现相关理论实验，经实践证实效果好，因此建设该门课程的实验指导书。

网络设备；互联技术；模拟软件；Packet Tracer

随着计算机和通信技术的发展，计算机网络技术正以前所未有的速度在发展，互联网已经融入我们日常生活的方方面面，在未来将有更为广阔的前景。网络设备互联技术是计算机网络专业的专业课，涉及网络设备如路由器、交换机等原理及基本、相关核心配置，是一门实践性较强的课程。而教材没有配套实验指导书。本文就教材内容，利用网络资源并论证后，采用模拟软件实现实验指导书。

1 建设网络设备互联技术实验指导书资源意义

网络设备互联技术课程本身既有很强的理论性，又具有实践的应用性，而且知识面广，知识点多，对学生的综合素质能力要求较高，想通过课堂的理论教学达到学习该门课程的目的是很难的。要让学生掌握网络设备互联技术的原理和实现技术，必须理论联系实际，让学生通过实验教学环节来达到所见及所得的教学效果。通过实验学生不仅学习了网络设备互联的基本知识，而且成就丰富的实践经验和加深对本课程的内涵理解〔1〕。加强实践动手环节，一方面锻炼学生的综合能力，另一方促进了学生解决实际问题的应用研究，为学生创新意识培养打下坚实的理论应用基础，具有其他教学环节无法替代的作用。 做实验就必须有相关的教程，否则学生无从下手，不知道实验该怎么做，因此，实验指导书的资源建设是必要和重要的。

2 网络设备互联技术课程存在问题及应对策略

从教材和教学大纲出发，网络设备互联技术课程，主要讲解网络设备如交换机和路由器等的基本概念和基本原理及配置、无线网、局域网、广域网和互联网技术等方面知识，涉及的知识面广，概念多，内容抽象，所以学生理解困难〔1〕，难以把握其中哪些是主干知识，哪些是次要知识，特别是理论联系实际时，存在贯通迁移难的问题，从而产生学习畏难情绪，学习效果不理想。如果能提供一个可视化操作，模拟网络建立、互联、运行及排除故障的整个过程，不仅能有效地帮助了学生理解网络知识的学习，而且进一步加深了学生对网络整个运行行为的理解。

网络设备如路由器、交换机、Hub等价格昂贵，如果让学生亲自在实物中做实验，一是在实验过程中网络设备必将有损耗，甚至损坏，这个价格赔偿学生是负担不起的，另外学校必将耗资巨大，这也不现实；二是在真实环境下实验，要连线，测试保证复杂网络设备的基本可用状态，才能在网络设备上做实验，这将消耗不少的时间。这样关键内容的操作练习与实践就达不到实验的效果。

由于学生人数多，在建设网络互联设备时，要求的硬件也要多，所以硬件投资大，而网络技术的发展快，设备更新也较快，所以购买很多实验设备不现实，由于技术的更新造成硬件被淘汰，因此建立模拟的网络实验环境很有必要。

Packet Tracer 是一款模拟软件，通过该软件，学生在模拟真实的实验环境中掌握网络设备互连的原理和技术，能快速的进行拖拽进行组网, 通过该软件的使用，可以弥补实验室硬件设备的不足，有利于学生对路由、交换原理的理解，不仅增强了学生的动手能力，并提高了学生设计、分析以及解决问题的能力〔2-5〕。

3 网络设备互联技术实验指导书资源建设内容

基于Packet Tracer的高度仿真模拟特点，网络设备互联技术实验指导书在利用Packet Tracer工具下，实验所有案例都通过Packet Tracer 真实模拟。

1)资源内容：网络设备互联技术实验指导书全书包括十八章，主要包括以下内容：认识Packet Tracer软件、交换机的基本配置与管理、标准访问控制列表配置、扩展访问控制列表配置、网络地址转换配置、网络端口地址转换配置、配置PAP认证等。每一章包括实验目标、技术原理、实验步骤、实验设备以及拓扑图。

