计算机网络课程的实验教学探讨

蔡晓庆

摘要：比较了基于软件模拟器的网络实验和基于真实网络设备实验两者的优缺点，着重介绍如何结合网络设备和模拟器的特点，进行网络实验的项目式教学，让学生在项目的实施中发现问题并解决问题。

关键词：计算机网络;网络实验室;项目式实验教学

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）39-0279-02

一、引言

“计算机网络”课程需要课堂和实验室的互补结合。实验在计算机网络教学中占有十分重要的位置，它是计算机网络教学的一个重要的、必不可少的环节，是贯串整个计算机网络教学的灵魂所在，此环节质量的好坏直接影响计算机网络教学的质量和效果。

二、网络课程中的实验环节

对高职院校的学生来说，计算机网络专业的学生毕业后，就业方向主要是工程应用类，即从事网络管理维护相关工作。而高职院校培养的目标是高级技工，即能与企业直接对接，毕业后能直接进行网络维护相关工作，所以实践动手能力的培养尤为重要。

采用模拟器进行网络实验是一种非常便捷有效的方法。各大通信设备供应商都有其网络设备的模拟工具，如华为、思科Cisco。其中，Cisco的Packet Trace是目前在高校的计算机网络课程教学中普遍使用的一款模拟软件，该软件可模拟Cisco公司提供的大多数网络设备，为这些设备提供配置。与传统方式采用真實实验设备相比，采用模拟器的网络设备实验，其特点包括：（1）无须购买昂贵的网络硬件，节省了投资。且学习者无须硬件的实战经验就可以操作，简单易行。（2）使用模拟器省去了制作网线、连接设备、频繁变换console线、不停地往返于设备之间的步骤，提高了实验的效率。（3）采用模拟器设计网络，可以虚拟出多种网络设备。例如，采用Packet Tracer可支持20种不同的路由器和交换机类型，而且软件可以升级以适配最新的网络设备。（4）模拟器采用虚拟封包技术可以很精确地模拟现实网络，而且其命令同真实的路由器、交换机的IOS命令一致。这样可以保证通过模拟器掌握后能轻松上手真实设备。因此，在条件允许的情况下，购买实际的网络设备，搭建网络实验室，激发学生的学习兴趣，不失为一个更好的选择。

三、项目式实验教学探索

1.网络实验室的搭建。网络教学实验平台的网络拓扑结构图如图1所示。网络实验是分成实验小组协同完成的，1个实验小组包括1台交换机、4台计算机以及网络实验对应的一套网络设备。教师固定安排的实验，学生可以在自己的实验组内部完成，同时多个实验小组可以合成一个大网络，完成更加复杂的实验。

2.网络实验的设计。结合高职院校的学生特点、就业岗位要求和教学环境，设计计算机网络教学实验项目清单：（1）制作网线。要求：①制作直通电缆和交叉电缆。②观察不同电缆接通后测线仪指示灯的变化情况。实验工具：双绞线、压线钳、水晶头、测线仪。（2）熟悉网络基础命令。要求：①熟悉网络命令（ping，net-stat，trace，ipconfig等）的用法及其对应参数用法。②能够利用常用的网络命令解决一些简单的网络故障。（3）设置IP地址和网关。要求：完成给定的拓扑结构下，交换机和主机IP地址和网关设置，并验证同一个交换机下主机的连通情况。（4）配置交换机。要求：根据给定的拓扑结构，进行ACCESS和TRUNK端口设置，完成VLAN的规划和配置。工具：网线、交换机、路由器。（5）配置单臂路由。要求：①配置交换机和路由器的两种端口模式和IP地址。②在交换机上进行Vlan划分。③测试在使用路由器和不使用路由器的情况下，网络的连通情况。工具：网线、交换机、路由器。（6）配置路由器。要求：①配置路由器的IP地址和网关。②通过路由器将两个不同的网段联通。工具：网线、路由器。（7）配置RIP协议。要求：①根据网络拓扑结构在packet Tracer设计网络。②为路由器加载RIP协议。工具：Packet Tracer。（8）配置OSPF协议。要求：①根据网络拓扑结构在Packet Tracer设计网络。②为路由器加载OSPF协议。工具：Packet Tracer。（9）综合实验一：交换机和路由器综合配置。要求：①完成子网划分和IP地址、Vlan规划。②根据规划进行网络配置。③调试网络，做到互联互通。工具：网线、路由器。（10）综合实验二：组建局域网。要求：①进行具体校园网分析，完成接入、交换、核心、服务器模块划分，完成子网划分。②根据设计在packet Tracer进行配置。③利用网络诊断命令进行网络调试。工具：Packet Tracer。

3.项目实施。要求教师能够按照标准项目流程引导学生，对进度和进展进行把控，在关键环节给学生以指导。（1）项目分析和设计。具体包括：①按功能模块进行小组划分。每组由3或4位成员组成，确定组长和每个成员的分工。②小组进行需求分解。根据本组的项目需求进行分解，逐一确定每一个子需求其对应的解决方案。③需求评审。明确各个子项目的需求清单和验收表单。（2）项目实施。具体事项包括：①画出详细的拓扑图，包括设备端口的连接关系、IP分配、VLAN编号等。②写出详细实验流程和实验步骤，并形成详细设计文档。③组员按详细设计文档进行项目实施。（3）项目联调和验收。具体事项包括：①根据项目验收表单进行联调测试，保证每个测试用例都能通过。②依据需求清单，逐项测试和验收。（4）项目总结。每个小组进行项目完成情况评估，并在全班进行汇报，每个成员进行工作任务总结。积累经验，养成良好的工作习惯和团队合作精神。

4.结果评定。项目式教学的结果评定应囊括整个实验过程，不能仅以最终的实验结果评定。因此，要求教师要全程参与，对需求分析、规划设计、实验流程、实验步骤和实验结果等所有环节进行合理评价，让学生在团队协作的氛围中发现问题、解决问题。

四、結束语

如何在有限的时间里让学生饶有兴趣地完成网络实验并从中汲取营养，的确是个挑战。本文从高职院校的学情出发，根据就业岗位的需要，设计基于项目的计算机网络实践教学，让学生在项目的实施中发现问题、解决问题，增强就业信心和就业能力。

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Project-oriented Experimental Teaching in Computer Network

CAI Xiao-qing

（School of Electronics and Information Engineering，Wuhan Technical College of Communications，Wuhan，Hubei 430065，China）

Abstract：This paper compared the advantages and disadvantages of network experiments based on software simulation and network experiments based on real physical equipment.It mainly introduced the use of actual network equipment and to find and solve problems by students themselves through construction of network laboratories supplemented by project-oriented experiments and student-centered strategies.

Key words：computer network;network laboratory;project-oriented experimental teaching