虚实结合实现计算机网络组建与管理课程实验

郑洪涛

(武汉商业服务学院，湖北武汉430056）

虚实结合实现计算机网络组建与管理课程实验

郑洪涛

(武汉商业服务学院，湖北武汉430056）

本文通过对计算机网络组建与管理课程实验内容的分析，找出目前存在的主要问题，提出了解决的思路。并利用当前流行的几种网络设备配置的虚拟实验平台，结合本课程实验的内容和要求，提出了一个将虚拟实验与真实实验相结合的实现方法

虚拟实验；虚拟平台；网络实验

目前各高职高专院校的计算机专业都开设有计算机网络组建与管理课程，该课程的特点是强调理论与操作相结合，突出操作性和实战性，让学生积累更多的实战经验和提高他们的动手能力。而实验（实训）又是计算机网络组建与管理课程教学中的重要一环,是使学生快速获取知识和技能的最佳途径之一，具有真情实景的实验（实训）更是提高实践技能和教学质量的关键。

一、存在的问题

高职高专类院校计算机网络实验（实训）室主要是用来满足对计算机网络技术专业人才培养的需要，提供网络操作系统、组网技术、网络管理技术、网络安全技术等相关课程的实验环境以及组建局域网等实训项目的实训环境，涵盖了协议、路由、交换、互联、存储技术、网络安全、网络管理等网络应用技术。

计算机网络组建与管理课程的实验又中包含多种不同类型的实验。由于目前各学校的计算机网络实验室设备有限，财力有限，而在该课程的实验（实训）中不能完全做到一人一套网络实验设备，来完成课程中所要求的各类实验（实训）项目，特别是那些关于交换机和路由器配置方面的实验。另外，由于这一类实验都是一些破坏性的实验，在做的过程中也容易对设备造成一定的损坏，设备的维护工作量也非常的大，因各班的实验内容各不相同，往往是一个班做完后，设备配置无法及时的初始化，导致下一个班就不能正常的使用，这样对于网络实验室设备的维护和管理是一个比较繁琐的问题。

二、解决的思路

根据上述这些实验的特点，以及存在的问题，我们可以借助于虚拟技术构建虚拟实验（实训）平台，在虚拟环境中完成这些实验任务。

具体的说就是在教学实验（实训）上采用了一些虚拟软件的模拟实验平台来替代需要用真实设备去完成课程所要求的实验（实训）内容，这种虚拟软件的模拟实验平台既可节省资源和资金，又可突破传统实验环境在时间、空间上的限制。即可以在实验室完成，也可以让学生在课后反复练习，直至熟练掌握这一课程的核心内容。

三、实现的方法

目前的这一类模拟实验环境分为二种，一种是以模拟通信设备为主的模拟平台，另一种是以模拟操作系统为主的模拟平台。下面我们以第一种模拟平台为主，说明如何实现：

（一）虚拟实验平台的选择

当前能完成网络通信设备配置的虚拟软件模拟实验平台主要有二种，一类是Bosom Netsim，它是Boson公司推出的一款基于Cisco路由器、交换机的模拟实验软件,且提供了一个能够输入配置命令、验证理论和实例的环境,通过它可以熟悉各个命令的格式和作用,是一个学习交换机和路由器配置的辅助工具。NetSim具备一项非常强大的功能,那就是自定义网络拓扑结构及连接,模拟出多种连接方式(如PSTN、ISDN、PPP等),通过NetSim学生可以随意构建网络,有利于学生创新能力的培养。另一类是,，它是由Cisco公司发布的一个用于网络设备配置实验的辅助学习工具，为学习CCNA课程的网络初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境，学生可通过该软件所提供的图形用户界面，在该界面上可直接使用拖曳方法建立各种网络拓扑，模拟软件中实现的IOS子集允许学生配置设备；并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，可观察网络实时运行情况。这二类模拟软件在功能上基本相同，都是针对Cisco公司的认证考试而专门设计的一款模拟实验平台，但各有其自身的特点。Netsim模拟器本身自带有CCNA和CCNP的所有实验项目，不需要另外编辑实验项目，但其扩展性比较差，计算机终端不能配置，设备接口固定。Packet Tracer模拟软件平台界面友好，端口扩展性好，由于能够通过Flash动画来描述通信过程，因此对于学习网络原理有一定的帮助，特别是该虚拟实验平台有中文界面，这一点对高职高专的学生很重要。

根据以上分析，我们将二种虚拟平台的优点相结合，在实验项目上采用NetSim所列出的各类实验，而在具体操作上则用Packet Tracer 5.1版的虚拟网络实验平台，完成各类网络通信的配置实验。

（二）虚拟平台实验内容的选择

计算机网络组建与管理课程实验一般分为三个部分，一是通信网络的组建、配置和管理，二是各类服务器的安装、配置和管理，三是网络监控与管理。由于后面二个部分的实验可以使用单独的计算机来完成，因此这二个部分的实验我们一般采用在真实的环境中来做。例如：

文件服务器的安装与配置、Web服务器[1]的安装与配置等服务器的安装与配置管理、各类网络管理软件的安装与配置管理。

对于第一部分的实验，由于要求每人要有一套一网络通信实验设备，而一套网络通信实验设备的价格也非常的贵，并且这一类实验要求反复实践才能达到预期的教学目标，一般院校的网络实验室里是不可能做到一个人一套网络实验设备的，另外，由于课程安排的原因一些实验在二节课的中无法全部完成，但网络实验室又不可能在业余时间对学生开放。因此我们将这一部分实验用虚拟化的模拟软件来实现，即使在正常的实验教学课中不能完成，也可让学生带回去在自己的电脑上去完成。例如：交换机基本配置、路由器基本配置、VLAN及跨网段VLAN的配置、路由协议的配置等等有关通信设备的配置实验。

最后，通过在上述虚拟实验平台中反复的练习，让学生对于配置的方法和命令有了一个比较熟练的操作后，再将学生按小组划分在真实的通信设备上进行操作，如：通信线缆的制作，线缆的连接，实际网络的搭建，以及通信设备的配置，从而提高实操性和真实感。

[1]杨军基于校园网构建虚拟实验室四川理工学院学报自然科学版2008年第21卷第5期

[2]芦鸿雁关于高等院校虚拟实验室的建设和管理的探讨赤子2009年第24期

Implementing Experiment of Computer Network Establishment and Management with Real and Virtual Environment

ZHENGHong-tao
(Wuhan Commercial Service College,Wuhan,Hubei,430056,China)

Based on analysis of computer network establishment and management course experiment content,this article point out the existing main problems,put forward the solutions,and propose a method combining real and virtual experimental environment using pop network equipment configuration of virtual experiment platform.

Virtual experiment Virtual platform Network experiment

G642

A

1009-2277（2011）01-0069-02

2010-12-07

郑洪涛(1962-)，武汉商业服务学院信息工程系教师,主要从事网络课程的教学工作。

责任编校：邓小妮