淺談網絡互聯與路由課程建設

荊山　隋永平　孫麗娟

摘 要：針對地方高校應用型人才培養的目標需求，分析了網絡互聯與路由課程建設中普遍存在的問題，闡述了課程改革及建設內容，將課程內容和企業認證進行了有效融合，重點探討了軟硬件實踐平臺的建設和應用示例，最后提出了綜合過程考核、實踐考核與知識考核于一體的考核體系，并取得了較好的實施效果。

關鍵詞：課程建設；企業認證；實驗平臺；考核體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）08-0-03

0 引 言

地方高校人才培養主要以應用型人才培養為主，網絡工程從2002年首次招生至今經過了十幾年的發展建設，已經有眾多畢業生走上了工作崗位。經過反復調研了解到，社會在對網絡工程專業人才的需求中，要求學生能夠擁有較好的專業基礎和較強的實踐能力，而如何將社會人才需求和人才培養過程充分結合，是高校教師需要不斷探索和實踐的一個課題。

網絡互聯與路由課程是以網絡規劃與設計、部署、管理和網絡故障排查為基礎的課程，是網絡專業基礎類課程。課程大綱制定時，結合了《高等學校網絡工程專業培養方案》中的“網絡路由與交換技術”和“網絡工程”兩門課程的知識要點[1]，融合了思科網絡學院課程資源和思科認證知識體系，是一門基礎性和實踐性都很強的課程，主要培養目標是提高學生網絡工程設計、規劃與實施能力[2]。

1 網絡互聯與路由課程教學中存在的問題

網絡互聯與路由課程是網絡工程專業的必修課程，不同高校課程名稱上略有不同，例如路由與交換技術、網絡工程基礎等。該課程的實踐性要求極強，不僅要讓學生掌握網絡設備基本理論與知識， 更要強調對網絡技術的應用、工程實踐能力、創新能力[3]。通過和多所院校交流總結，發現課程建設過程中普遍存在以下問題。

（1）知識結構不夠完整。由于網絡工程技術涉及面較廣、知識點較多，很多高校的課程內容來源選取上過于單一，內容不夠完整，缺少園區網組網的一些常用關鍵技術；

（2）知識更新陳舊。網絡技術的不斷更新要求教師不斷加強學習與實踐，各種條件限制教師進修也造成課程內容更新不及時；

（3）實驗平臺單一。很多學校過分側重于虛擬軟件平臺的建設，主要是因其復雜性更低、實驗過程更簡單，也避免了高額的實驗設備投入。但是使用模擬平臺完成實驗，學生的團隊協作意識和實際工程能力得不到充分鍛煉，無法樹立自信心，在面對真實工程項目時顯得手足無措；

（4）課程考核過于單一。網絡互聯與路由作為一門實踐性非常強的課程，多數高校卻仍然采取試卷考試模式，對中間學習過程也不加強管理，考核的內容和結果與授課目標無法達成統一[4]。

2 課程建設

網絡互聯與路由課程主要介紹網絡層次模型、網絡協議的工作原理及配置技術，結合園區網的需求，完成網絡規劃設計、實施、管理與維護。課程建設初期對同類高校相關課程的建設進行了深入的調研，最終選取了國內外知名度高、開放度較好、學習資源較豐富的思科平臺作為實踐平臺，引入和結合了思科網絡技術學院課程計劃內容，融合了路由和交換體系中的CCNA、部分CCNP和CCIE的內容，使得知識學習緊跟專業領域技術發展，極大地提高了學生學習興趣。

由于課程涉及的知識點較多，難度層次也不相同，同時結合專業基礎及方向特點，設置為A、B兩個模塊，在本科第四、五學期連續開設。

網絡互聯與路由A共64學時，包括理論學時40學時、實踐學時24學時，為專業必修課。課程和思科網絡學院計劃進行了融合，將CCNA 路由和交換內容嵌入課程，學生完成課程后即可達到相應企業認證水平[5]。課程內容主要包括網絡層次模型，交換機基礎、VLAN 、VLAN之間的互聯、STP協議、路由器基礎、路由協議分類、靜態和動態路由協議（RIP、EIGRP、OSPF）、ACL、DHCP、NAT等。課程授課目標是讓學生掌握網絡基礎知識、基本協議和基本操作技能的，能夠組建簡單的園區網絡。

