Packet Tracer的網絡實驗考核平臺開發＊

吳雨露，李 濤,2△

（1.九江學院計算機與大數據科學學院，江西 九江 332005；2.九江學院認知科學與跨學科研究中心，江西 九江 332005）

1 引言

隨著網絡技術的快速發展和普及，網絡人才的缺口逐步擴大，社會對新型網絡人才的需求也在不斷增加，培養網絡技術人才已成為許多高校的重要戰略任務[1]。但很多高校在相關學科（例如計算機網絡）的教學過程中都缺少對網絡實驗的評估與考核，導致學生對相關課程的興趣下降、動手操作能力下降。造成這種現象的原因有：（1）實驗教學資源受設備、場地、時間等各方面條件限制，學生進行實踐性學習較為困難，缺乏足夠的靈活性和充足的時間保障[2]；（2）考核過程存在難以控制的偶然因素，如設備損壞、線路連接故障等；（3）考核結果不易評估等。

為解決以上問題，提出基于Packet Tracer軟件的二次開發——通過Activity Wizard平臺進行網絡實驗評估與考核的方法，具有投資少、便于實施、操作簡單等優點，將其引入教學過程，可以在線上針對網絡實驗輕松展開評估與考核。

2 Activity Wizard平臺簡介

Packet Tracer是由Cisco公司開發的一個虛擬仿真平臺，可以模擬真實的網絡環境，功能強大、操作簡單，使用者可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法靈活建立各種網絡拓撲[3]。同時，該平臺提供了實時和模擬兩種方式以便使用者觀察數據包在網絡中的傳輸和處理過程，能滿足使用者的不同需求，幫助使用者更好地理解網絡運行的特點。文章提出的網絡實驗的評估與考核方法主要基于該軟件的Activity Wizard平臺，其實質是一個評估工具，教師可以借助它進行網絡實驗考核。通過該平臺，教師可以為學生搭建具體的網絡環境，即一套考試題，學生根據考試要求完成相關配置即可[4]。設置考卷時，教師可以靈活搭建網絡拓撲、設置學生初始網絡和正確答案等，還可以有針對性地設置采分點、賦予相應分值和設置學生配置錯誤時平臺給出的反饋信息。

學生根據考試要求完成并提交試卷后，平臺將根據教師所作設置自動評卷并給出反饋信息。在該平臺中，主要通過以下功能的設置實現對網絡實驗的評估與考核：

（1）Instructions。運行Instructions命令,在Edit標簽下編輯考核要求完成的網絡配置的具體說明,即實驗指導[5]。學生打開試卷時，該頁面顯示在PT Activity窗口中,引導學生完成實驗。

（2）Answer Network。此界面用于答案網絡的相關配置。教師可直接導入已完成配置的網絡拓撲（.pkt格式），平臺將自動識別拓撲中的網絡設備以及所做配置的參數。識別后，教師可選擇性地完成考點相關配置。同時，可點擊Show Answer Network隨時查看已配置好的答案網絡。在Assesment Tree界面，答案網絡中的設備以樹形結構展開，教師可以勾選考察項、設置對應分值以及設置配置錯誤時的反饋信息；Connectivity Test可供設置需要測試連通性的設備；Overall Feedback 用于設置學生未完成配置時查看考核結果的反饋信息；Settings標簽下可以設置考試時間、計時方式和是否動態反饋答題進度等。

（3）Initial Network。此界面用于設置學生最終答題時所用的網絡拓撲，一般情況下不含任何配置，或包含一些不符合考試要求的錯誤配置。老師可以在該界面設置初始網絡的配置參數，也可以直接導入創建好的初始網絡文件。導入后，可以在Locking/Starting Options標簽下把不允許學生修改的參數進行鎖定,如刪除設備、修改接口等,鎖定后學生將無法進行該功能的操作[6]。

（4）Password。此功能為可選設置。教師可在此處設置試卷密碼，防止學生通過訪問該平臺修改試卷或查看答案。

（5）Test Activity。此功能用于在線測試完整考核試卷。

通過上述功能的設置，教師即可通過該平臺輕松展開針對網絡實驗的評估與考核，包括試卷設置、分發試卷、閱卷、統計與反饋等過程[7]，如圖1所示。

圖1 Activity Wizard平臺界面

3 網絡實驗考核平臺操作步驟

本文以計算機網絡實驗課程的考核為例，詳細說明該考核平臺的操作步驟。通過Activity Wizard平臺完成組卷、分發試卷、自動評卷并給出反饋信息等步驟，實現計算機網絡實驗的線上考核。在考核中，涉及到的考核點如下：設備主機名的變更、設備特權加密密碼的設置、設備接口IP地址的配置、設備網關的配置、如何測試網絡等。

