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Packet Tracer仿真PDU转发流程教学模式

更新时间:2014-09-22浏览:评论: 条

摘要:中等职业学校基本开设了计算机网络专业,但是在教学中还是存在重理论、轻实践的一些现象,其中一部分原因是经费少,路由器、交换机、防火墙等常用网络设备匮乏。Packet Tracer软件的引入教学极大地缓解了这个矛盾,让学生可以在软件环境下先进行网络学习、实验训练,然后再进行现场设备的操作,才能进行全面的网络组建的训练,收到非常好的教学效果。Packet Tracer不仅可以提供认证考试的练习环境,在计算机网络教学中也有一些特殊的应用。Packet Tracer模拟模式可用于仿真PDU转发流程;物理工作区可用于展示现实环境;活动向导可用于技能考评。这些应用可以解决教学中的疑难问题。

关键词:Packet Trace;仿真软件;实验教学

引言

中职学校一般以 TCP/ IP协议族为参考对象,按层次展开教学,包括计算机网络的基本概念、原理、组成、通信协议以及层次设计原则的基本思想和方法等,教学内容很不具体,教学效果非常不好[1]。

基于以上情况,根据所在院校实验室建设中设备缺少的现状,在教学中引入了多个厂家的实验仿真程序,在实验教学时,采用的方法是虚、实结合,即先让学生对实验室中数量有限的路由交换设备有一个直观的认识,然后再让学生在这个仿真软件中进行网络互连的设计、配置和故障排除。学生在与仿真软件的交互中体验到了学习的兴趣,同时也提高了分析和解决问题的能力。

一、仿真软件Packet Tracer简介

Packet Tracer是由美国思科公司发布的一个优秀的路由仿真软件,其初衷是通过模拟网络环境,为思科网络学院教学提供一个良好的辅助工具。通过这个软件,学生可以在友好的图形界面上方便的自定义网络拓扑,进行园区网、广域网等网络环境下的路由器、交换机配置,以及网络故障提排除。通过该软件的开发使用,可以弥补很多硬件设备的不足,特别有利于学生对路由、交换原理的理解,既增强了学生的动手能力,又提高了学生设计、分析、和解决问题的能力[2]。

1.支持多协议模型。支持常用协议HTTP、DNS、TFTP、Tel-net、TCP、UDP、OSPF、DTP、VTP、STP等,同时支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Fram eRelay、PPP、H DLC、VLAN路由、ICMP等协议模型。

2.支持大量的仿真模型。包括路由器、交换机、无线网络设备、服务器、一些连接电缆、终端等设备以及各种模块[3]。

3.支持逻辑空间和一些物理空间的设计模式。逻辑空间模式用于进行逻辑拓扑结构的实现,物理空间模式支持构建城市,楼宇、办公室、配线间等虚拟设置。

二、教学案例引入网络教学

Packet Tracer实验教学案例是参考很多中小型企业网络建设中的网络拓朴后的案例教程。通过这些案例学习可以使学生很好地理解所学内容,在教学过程中将Packet Tracer与教学案例相结合,渐渐熟悉网络设备的配置过程,为今后到实验室完成相关课程内容打下了坚实的基础。以加深其对概念、技术的理解。进行知识点的分类、合并安排。教学过程中采取由教师带领学生进行系统学习,当学生入门后,即让学生开始使用Packet Tracer进行实验设计与操作,通过模拟教学后带领学生参观学校网络中心,教师现场讲解校园网络的组建。在一些中小企业网络、校园网络中的构建模拟实验中给予学生适当的指导,学生在课程的案例分析中结合实例(学校校园网、中小企业网络)并通过Packet Tracer进行模拟完成实验。学生通过观看和动手,掌握了网络组建的常用知识点。这对培养学生的内部学习动机和创造性思维能力可以起到事半功倍的作用。此种教学法旨在通过引导学生解决复杂的、实际的问题,使学习者建构起宽厚而灵活的知识基础,发展有效的问题解决技能,发展自主学习和终身学习的技能,成为有效的合作者[4]。

三、实际教学案例

学习目标:配置Cisco路由器的全局配置设置、配置Cisco路由器的访问口令、配置Cisco路由器的接口、保存路由器配置文件、配置Cisco交换机。拓扑图如图1所示。

