Packet Tracer的网络实验考核平台开发＊

吴雨露，李 涛,2△

（1.九江学院计算机与大数据科学学院，江西 九江 332005；2.九江学院认知科学与跨学科研究中心，江西 九江 332005）

1 引言

随着网络技术的快速发展和普及，网络人才的缺口逐步扩大，社会对新型网络人才的需求也在不断增加，培养网络技术人才已成为许多高校的重要战略任务[1]。但很多高校在相关学科（例如计算机网络）的教学过程中都缺少对网络实验的评估与考核，导致学生对相关课程的兴趣下降、动手操作能力下降。造成这种现象的原因有：（1）实验教学资源受设备、场地、时间等各方面条件限制，学生进行实践性学习较为困难，缺乏足够的灵活性和充足的时间保障[2]；（2）考核过程存在难以控制的偶然因素，如设备损坏、线路连接故障等；（3）考核结果不易评估等。

为解决以上问题，提出基于Packet Tracer软件的二次开发——通过Activity Wizard平台进行网络实验评估与考核的方法，具有投资少、便于实施、操作简单等优点，将其引入教学过程，可以在线上针对网络实验轻松展开评估与考核。

2 Activity Wizard平台简介

Packet Tracer是由Cisco公司开发的一个虚拟仿真平台，可以模拟真实的网络环境，功能强大、操作简单，使用者可在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法灵活建立各种网络拓扑[3]。同时，该平台提供了实时和模拟两种方式以便使用者观察数据包在网络中的传输和处理过程，能满足使用者的不同需求，帮助使用者更好地理解网络运行的特点。文章提出的网络实验的评估与考核方法主要基于该软件的Activity Wizard平台，其实质是一个评估工具，教师可以借助它进行网络实验考核。通过该平台，教师可以为学生搭建具体的网络环境，即一套考试题，学生根据考试要求完成相关配置即可[4]。设置考卷时，教师可以灵活搭建网络拓扑、设置学生初始网络和正确答案等，还可以有针对性地设置采分点、赋予相应分值和设置学生配置错误时平台给出的反馈信息。

学生根据考试要求完成并提交试卷后，平台将根据教师所作设置自动评卷并给出反馈信息。在该平台中，主要通过以下功能的设置实现对网络实验的评估与考核：

（1）Instructions。运行Instructions命令,在Edit标签下编辑考核要求完成的网络配置的具体说明,即实验指导[5]。学生打开试卷时，该页面显示在PT Activity窗口中,引导学生完成实验。

（2）Answer Network。此界面用于答案网络的相关配置。教师可直接导入已完成配置的网络拓扑（.pkt格式），平台将自动识别拓扑中的网络设备以及所做配置的参数。识别后，教师可选择性地完成考点相关配置。同时，可点击Show Answer Network随时查看已配置好的答案网络。在Assesment Tree界面，答案网络中的设备以树形结构展开，教师可以勾选考察项、设置对应分值以及设置配置错误时的反馈信息；Connectivity Test可供设置需要测试连通性的设备；Overall Feedback 用于设置学生未完成配置时查看考核结果的反馈信息；Settings标签下可以设置考试时间、计时方式和是否动态反馈答题进度等。

（3）Initial Network。此界面用于设置学生最终答题时所用的网络拓扑，一般情况下不含任何配置，或包含一些不符合考试要求的错误配置。老师可以在该界面设置初始网络的配置参数，也可以直接导入创建好的初始网络文件。导入后，可以在Locking/Starting Options标签下把不允许学生修改的参数进行锁定,如删除设备、修改接口等,锁定后学生将无法进行该功能的操作[6]。

（4）Password。此功能为可选设置。教师可在此处设置试卷密码，防止学生通过访问该平台修改试卷或查看答案。

（5）Test Activity。此功能用于在线测试完整考核试卷。

通过上述功能的设置，教师即可通过该平台轻松展开针对网络实验的评估与考核，包括试卷设置、分发试卷、阅卷、统计与反馈等过程[7]，如图1所示。

图1 Activity Wizard平台界面

3 网络实验考核平台操作步骤

本文以计算机网络实验课程的考核为例，详细说明该考核平台的操作步骤。通过Activity Wizard平台完成组卷、分发试卷、自动评卷并给出反馈信息等步骤，实现计算机网络实验的线上考核。在考核中，涉及到的考核点如下：设备主机名的变更、设备特权加密密码的设置、设备接口IP地址的配置、设备网关的配置、如何测试网络等。

