Packet Tracer仿真PDU轉(zhuǎn)發(fā)流程教學(xué)模式

【摘 要】Packet Tracer不僅可以提供認(rèn)證考試的練習(xí)環(huán)境，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中也有一些特殊的應(yīng)用。Packet Tracer模擬模式可用于仿真PDU轉(zhuǎn)發(fā)流程，物理工作區(qū)可用于展示現(xiàn)實(shí)環(huán)境，活動向?qū)Э捎糜诩寄芸荚u，這些應(yīng)用可以解決教學(xué)中的疑難問題。

【關(guān)鍵詞】Packet Trace 仿真軟件 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

中職學(xué)校一般以 TCP/ IP協(xié)議族為參考對象，按層次展開教學(xué)，包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理、組成、通信協(xié)議以及層次設(shè)計原則的基本思想和方法等，教學(xué)內(nèi)容很不具體，教學(xué)效果非常不好。

基于以上情況，根據(jù)所在院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中設(shè)備缺少的現(xiàn)狀，在教學(xué)中引入了多個廠家的實(shí)驗(yàn)仿真程序。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，采用的方法是虛、實(shí)結(jié)合，即先讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室中數(shù)量有限的路由交換設(shè)備有一個直觀的認(rèn)識，然后再讓學(xué)生在這個仿真軟件中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)計、配置和故障排除。學(xué)生在與仿真軟件的交互中體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的興趣，同時也提高了分析和解決問題的能力。

一、仿真軟件Packet Tracer簡介

Packet Tracer是由美國思科公司發(fā)布的一個優(yōu)秀的路由仿真軟件，其初衷是通過模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教學(xué)提供一個良好的輔助工具。通過這個軟件，學(xué)生可以在友好的圖形界面上方便的自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌M(jìn)行園區(qū)網(wǎng)、廣域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的路由器、交換機(jī)配置，以及網(wǎng)絡(luò)故障提排除。通過該軟件的開發(fā)使用，可以彌補(bǔ)很多硬件設(shè)備的不足，特別有利于學(xué)生對路由、交換原理的理解，既增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，又提高了學(xué)生設(shè)計、分析和解決問題的能力。

1.支持多協(xié)議模型。支持常用協(xié)議HTTP、DNS、TFTP、Tel-net、TCP、UDP、OSPF、DTP、VTP、STP等，同時支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Fram relay、PPP、H DLC、VLAN路由、ICMP等協(xié)議模型。

2.支持大量的仿真模型。包括路由器、交換機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、一些連接電纜、終端等設(shè)備以及各種模塊。

3.支持邏輯空間和一些物理空間的設(shè)計模式。邏輯空間模式用于進(jìn)行邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，物理空間模式支持構(gòu)建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設(shè)置。

二、教學(xué)案例引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

中等職業(yè)學(xué)校基本開設(shè)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)，但是在教學(xué)中還是存在重理論、輕實(shí)踐的一些現(xiàn)象，其中一部分原因是經(jīng)費(fèi)少，路由器、交換機(jī)、防火墻等常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備匱乏。Packet Tracer軟件引入教學(xué)極大地緩解了這個矛盾，讓學(xué)生可以在軟件環(huán)境下先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，然后再進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備的操作，進(jìn)行全面的網(wǎng)絡(luò)組建的訓(xùn)練，收到非常好的教學(xué)效果。

Packet Tracer實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例是參考很多中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蟮陌咐坛獭Ｍㄟ^這些案例學(xué)習(xí)可以使學(xué)生很好地理解所學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中將Packet Tracer與教學(xué)案例相結(jié)合，使學(xué)生漸漸熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置過程，為今后到實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)課程內(nèi)容打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以加深其對概念、技術(shù)的理解，進(jìn)行知識點(diǎn)的分類、合并安排。教學(xué)過程中采取由教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，當(dāng)學(xué)生入門后，即讓學(xué)生開始使用Packet Tracer進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計與操作，通過模擬教學(xué)后帶領(lǐng)學(xué)生參觀學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心，教師現(xiàn)場講解校園網(wǎng)絡(luò)的組建。在一些中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)中的構(gòu)建模擬實(shí)驗(yàn)中給予學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，學(xué)生在課程的案例分析中結(jié)合實(shí)例（學(xué)校校園網(wǎng)、中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)）并通過Packet Tracer進(jìn)行模擬完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過觀看和動手，掌握了網(wǎng)絡(luò)組建的常用知識點(diǎn)，這對培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)部學(xué)習(xí)動機(jī)和創(chuàng)造性思維能力可以起到事半功倍的作用。此種教學(xué)法旨在通過引導(dǎo)學(xué)生解決復(fù)雜的、實(shí)際的問題，使學(xué)習(xí)者建構(gòu)起寬厚而靈活的知識基礎(chǔ)，發(fā)展有效的問題解決技能，發(fā)展自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的技能，成為有效的合作者。

三、實(shí)際教學(xué)案例

學(xué)習(xí)目標(biāo)：配置Cisco路由器的全局配置設(shè)置、配置Cisco路由器的訪問口令、配置Cisco路由器的接口、保存路由器配置文件、配置Cisco交換機(jī)。拓?fù)鋱D如圖1所示。