2)示例：利用三层交换机实现VLAN间通信

实验目标：通过三层交换机实现VLAN间相互通信；

技术原理：三层交换机具备交换和路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行地址转发。三层交换机采用交换虚拟接口的方式实现VLAN间互连。

实验步骤：

(1)创建packet tracer拓扑图；

(2)在二层交换机上创建VLAN2、VLAN3，将接口fa0/2划分到VLAN2，将接口fa0/3划分给VLAN3；

(3)将二层交换机端口fa 0/1设置为trunck模式；

(4)此时测试二层交换机VLAN2、VLAN3下的主机之间不能相互通信；

(5)在三层交换机上创建interface VLAN2、interface VLAN3的虚接口，并配置虚接口的IP地址；

(6)将三层交换机连接二层交换机的接口fa0/1设置为trunk模式；

(7)将二层交换机VLAN2、VLAN3下的主机默认网关分别设置为相应虚拟接口的IP地址；

图1 拓扑图

(8)此时测试二层交换机VLAN2,VALN3下的主机之间可以相互通信。

实验设备：Switch_2960 1台；Swithc_3560 1台；PC 3台；直连线

S2960

vlan 2 创建VLAN2

vlan 3 创建VLAN3

interface fa 0/2 进入接口 fa0/2模式

switchport access vlan 2 将fa0/2划分到VLAN2

interface fa 0/3 进入fa0/3接口模式

switchport access vlan 3 将fa0/3划分到VLAN3

interface fa 0/1 进入接口fa0/1模式

switchport mode trunk 将接口fa0/1设置为trunk模式

S3560

vlan 2 创建VLAN2

vlan 3 创建VLAN3

interface fa 0/1 进入接口fa0/1模式

switchport trunk encapsulation dot1q 链路封装格式设为dot1q

switchport mode trunk 将接口设置为trunk

interface fa 0/2 进入接口模式

switchport access vlan 2 将接口fa0/2划分到VLAN2

……….

interface vlan 3 进入VLAN3接口模式

ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 设置VLAN3的ip地址

测试：

pc1:ping pc2(success)

ping 192.168.1.3 Reply from 192.168.1.3 bytes=32 time=26ms TTL=128

Pc1:ping pc3(success)

Ping 192.168.2.2 Reply from 192.168.2.2 bytes=32 time=17ms TTL=127

4 结 语

对于网络设备互联技术这门课，由于涉及的硬件设备投资大的问题，从而引入可视化模拟软件Packet tracer，并依此软件制备实验指导书，不仅节约了设备投资成本，还加强了学生动手实践的能力。随着技术的更新，实验指导书的内容也要做相应的更新。

〔1〕 罗芳琼.Packet Tracer在计算机网络基础课程中应用研究〔J〕.柳州师专学报，2014,29(1):131-133.

〔2〕 曾令改,陈露军,张娜.基于Packet tracer的网络实验教学研究〔J〕.大众科技，2011,(6):181-182.

〔3〕 陆中武,刘瀚,刘俊.Cisco Packet Tracer软件在计算机组网实验教学中的应用〔J〕.计算机工程与科学，2016,38(Supply(1)):163-166.

〔4〕 王海凤,刘志强.基于Packet Tracer的计算机网络类课程实验测评系统的研究与实现〔J〕.内蒙古工业大学学报，2015,34(2):125-130.

〔5〕 姜恩华,李素文.基于Packet Tracer的计算机网络仿真实验教学〔J〕.吉林师范大学学报(自然科学版),2013,(3):123-125.

2017-06-12

安徽省教育厅高等职业教育创新发展行动计划(2015-2018)任务(RW12(443)).

刘后胜(1975-)，男，安徽怀宁人，安庆职业技术学院电子信息系讲师，博士.研究方向：人工智能、知识发现、数据挖掘.

1008-3723(2017)05-037-02

10.3969/j.issn 1008-3723.2017.05.016

G71

A