教师端打开Packet Tracer软件,根据上方拓扑图在工作区域放置两台Cisco设备:路由器和交换机,并正确连线。在主菜单上选择“扩展”下的“多用户”菜单项,依次选择监听的网络端口号和这两台设备对外的可见接口。

三名学生在各自的计算机上打开Packet Tracer软件,各放置一台PC,分别代表上方拓扑图中的1、2、3号计算机。在左下角“设备”区域中选择“多用户连接”大类下的“Mul-tiuser”设备,拖入到工作区域,双击后输入相应的内容,并与教师端可见的接口用正确的双绞线连接好。这样,就搭建好了师生协作式教学的物理环境。教师在示范讲解的过程中,可以让三名学生在各自的电脑上远程配置教师端的设备,操作步骤通过教学控制软件或投影实时反馈给全班学生,全班学生根据三名同学的配置提出自己的观点,教师在学生配置过程中不断启发、引导、讲解。在教学过程中可以让不同学生连接到教师端,以检测学生掌握的情况。全班学生在参与、评判、讨论以及教师的启发、引导过程中,一步步将此实验全部完成,在不知不觉中就掌握了相关技能的重点和难点。

在网络教学中,协议数据单元PDU的格式和转发流程很抽象,学习理解难度大,但是应用Packet Tracer的模拟模式(simulation mode)直观展示PDU的格式和转发流程,可以起到事半功倍的教学效果。举例如下。

第一步:在逻辑工作区视图中创建网络拓扑。

第二步:点右下simulation mode切换到模拟模式,然后点Edit Filters过滤需要捕获并展示的PDU类型。

第三步:点右侧Add Complex PDU键,再点源主机172.16.1.1,弹出添加PDU对话框,这里的应用是HTTP,源端口5000,捕获一次通信过程。

第四步:点击Capture/Forward进行单步捕获,拓扑图中展示PDU的转发过程。多次单击可以使通信完成。完成后,在Event List列表中双击捕获的事件,在拓扑图中可以看到相应的转发PDU,如图1所示。这里交换机广播了数据包,而172.16.1.2并不是目的地址,所以PDU被丢弃。

第五步:在Event List列表中,点击要查看的PDU项的Info块,可查看PDU的格式及字段值。这里点TCP握手过程中回到172.16.1.1的PDU,可以查看OSI模型,点击Inbound PDUDetails标签可查看PDU字段,那里展示了三个层次的PDU:Ethernet II展示了以太网帧格式,其中DATA字段的内容包含第三层的PDU,第二部分IP数据包,IP数据包的格式中可以看到源IP是172.16.1.253,即服务器回应的IP数据包,IP数据包格式中的DATA字段包含第四层的PDU,第三部分TCP报文,从TCP报文格式中可以看到服务器的源端口是80而目的端口是5000,且SYN和ACK置位,表示是服务器对连接请求的响应。

四、教学结果分析

在网络教学过程中引入Packet Tracer实施模拟教学后,通过对学生进行调查、测试表明,很多数学生在网络仿真课上的积极性提高了,也主动积极地参与课堂了,由讨厌上课转变为渴望上网络课;很多学生还喜欢了解各种网络设备高级应用、参与社会考证并参加全国职业技能大赛等,取得了很好的成绩。许多学生表示,在模拟仿真的过程中加深了对概念的理解,效果很好,特别喜欢PacketTracer软件。从观察课上的学习与课后考核来看,学习效果和以前相比有非常大的提高。

Packet Tracer网络模拟课程抛开了传统的以理论和案例分析为主的方式,产生了一个全新的教学思路,就是体验式创新教学法。教师由原来的传播者、解说者变成学生学习的促进者、帮助者,这样就取得了很好的效果。

结束语

Packet Tracer的引入将促进中职网络课教学的改革。对学生来说,增强了学生实践能力,加快了学生的就业。对教师而言,有关知识能促使教师非常主动地接受新观念,了解新技术,寻求顺应教育的自我发展的创新思路,为中等职业教育发展开拓新的局面。

参考文献:

[1]尧有平.基于PacketTracer4.11构建仿真网络实训平台[J].福建电脑,2008(5):143—144.

[2]习晓远:《仿真技术在实验教学中的作用和地位》,《实验室研究与探索》2009年第2期

[3]张大中:《计算机在实验教学中的应用探讨》,《实验室研究与探索》2009年第9期

[4]甘永平、寇斌:《影响网络教育传播的内部因素》,《湖北广播电视大学学报》2009年第3期

 

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