教師端打開Packet Tracer軟件，根據(jù)上方拓?fù)鋱D在工作區(qū)域放置兩臺Cisco設(shè)備：路由器和交換機(jī)，并正確連線。在主菜單上選擇“擴(kuò)展”下的“多用戶”菜單項(xiàng)，依次選擇監(jiān)聽的網(wǎng)絡(luò)端口號和這兩臺設(shè)備對外的可見接口。

三名學(xué)生在各自的計算機(jī)上打開Packet Tracer軟件，各放置一臺PC，分別代表上方拓?fù)鋱D中的1、2、3號計算機(jī)。在左下角“設(shè)備”區(qū)域中選擇“多用戶連接”大類下的“Mul－tiuser”設(shè)備，拖入到工作區(qū)域，雙擊后輸入相應(yīng)的內(nèi)容，并與教師端可見的接口用正確的雙絞線連接好。這樣，就搭建好了師生協(xié)作式教學(xué)的物理環(huán)境。教師在示范講解的過程中，可以讓三名學(xué)生在各自的電腦上遠(yuǎn)程配置教師端的設(shè)備，操作步驟通過教學(xué)控制軟件或投影實(shí)時反饋給全班學(xué)生，全班學(xué)生根據(jù)三名同學(xué)的配置提出自己的觀點(diǎn)，教師在學(xué)生配置過程中不斷啟發(fā)、引導(dǎo)、講解。在教學(xué)過程中可以讓不同學(xué)生連接到教師端，以檢測學(xué)生掌握的情況。全班學(xué)生在參與、評判、討論以及教師的啟發(fā)、引導(dǎo)過程中，一步步將此實(shí)驗(yàn)全部完成，在不知不覺中就掌握了相關(guān)技能的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU的格式和轉(zhuǎn)發(fā)流程很抽象，學(xué)習(xí)理解難度大，但是應(yīng)用Packet Tracer的模擬模式（simulation mode）直觀展示PDU的格式和轉(zhuǎn)發(fā)流程，可以起到事半功倍的教學(xué)效果。舉例如下：

第一步：在邏輯工作區(qū)視圖中創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

第二步：點(diǎn)右下simulation mode切換到模擬模式，然后點(diǎn)Edit Filters過濾需要捕獲并展示的PDU類型。

第三步：點(diǎn)右側(cè)Add Complex PDU鍵，再點(diǎn)源主機(jī)172.16.1.1，彈出添加PDU對話框，這里的應(yīng)用是HTTP，源端口5000，捕獲一次通信過程。

第四步：點(diǎn)擊Capture/Forward進(jìn)行單步捕獲拓?fù)鋱D中展示PDU的轉(zhuǎn)發(fā)過程，多次單擊可以使通信完成。完成后，在Event List列表中雙擊捕獲的事件，在拓?fù)鋱D中可以看到相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)PDU，如圖1所示。這里交換機(jī)廣播了數(shù)據(jù)包，而172.16.1.2并不是目的地址，所以PDU被丟棄。

圖1捕獲到的轉(zhuǎn)發(fā)PDU

第五步：在Event List列表中，點(diǎn)擊要查看的PDU項(xiàng)的Info塊，可查看PDU的格式及字段值。這里點(diǎn)TCP握手過程中回到172.16.1.1的PDU，可以查看OSI模型；點(diǎn)擊Inbound PDUDetails標(biāo)簽可查看PDU字段，那里展示了三個層次的PDU：Ethernet II展示了以太網(wǎng)幀格式，其中DATA字段的內(nèi)容包含第三層的PDU，第二部分IP數(shù)據(jù)包，IP數(shù)據(jù)包的格式中可以看到源IP是172.16.1.253，即服務(wù)器回應(yīng)的IP數(shù)據(jù)包，IP數(shù)據(jù)包格式中的DATA字段包含第四層的PDU，第三部分TCP報文，從TCP報文格式中可以看到服務(wù)器的源端口是80而目的端口是5000，且SYN和ACK置位，表示是服務(wù)器對連接請求的響應(yīng)。

四、教學(xué)結(jié)果分析

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中引入Packet Tracer實(shí)施模擬教學(xué)后，通過對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查、測試表明，很多學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)仿真課上的積極性提高了，也主動積極地參與課堂了，由討厭上課轉(zhuǎn)變?yōu)榭释暇W(wǎng)絡(luò)課；很多學(xué)生還喜歡了解各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備高級應(yīng)用、參與社會考證并參加全國職業(yè)技能大賽等，取得了很好的成績。許多學(xué)生表示，在模擬仿真的過程中加深了對概念的理解，效果很好，特別喜歡PacketTracer軟件。從觀察課上的學(xué)習(xí)與課后考核來看，學(xué)習(xí)效果和以前相比有非常大的提高。

Packet Tracer網(wǎng)絡(luò)模擬課程拋開了傳統(tǒng)的以理論和案例分析為主的方式，產(chǎn)生了一個全新的教學(xué)思路，就是體驗(yàn)式創(chuàng)新教學(xué)法。教師由原來的傳播者、解說者變成學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、幫助者，這樣就取得了很好的效果。

結(jié)束語

Packet Tracer的引入將促進(jìn)中職網(wǎng)絡(luò)課教學(xué)的改革。對學(xué)生來說，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力，加快了學(xué)生的就業(yè)；對教師而言，有關(guān)知識能促使教師非常主動地接受新觀念，了解新技術(shù)，尋求順應(yīng)教育的自我發(fā)展的創(chuàng)新思路，為中等職業(yè)教育發(fā)展開拓了新的局面。

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