3.1 組卷

（1）Instructions的設置。打開Packet Tracer，在上方菜單欄處點擊Extensions，通過其下拉菜單Activity Wizard，進入Activity Wizard功能界面，如圖1所示。點擊Instructions，在Edit下直接輸入或以HTML格式編輯考試說明文字，也可將已編輯好的Word文檔保存為HTML格式在Import page處直接導入。本例采用導入文檔方式，效果如圖2所示。

圖2 Instructions的設置

（2）Answer Network的設置。該界面下所作設置將作為平臺自動評卷的評分依據。點擊Answer Network，然后點擊Import File to Answer Network，將答案網絡的配置文件（.pkt格式）導入。平臺將自動提取拓撲中的配置信息，并在Assessment Tree標簽下以樹形結構顯示，如圖3所示。

圖3 Answer Network的設置

然后教師即可根據考試要求勾選考核點和設置分值，例如要求學生配置PC1的IP地址為10.10.10.3，則需勾選PC1后再在其標簽下勾選相關考核點。在Points處雙擊編輯設置每個考核點對應的分值，每個項目的默認分值為1。在Component（s）處會自動顯示每行項目所屬考點范疇，便于教師歸納考點，如圖4所示。

圖4 設置考點

以上設置完成后，教師可在Settings選項卡下設置考核時間和反饋設置。其中計時方式可以是正計時或倒計時,也可以不進行設置。倒計時結束后試卷將自動提交。反饋設置可以設置動態反饋考核評估情況的方式,可以是反饋分數值或已完成的項目數,或以百分比的形式顯示[8]。本例采用倒計時方式，考核時間為一小時，并以百分比的形式動態反饋評估情況。

（3）Initial Network的設置。點擊Initial Network，然后點擊Import File to Initial Network，將初始網絡的配置文件（.pkt）導入。在Locking/Starting Options標簽下，可以設置網絡中鎖定的項目，限制使用者的相關操作。在本例中，要禁止考生刪除設備，勾選Topology下的Remote Devices就可以實現，如圖5所示。

圖5 Initial Network的設置

（4）Password的設置。點擊Password，在該界面設置試卷密碼。設置完成后只有輸入正確的密碼才能訪問Activity Wizard平臺，防止學生查看答案或修改試卷，提高試卷文件的安全性，如圖6所示。

圖6 Password的設置

（5）測試試卷。點擊Test Activity或Check Activity，進行試卷的最終測試。首先按照PT Activity窗口中的考試說明及要求進行正確配置，然后點擊窗口中的Check Results查看配置結果，若存在錯誤，可返回修改試卷配置，直至完成。

3.2 考試流程

將設置好的試卷文件發給考生，考生用Packet Tracer打開試卷后即能看見初始網絡拓撲圖和考試說明文字，如圖7所示。考試過程中，Completion處將以百分比的形式動態反饋答題情況。考生可隨時點擊Check Results查看自己的考試進度和反饋，點擊Reset Activity可重新開始配置。倒計時結束后，試卷將自動提交，考生無法再進行配置。

圖7 學生的考試文件

若學生未完成所有配置時點擊Check Results，Overall Feedback處將顯示教師所設置的反饋信息，如圖8所示。

圖8 未完成試卷時的反饋

由于教師設置了試卷密碼，考生若想訪問 Activity Wizard平臺，必須輸入密碼，如圖9所示。

圖9 訪問Activity Wizard平臺

當考生嘗試刪除設備時，系統將提示刪除設備 操作已鎖定，如圖10所示。

圖10 刪除設備

3.3 結果評估與反饋

當設置的考核時間到后，系統將禁止學生繼續答題并自動交卷，同時自動對比答案網絡，給出考核成績，并反饋出詳細的考核點得分情況[9]，如圖11所示。平臺自動閱卷并給出相應反饋,很好地緩解了傳統教學中學生自查難,教師排錯久的矛盾,大大降低了時間成本,提高了教學效率[10]。教師可根據平臺反饋快速了解學生對于各知識點的掌握情況，以便及時調整教學方案。

圖11 任課教師閱卷

4 結束語

計算機網絡實驗課程考試，一直都存在著成本高、考核過程難以控制、考核結果不易評估等問題。這些問題是高校難以進行網絡實驗課程的考核的重要原因。基于Packet Tracer軟件進行的二次開發，即通過Activity Wizard平臺進行網絡實驗考核，可以使教師輕松方便地完成組卷、閱卷、實驗成績反饋等過程。該考核平臺為師生設置、配置和排除網絡故障提供了工具，對于師生課前準備、課上評估、課后復習都有較大作用，理論與實踐相結合降低了相關課程內容的抽象性，同時也能有效激發學生對網絡實驗的興趣，并提高學生操作能力。