網絡互聯與路由B共64學時，包括理論學時36學時、方案研討12學時、實驗學時16學時，為專業方向選修課。課程內容結合園區網建設需求，融合了校園網解決方案、嵌入部分CCNP和CCIE內容。課程內容主要包括高級生成樹協議、多層交換技術、首跳冗余協議（VRRP、HSRP、GLBP）、BGP、策略路由、VPN、IPv6等。課程授課目標是讓學生結合用戶需求展開網絡規劃與設計，能夠組建和管理安全性、冗余性、可靠性更好的園區網絡，并熟練掌握網絡故障分析及排查技術。

網絡互聯與路由A是網絡互聯與路由B的先修課，前者面向全專業學生開設，要求其必須掌握基本原理、基本技能和基本組網技術，而后者僅供選修網絡工程技術方向的學生學習，是對網絡規劃、設計與實施技能的提升和加強，因此，課程中也引入了方案研討部分，通過案例教學使學生在網絡工程實施全過程的能力都得以提高。

3 實驗平臺建設

由網絡模擬器構建的虛擬實驗平臺，很大程度上降低了專業辦學成本，但卻嚴重降低了學生工程實施經歷和實踐效果，而由硬件設備組成的真實實驗平臺由于設備數量和類型的不足，也影響著學生大規模組網的需求。真實實驗平臺在團隊協作上提出了更多的要求，更能鍛煉學生功能技術能力，虛擬實驗平臺使用更方便，更利于大規模組網實踐，因此實驗平臺的建設要做到虛實結合，多方位提升學生的實踐技能[6，7]。

3.1 硬件實驗平臺

網絡互聯與路由硬件實驗平臺設計時充分借鑒了工程教學中的團隊協作方式，這也是企業人才需求中學生應該具備的十分重要的能力。實踐過程通過分組模式完成，同組的學生在實驗過程中注重加強交流與合作，提升學生的團隊協作能力。

網絡互聯實驗分組采用傳統的六人組模式，內部又細分為了兩個三人小組（以下簡稱“小組”），每個小組的實驗平臺由三臺路由器、三臺交換機組成，這樣可以保證實驗過程中，每位學生都有一套（即一臺路由和一臺交換）設備操作，參與性更強?；緦嶒灐Ⅱ炞C型實驗以小組方式完成，綜合實驗、大規模實驗采用六人組完成。例如VPN實驗，在A-1組和A-2組分別完成園區網內部互聯后，以校園網作為ISP網絡完成區域互聯，更加逼近真實環境。圖1所示是網絡互聯實驗分組的布局圖。

實驗分組平臺主要包括以下三種鏈路類型：

（1）網絡連接。主機位的網絡連接使用實驗網線纜延長到機柜公共配線架，在配線架使用網絡跳線可直接接入校園網交換機完成單機的聯網，也可連接至相應分組的實驗設備進行本地組網實驗。

（2）設備配置連接。每小組的六臺設備使用設備配置線纜將設備的Console口和臺面上的Console配線架（此處使用8口配線架）連接起來，然后將設備配置線一端連接到PC的串行口，另一端連接至Console配線架上的相應設備接口，這樣學生在完成組網配置實驗室，可以較方便的切換要配置的設備。

（3）組網連接。每組設備中的三臺路由器之間使用V.35串行線纜構建成一個環網，學生在實驗過程中結合組網需求打開相應鏈路。以太網鏈路（即：路由器和交換機、交換機之間的鏈路）的連接由學生根據不同的實驗自行完成連接。

