Packet Tracer軟件在計算機網絡教學中的應用

高圣國+田書格

（上海工程技術大學管理學院）

【摘要】計算機網絡課程涉及通信過程的很多細節，僅僅通過文字描述來理解有一定難度，所以教學過程中需要通過演示來進行說明和講解。Packet Tracer是教學演示的理想工具之一。本文介紹了Packet Tracer軟件的功能和特點，并以訪問網頁為例演示了多個協議的工作過程，幫助學生準確的理解這一通信過程。教學實踐表明，該軟件易學易用，能幫助學生理解相關原理，解釋學生的一些疑惑，同時能提高學生的學習興趣。

【關鍵詞】計算機網絡 Packet Tracer 教學演示

一、Packet Tracer軟件

Packet Tracer軟件[1]是Cisco公司針對CCNA認證的一款模擬器軟件，可完成路由與交換部分的實驗。Packet Tracer是一個輔助學習工具，為學習思科網絡課程的初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境，是學習組網、配置、協議分析不可或缺的好幫手，支持自行設置網絡環境，配置網絡設備。

用戶可以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，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。在教學過程中引入該軟件可以增加課堂的信息量，提高教學效率，利于學生理解和掌握抽象的理論知識。

Packet Tracer支持建立仿真、虛擬和活動的網絡模型和組件，具有下列特點：

1.支持多協議。支持常用協議HTTP、DNS、FTP、Telnet、TCP、UDP、OSPF、DTP、VTP、STP等，同時支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、FR、PPP、HDLC、VLAN路由、ICMP等協議模型。更新的版本支持更多的協議，例如包括IPv6、多區域OSPF、路由重發布、RSTP和SSH，還有多層交換、加密功能、點到點的VPN等。

2.支持大量的設備仿真。包括路由器、交換機、無線網絡設備、服務器、各種連接電纜、終端等設備。

3.支持邏輯空間和物理空間的設計模式。邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構，物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置。

二、演示實驗舉例

例1 網絡環境如圖1所示，用戶網絡通過路由器Customer Router連接到ISP網絡上，用戶網絡地址為192.168.1.0，路由器外端口IP地址為209.165.201.2，網絡中各設備的IP地址和網卡地址都標在圖上。

在這樣的一個簡單的網絡中，可以進行多種實驗和演示，以網頁訪問為例可以觀察多個協議以及數據報文的傳輸過程。主要步驟如下：

打開Packet Tracer軟件，選擇模擬模式，選擇觀察的協議：ARP、TCP、DNS和HTTP。在Customer PC中打開瀏覽器，輸入網址www.ispserver.com，回車之后模擬開始。然后逐個捕捉數據報文，進行觀察和分析。

1. ARP查詢DNS Services的網卡地址。要訪問網頁，需要網站的IP地址，所以要向DNS服務器查詢，而DNS服務器在本地網絡中，向它發送數據需要它的網卡地址，所以首先出現的就是ARP查詢報文。

ARP查詢報文被交換機廣播，DNS服務器回應ARP查詢，其它設備收到后直接丟棄。

2. 調用DNS查詢域名www.ispserver.com的IP地址，這是一個單播過程，獲得網站的IP地址為209.165.202.131。

3. 主機獲得網站的地址后，知道網站不在本網絡中，數據報要通過網關轉發，所以再次使用ARP查詢網關的網卡地址。

4. TCP連接建立的過程。網頁訪問使用HTTP協議，HTTP協議調用傳輸層的TCP協議，所以只有在TCP連接建立之后才能傳輸網頁請求和網頁內容。

5. 網頁訪問與應答，完全是一個單播過程，主要觀察交換機和路由器對數據報文的作用的不同。

三、結語

從上面的實驗可以看出，使用Packet Tracer軟件可以方便、直觀的進行網絡模擬試驗，模擬實驗的命令都與真實網絡的命令相同，在實際網絡中操作，只要先調出命令窗口或者界面，之后就和模擬操作沒本質差別了。由于直接觀察計算機網絡的通信過程非常困難，所以使用Packet Tracer軟件就可以幫助學生間接地觀察和分析通信過程，解除疑惑，加深理解課程內容。

參考文獻：

[1]Allen Rid，Jim Lorenz.思科網絡技術學院教程CCNA Discovery：在中小企業或ISP工作[M].人民郵電出版社，2009.

[2]謝希仁. 計算機網絡（第4版）[M].電子工業出版社，2003.

項目編號：A3-0601-16-01029 - p201503002《計算機網絡實驗》實踐教學建設；上海高校示范性全英語課程建設《計算機網絡》；《Java程序設計》