仿真技術在計算機網絡實踐課程中的應用

郭靜　袁春萍

摘 要

針對計算機網絡課程實踐教學中存在的問題，提出利用仿真技術對《計算機網絡》課程實踐教學改革建議。通過具體實驗演示仿真技術在計算機網絡課程實踐教學中的應用，通過陜西國際商貿學院一年的教學實踐，加深了學生對網絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養了學生解決實際計算機網絡問題的綜合能力，教學效果提升顯著。同時仿真技術有效改善了計算機網絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

【關鍵詞】計算機網絡 實踐教學改革 仿真技術

cisco packet tracer是世界排名第一的網絡設備制造商cisco公司發布的網絡仿真軟件，為學習網絡原理與技術、網絡項目設計和配置，以及網絡故障排除等提供一個可視化可交互模擬環境，使用者可以在圖形用戶界面上直接使用拖拽的方法建立網絡拓撲結構，并使用圖形配置界面或命令行配置界面對網絡設備進行配置和測試，也可以在軟件提供的模擬模式下觀察數據包在網絡中行進的詳細過程，進行協議分析等。其最大的優點是采用動畫方式表現網絡協議過程和數據封裝，這對學生進一步理解網絡的工作原理、復雜的技術概念和體系結構有很大幫助，使實驗更直觀、更靈活、更方便。cisco packet tracer也有利于教師進行教學設計，可以用來模擬多種網絡環境，依據“計算機網絡”課程實踐教學的教學內容，用仿真軟件虛擬實驗中用到的實際設備，給學生呈現真實條件下的實驗情景，按實驗要求設計完成計算機網絡實驗。cisco packet tracer是免費軟件，有良好的開放性和可擴展性。

2 仿真實現

以路由器靜態路由的配置為例，來說明仿真軟件cisco packet tracer在網絡實踐課程教學中的應用。某公司有4個部門，分別建立了4個局域網，要求建立4個IP網絡，并通過3個路由器將這4個網絡互連。要完成網絡的互聯只需要保證每個路由器有正確的路由表。

2.1 網絡拓撲

規劃網絡拓撲結構及IP如圖1所示。

2.2 參數配置

2.2.1 配置計算機

在每個網絡里面選取一臺計算機，單擊“計算機圖標”打開“配置窗口”選擇“桌面”配置好IP地址、子網掩碼、默認網關如圖2所示。

2.2.2 配置路由器

靜態路由配置

單擊”路由器圖標”打開“配置窗口”選擇“命令行”如圖3所示。

Router1命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 10.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 20.0.0.7 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 30.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router2命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 20.0.0.9 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 30.0.0.2 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.7

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.1

Router3命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 30.0.0.1 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 40.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

Router（config）#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

2.2.3 實驗結果處理與分析

配置完成后，任意選取網絡中的兩臺計算機，相互ping 對方的IP。如果可以ping 通如圖4所示，則說明配置正確。如果ping不通如圖5所示，則先查看路由表、RIP、OSPF配置等信息，找出問題，修正后重復ping測試過程。

仿真軟件模擬出來的實驗效果和真實的實驗環境非常相似，計算機網絡課程涉及的技術容更新很快，實驗設備昂貴，很多院校達不到及時更新的條件，cisco packet tracer仿真軟件中可選擇的設備很多。

3 結束語

本文針對《計算機網絡》課程教學中存在的理論抽象，實驗設施更新不及時等不足，使用虛擬仿真軟件進行該課程實踐教學改革。分析了課程教學中使用仿真軟件的優勢，結合典型的路由器配置教學案例詳細介紹了仿真軟件在網絡課程教學中實現，通過一年多的教學實踐證明基于仿真技術的網絡類課程實踐教學改革有效的加深了學生對網絡協議、網絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養了學生分析網絡問題和解決實際計算機網絡問題的綜合能力，通過生動、直觀的方式增強了學生學習網絡課程的積極性和學習興趣，教學效果提升顯著，同時仿真技術有效改善了計算機網絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

作者簡介

郭靜（1976-），陜西省西安市人。碩士學位。現為陜西國際商貿學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網絡應用。

袁春萍（1978-），陜西省渭南市人。碩士學位。現為陜西國際商貿學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網站建設與網站管理。

作者單位

陜西國際商貿學院信息與工程學院 陜西省咸陽市 712046