網絡互聯實驗分組平臺使操作者與設備充分貼近，又不會顯得設備、線纜雜亂無章，實驗拓撲清晰，更便于組織開展實踐活動。同時分組模式使學生在日常實驗過程中就樹立了較強的合作意識，提升學生的團隊協作能力。

3.2 模擬實驗平臺

模擬實驗平臺是基于思科 Packet Tracer平臺建設的，PacketTracer 軟件是思科公司開發的網絡模擬軟件，是網絡初學者很好的輔助時間平臺[8，9]。網絡模擬軟件的使用有助于學生在網絡的聯通性測試、網絡安全策略測試和各種網絡性能評估的實施時變得更加便捷更加有效，是提升個人能力的有效平臺[10]。

Packet Tracer平臺的使用分為兩種模式，即自組網模式和基于驗證的固定組網模式，兩種模式的基本特點如下：

（1）自組網模式。學生結合實驗要求完成網絡拓撲連接，設備配置，并測試連通性。此模式可作為課前預習和課后練習的平臺使用。

（2）基于驗證的固定組網模式。使用Packet Tracer的Active Wizard功能，由教師設計組網需求，并設置其中的關鍵知識測試點，學生在指定的時間長度內完成實驗，并查看完成度。此模式可以針對知識模塊的測試使用。

使用模擬實驗平臺完成實驗過程，簡化了基本實驗流程，可以在一定程度上提高個人的組網技能，同時也突破了大規模組網時的設備數量限制，是硬件實驗平臺的有效補充。

3.3 實驗案例

設備組網實驗中，每一個三人臺實驗位使用三臺路由、三臺交換進行組網，可以完成基本的路由交換組網實驗，保證在實驗過程中每位同學操作一套設備（包括路由器和交換機）。學生在完成自己平臺操作的同時，還需要和同組中的其他學生配合完成組網互聯，鍛煉了學生的團隊協作能力和溝通能力。

對于多設備綜合組網實驗，受限于設備數量和設備種類，在網絡規模和網絡復雜性上難于擴展和延伸。依托于思科 Packet Tracer模擬平臺，學生可以更加自主的組建網絡，這樣的平臺通常是單個人完成，可以很好的提升學生個人組網能力[9]。圖3所示的實驗內容綜合了靜態和動態路由協議、VLAN技術、無線技術、NAT、DHCP、幀中繼、端口安全等。在課程完成時，可以提供對個人組網能力的綜合考核。

4 課程考核

網絡互聯與路由課程要求學生對基礎知識和實踐技能的掌握都要達到較好的程度，考核采用試卷測試方法不能很好反應學生的學習過程和學習效果。為此，結合課程特點，課程考核在原有試卷考核的基礎上引入了過程考核和實驗考核，加大了平時監督力度，進一步體現了學生動手能力和團隊協作能力的考核。由于網絡互聯與路由A課程在注重基礎的同時需要學生掌握一定的操作能力，網絡互聯與路由B更側重于訓練學生組網設計、實施、管理和故障排查能力，因此兩門課程引入了不同的考核方式。

網絡互聯與路由A。平時考核占總成績的40%，其中實驗測試占60%，作業20%，課堂討論10%，考勤占10%；期末考核占總成績的60%，其中試卷部分占60%，實驗操作部分占40%。

網絡互聯與路由B。平時考核占總成績的50%，其中，實驗測試占50%，作業10%，課堂討論30%，考勤占10%；期末考核占總成績的50%，形式為實驗考試。

課程考核推動了學生平時的學習動力，促進了學生實踐能力的進一步提升，起到了很好的實施效果。

5 結 語

網絡互聯與路由課程群經過十多年的建設，期間不斷優化課程內容和教學方法，改進考核方式，在實驗平臺和課程考核體系建設方面已經形成了穩定有效的機制，為面向應用型人才培養的專業課程建設提供了參考。

參考文獻

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[10]喬毅. 校園網綜合模擬設計與性能仿真評估[D]. 成都： 西南交通大學， 2014.