3.1 组卷

（1）Instructions的设置。打开Packet Tracer，在上方菜单栏处点击Extensions，通过其下拉菜单Activity Wizard，进入Activity Wizard功能界面，如图1所示。点击Instructions，在Edit下直接输入或以HTML格式编辑考试说明文字，也可将已编辑好的Word文档保存为HTML格式在Import page处直接导入。本例采用导入文档方式，效果如图2所示。

图2 Instructions的设置

（2）Answer Network的设置。该界面下所作设置将作为平台自动评卷的评分依据。点击Answer Network，然后点击Import File to Answer Network，将答案网络的配置文件（.pkt格式）导入。平台将自动提取拓扑中的配置信息，并在Assessment Tree标签下以树形结构显示，如图3所示。

图3 Answer Network的设置

然后教师即可根据考试要求勾选考核点和设置分值，例如要求学生配置PC1的IP地址为10.10.10.3，则需勾选PC1后再在其标签下勾选相关考核点。在Points处双击编辑设置每个考核点对应的分值，每个项目的默认分值为1。在Component（s）处会自动显示每行项目所属考点范畴，便于教师归纳考点，如图4所示。

图4 设置考点

以上设置完成后，教师可在Settings选项卡下设置考核时间和反馈设置。其中计时方式可以是正计时或倒计时,也可以不进行设置。倒计时结束后试卷将自动提交。反馈设置可以设置动态反馈考核评估情况的方式,可以是反馈分数值或已完成的项目数,或以百分比的形式显示[8]。本例采用倒计时方式，考核时间为一小时，并以百分比的形式动态反馈评估情况。

（3）Initial Network的设置。点击Initial Network，然后点击Import File to Initial Network，将初始网络的配置文件（.pkt）导入。在Locking/Starting Options标签下，可以设置网络中锁定的项目，限制使用者的相关操作。在本例中，要禁止考生删除设备，勾选Topology下的Remote Devices就可以实现，如图5所示。

图5 Initial Network的设置

（4）Password的设置。点击Password，在该界面设置试卷密码。设置完成后只有输入正确的密码才能访问Activity Wizard平台，防止学生查看答案或修改试卷，提高试卷文件的安全性，如图6所示。

图6 Password的设置

（5）测试试卷。点击Test Activity或Check Activity，进行试卷的最终测试。首先按照PT Activity窗口中的考试说明及要求进行正确配置，然后点击窗口中的Check Results查看配置结果，若存在错误，可返回修改试卷配置，直至完成。

3.2 考试流程

将设置好的试卷文件发给考生，考生用Packet Tracer打开试卷后即能看见初始网络拓扑图和考试说明文字，如图7所示。考试过程中，Completion处将以百分比的形式动态反馈答题情况。考生可随时点击Check Results查看自己的考试进度和反馈，点击Reset Activity可重新开始配置。倒计时结束后，试卷将自动提交，考生无法再进行配置。

图7 学生的考试文件

若学生未完成所有配置时点击Check Results，Overall Feedback处将显示教师所设置的反馈信息，如图8所示。

图8 未完成试卷时的反馈

由于教师设置了试卷密码，考生若想访问 Activity Wizard平台，必须输入密码，如图9所示。

图9 访问Activity Wizard平台

当考生尝试删除设备时，系统将提示删除设备 操作已锁定，如图10所示。

图10 删除设备

3.3 结果评估与反馈

当设置的考核时间到后，系统将禁止学生继续答题并自动交卷，同时自动对比答案网络，给出考核成绩，并反馈出详细的考核点得分情况[9]，如图11所示。平台自动阅卷并给出相应反馈,很好地缓解了传统教学中学生自查难,教师排错久的矛盾,大大降低了时间成本,提高了教学效率[10]。教师可根据平台反馈快速了解学生对于各知识点的掌握情况，以便及时调整教学方案。

图11 任课教师阅卷

4 结束语

计算机网络实验课程考试，一直都存在着成本高、考核过程难以控制、考核结果不易评估等问题。这些问题是高校难以进行网络实验课程的考核的重要原因。基于Packet Tracer软件进行的二次开发，即通过Activity Wizard平台进行网络实验考核，可以使教师轻松方便地完成组卷、阅卷、实验成绩反馈等过程。该考核平台为师生设置、配置和排除网络故障提供了工具，对于师生课前准备、课上评估、课后复习都有较大作用，理论与实践相结合降低了相关课程内容的抽象性，同时也能有效激发学生对网络实验的兴趣，并提高学生操作能力。