仿真訓練在計算機網絡技術課程中的作用

摘 要：本文介紹了中職常用的計算機網絡仿真軟件，探討了這類軟件在課程教學中的應用。此類軟件易學易用，仿真程度高，既可用于理實一體化的課堂教學，也可用于需要反復訓練以掌握技能的實訓工作中。

關鍵詞：仿真訓練； 計算機網絡技術； PacketTracer； BosonNetSim

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）08-122-001

隨著計算機技術的飛速發展，各種網絡仿真軟件的水平也不斷提高。實際網絡系統的實現代價較高且不現實，而網絡仿真（也稱網絡模擬）周期小、成本低，可以真實地模擬網絡系統，可用于網絡模型選擇、測試和驗證，用于學生技能的反復訓練。網絡仿真軟件易學易用，具有強大的交互能力。在強調通過“做”來掌握知識的網絡技術課程項目式教學中，這一類軟件有很高的實用價值。

一、常用網絡仿真軟件介紹

下面介紹兩款目前網絡技術課程教學中常用的仿真軟件：

1．Packet Tracer

Packet Tracer是由Cisco公司開發的一套網絡模擬軟件，為設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。用戶可以在圖形界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，配置網絡設備和驗證網絡，并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，逼真地仿真網絡工作過程，將抽象的知識具體和形象化，非常有利于教學。

2．BosonNetSim

Boson NetSim是Boson公司推出的Cisco路由器、交換機模擬程序，給我們提供了仿真的實驗環境和工具。它的命令與思科保持一致，讓我們學習網絡設備的配置和命令；同時可以讓我們隨意構建網絡，模擬PC、交換機和路由器以及多種連接方式。

其他還有一些仿真軟件，但仿真功能使用不多，在中職教學層次應用還比較困難，這里就不作討論了。

現代技術的發展，已為計算機網絡教學提供了更為強大的“工具”，如何合理和恰當地使用好這些工具是非常值得探討的問題。

二、需求分析

1．仿真軟件可以在一定程度上彌補實訓設施的不足

課改背景下各學校非常重視實驗設施的建設，但相對于課改要求，數量和種類仍是遠遠不足。實訓與實驗不同，實驗通常是驗證性的，但是實訓則要求熟練掌握，這就需要是通過反復訓練，熟能生巧，將直接經驗轉化為知識，如果完全使用實物訓練，非常占用時間。如果使用仿真軟件先行替代實物進行訓練，待練習到一定程度后再改用實物訓練，或者實物訓練與仿真訓練交替進行，可以在很大程度上解決這一困難。

同樣，為了學生畢業后可以零距離上崗，學校就應該擁有與企業相同的設施設備，然而這一要求難度太大，例如常用的網絡設備很多，且有些設備價格昂貴，學校是很難配全的。在模擬仿真軟件中卻可以提供多種設備，這些設備不僅與真實設備有相似的外形界面，且操作也如真實設備一樣逼真。

2．在部分課程教學中，仿真較之于真實設備更能發揮作用

以網絡互聯一節為例，書中提到的一個實驗是幾個局域網通過路由器來實現不同的相互訪問策略。實際去做這一實驗，學生很難理解配置命令，且搭出這樣的一個網絡很費勁。如果使用Packet Tracer軟件來做這個實驗，學生都能夠輕松單獨搭建和配置這樣的大網絡，不用考慮實際經常出現的軟硬件錯誤，并且通過觀察數據包傳輸的仿真演示，更好地理解配置命令所起的作用，而其逼真的程度又可讓學生“沉浸”入這一氛圍，把這一虛擬的實驗當成是真實的實驗，從而有很好的學習效果。當然其他類似例子還有很多。

3．仿真軟件簡單易用

仿真軟件功能強大，簡單易用。無論是PacketTracer還是BosonNetSim，其搭建和配置網絡都非常方便，通常只需要幾分鐘的講解，學生就能掌握。我們的目的就是學習網絡技術，學生只需要把計算機、服務器、網絡設備用鼠標拖到工作區，并用線路進行連接，點擊設備就能進行配置和更改參數，然后仿真觀察相應數據包傳送的變化。可見，這些軟件在教學中完全起到一個“工具”的作用，并不需要為這些“工具”額外付出很多代價。

使用仿真軟件來教學，可以改變許多傳統的教學方法，完全符合“項目教學”的原理，下面通過本人的教學實驗作一些分析。

三、教學實例分析

以互聯網控制報文協議（ICMP）為例。學生認識與理解ICMP在IP主機、路由器之間如何傳遞控制消息，如何檢查網絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等機制。這一實驗使用Packet Tracer仿真軟件較為直觀，該軟件提供了ICMP協議工作的動畫演示，直觀地演示了ICMP的工作過程。網絡拓樸如圖所示。

在模擬模式下，在事件列表過濾器中設置為只顯示 ICMP 事件，在Station上ping www.example.com ，然后模擬和捕獲事件，就能在網絡拓樸圖上看到ICMP的工作過程；在事件列表中找到各個數據包，然后單擊信息列中的彩色正方形，將會看到 ICMP報文的內容；通過添加復雜PDU，就可創建復雜PDU，將 TTL:字段中的值改為不同的值，就可以觀察TTL值的作用。

四、結語

仿真不能替代實物訓練，但它是實物訓練的倍增器。事實上，在很多領域的計算機仿真訓練早已開展，且取得相當好的效果。誰也不會認為僅玩玩賽車游戲就真的能成為一名優秀的駕駛員，僅通過射擊、戰爭游戲就能成為一名優秀的士兵。但這些仿真訓練對于培養優秀的駕駛員、優秀的士兵卻確實能起到重要的作用。