VM虛擬機和思科PT軟件在計算機網絡課程教學中的應用

【摘 要】分析計算機網絡課程教學中存在的問題，探討VM虛擬機和思科Packet Tracer軟件在計算機網絡課程教學中的應用。

【關鍵詞】VM虛擬機 思科Packet Tracer軟件 計算機網絡課程 教學 應用

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）04C-0191-02

計算機網絡課程的教學目的是使學生掌握計算機局域網的設計、組建與維護的基本技能。該課程實踐性很強，因此，需要給學生創造出足夠多的實踐動手機會。本文分析計算機網絡課程教學中存在的問題，探討VM虛擬機和思科PT軟件在計算機網絡課程教學中的應用。

一、計算機網絡課程教學中存在的問題

（一）實驗設備不足

計算機網絡課程在教學中實訓項目很多，如南寧學院目前開設的中小型網絡組建這門課程，實訓項目多達21項，各項實訓均需要眾多的實驗設備來支撐。例如“網絡服務器搭建”這一實訓，就要求每個人需要有1臺裝有Windows Server 2003操作系統的計算機充當服務器，同時還需要1～2臺裝有Windows xp操作系統的計算機充當客戶機進行測試。總之，這門課程的每一個實訓均要求學生動手實踐才能掌握相關技巧，因此這些設備的需要量很大。然而，實驗設備是稀缺資源，如果不科學規劃使用這些資源，僅靠學校每年對計算機實驗室的投入是解決不了問題的。

（二）場地不足

我們可以就前面提到的“網絡服務器搭建”這一實訓算一個簡單的經濟賬：假設每個班的人數為40人，要完成這個實訓需要服務器40臺，需要測試機80臺，兩項合計共120臺。僅此實驗，一個40人的班級就要占用120臺計算機，如果按40臺計算機建一間實驗室，那就是需要3間實驗室。而往往每個學期同時開課的班級不少于4個這樣的班級，那就至少需要建設12間實驗室才能滿足需求。其他計算機課程教學的實訓同樣對實驗室的需求量很大。如何在有限的實驗場地完成如此艱巨的教學任務，這是一個很具挑戰性的問題。

（三）管理不到位

計算機實驗室管理員通常都是一個人同時管理幾間實驗室，而鑒于計算機網絡課程教學的特殊性，就必須在管理環節上加強管理力度。因為在學生當中不乏有意或者好奇而修改計算機、交換機、路由器等設備配置者，這些操作往往會使得除設置者本人之外的其他人無法使用這些設備。另外，不斷的連接和拆除這些設備，也會對設備造成很大的傷害。管理不到位勢必使這種情況更加惡化。

二、VM虛擬機和思科PT軟件在計算機網絡課程教學中的具體應用

針對前面提出的這些問題，筆者在教學及實訓過程中引入VM虛擬機和思科Packet Tracer（PT）軟件，將兩者結合起來一起使用，這是一種很好的解決方案。

（一）虛擬機在實訓中的應用

1.虛擬機簡介。虛擬機就是虛擬的計算機，是指運行于物理計算機上的、用軟件模擬出來的、具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的計算機系統。一臺物理計算機可虛擬出多臺完整的虛擬機，并且不同的虛擬機可運行單獨的操作系統而互不干擾。每臺虛擬機都具有自己的CPU、內存、硬盤、網卡、BIOS、光驅、顯卡等，只不過這些硬件設備都是用虛擬軟件模擬出來的。在實訓過程中，可利用虛擬機進行開機、關機、硬盤格式化、設置BIOS等操作，這一切對主機沒有任何影響。

目前，計算機教學中比較常用的虛擬機軟件主要有VMware公司的VMware Workstation和微軟公司的Microsoft Virtual PC。VMware技術相對比較成熟，可以虛擬更多的主流操作系統，功能更強大，使用起來比較容易，市場占有率比較高。

2.虛擬機在實訓中的具體應用。在前面提到的“網絡服務器搭建”這一實訓中，我們可以利用VM虛擬機軟件實現一臺計算機“同時”運行幾臺裝有不同操作系統的計算機，還可以將這幾臺計算機連成一個網絡。在機房的計算機中安裝虛擬機軟件VMWare后，利用VMWare模擬出1臺Windows Server 2003服務器，在服務器里添加并配置好諸如DHCP、DNS、WEB、FTP等服務器后，可再模擬出1～3臺Windows xp或Linux客戶機進行測試試驗。這幾臺虛擬的計算機同時在一臺真實計算機上運行，互不干擾，并且同在一個局域網內，所做的實驗得出的效果和使用幾臺真實計算機得出的效果是一樣的（如圖1），從而解決了一個學生做實訓需要多臺計算機、多個操作系統的問題。

（二）思科Packet Tracer軟件在實訓中的應用

1.Packet Tracer簡介。Packet Tracer軟件是思科公司開發的網絡仿真工具軟件，是一個為網絡初學者設計的用于提供計算機網絡設計配置和網絡故障排除模擬環境的學習平臺，支持學生和教師建立仿真虛擬，通過Packet Tracer軟件的模擬來實現思科主流網絡設備的功能，進而實現復雜網絡環境的構建和網絡事件的模擬。學生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，軟件中實現的ISO子集允許學生配置設備，并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。Packet Tracer已出的版本有很多種，版本越新越好，目前最新版本為Packet Tracer 6.0。

2.Packet Tracer在實訓中的具體應用。Packet Tracer使用過程非常簡明扼要，如圖2所示，白色的部分是工作區，工作區上方是菜單欄和工具欄，工作區下方是主要網絡設備、終端、連接線纜等網絡系統產品選擇欄，工作區右側是選擇、刪除設備、添加標注工作欄。

在組網實訓中，可利用Packet Tracer從主要網絡設備、終端、連接線纜等產品選擇欄里選擇需要的實驗器材，直接向工作區拖曳就可以快速建立網絡拓撲。而且可供選擇的網絡設備、終端、連接線纜等產品種類及型號眾多，可以任意選擇里面的任何一款產品，極盡想象力去搭建各式各樣的網絡系統（如圖3）。如果不滿意，只需從右側選擇、刪除設備工作中選擇刪除即可。此外，還可在經配置后的網絡系統里進行各種測試，并可觀察到網絡的實時運行情況，從而發現配置的正確性。

我們在真正進行設備連接時，如果連接錯誤，只有通過觀察甚至測試才會知道是否連接錯誤。但這種錯誤在Packet Tracer里面卻直接有明顯的提示，詳見如圖4。

當然，VM虛擬機和思科PT軟件不能替代真正的設備，但它們可以讓學生在機房或宿舍里隨時隨地通過這些工具的仿真界面進行實訓，這種技能的獲得對學生在真正設備上進行具體操作來說是不可或缺的。

【參考文獻】

[1]淺談虛擬機在計算機教學中的應用[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3ef1962258fb770bf78a55c0.html

[2]楊功元.思科PT軟件在計算機網絡專業教學中的探究與實踐[J].數字技術與應用，2010（10）

（責編 蘇 洋）