借助NetSim輔助計算機網(wǎng)絡(luò )教學(xué)論文
計算機網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)，要求有足夠的實(shí)踐來(lái)支撐。目前，與網(wǎng)絡(luò )軟件方面的實(shí)踐，多數學(xué)校都能安排，但是網(wǎng)絡(luò )硬件設備方面的實(shí)踐，很多學(xué)校并不具備條件——主要的問(wèn)題是投入大。這里介紹了用BOSON NetSim組建虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室，它經(jīng)濟、靈活，非常適合學(xué)校教學(xué)使用。
1 引言
計算機網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)，要求有足夠的實(shí)踐來(lái)支撐。但現實(shí)中，多數學(xué)校能夠給學(xué)生創(chuàng )造比較好的軟件方面的實(shí)踐環(huán)境(譬如：在電腦中裝上 Windows2000、Linux，讓學(xué)生實(shí)踐常用網(wǎng)絡(luò )操作系統的使用;裝上IIS、SER-U FTP、Cterm、FOX-Mail等軟件實(shí)踐常用網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器軟件和工具軟件的使用);卻不能給學(xué)生提供較好的網(wǎng)絡(luò )設備方面的實(shí)踐條件(譬如：教師在課堂上大講路由器、交換機的配置使用如何重要，但往往學(xué)生根本接觸不到，從而嚴重影響教學(xué)效果)。
這樣的教學(xué)是不能令人滿(mǎn)意的，讓一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，僅僅停留在書(shū)本的理論學(xué)習上，是對學(xué)生的不負責任。那么，為什么這樣的現象還很普遍呢?
造成上面這種現象，主要并不是因為學(xué)校主觀(guān)上存在“重軟件，輕硬件”的思想，而是客觀(guān)上組建一個(gè)由實(shí)際的路由器、交換機等網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品構建的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室的投資太大——拿目前在國內比較熱門(mén)的“銳捷網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室方案”為例，組建一個(gè)供50人同時(shí)實(shí)驗的實(shí)驗室(還僅是基礎實(shí)驗)，光設備投資就要上百萬(wàn)，要是以CISCO的設備組建一個(gè)同樣規模的實(shí)驗室，投資更是驚人。這樣的投資對于一個(gè)商業(yè)化運作的培訓機構可以接受，但對于普通的學(xué)校卻較難接受。更關(guān)鍵的問(wèn)題是，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )設備的新舊更替也很快，因此，學(xué)�？v使投大量資金建設了網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室，很可能在不久就又會(huì )滿(mǎn)足不了實(shí)際教學(xué)的需求。
2 “虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”方案的提出
組建一個(gè)“物理的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”有困難，那么有沒(méi)有其他的解決方案呢?——有，“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”。
“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”即通過(guò)軟件模擬現實(shí)的網(wǎng)絡(luò )設備及網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，向實(shí)驗者提供配置使用交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò )設備的實(shí)驗條件。它只需在普通PC機上安裝一個(gè)仿真軟件即可(對硬件配置要求不高，只要是“奔騰”以上都可運行)，無(wú)需其他設備的投資，方便又經(jīng)濟。
除了方便經(jīng)濟外，“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”還有很多“物理的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”無(wú)法比擬的優(yōu)越性。
(1)無(wú)場(chǎng)所限制：因為只是一個(gè)軟件，而且對硬件配置要求不高，所以幾乎可以被靈活地安裝在任何地方的PC機上(包括：機房的學(xué)生機、教師機、筆記本電腦等等)——不需要專(zhuān)門(mén)的房間，不需要布線(xiàn)，使用時(shí)也就沒(méi)必要到固定的實(shí)驗室。只要愿意，完全可以讓所有機房都成為“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”，從而方便機房調度，靈活安排實(shí)驗課。
(2)設備選擇多：組建“物理的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”時(shí)，由于經(jīng)費的原因，不可能把各種型號的設備統統包括。這樣，實(shí)驗者能夠接觸到的設備就相對有限。而象NetSim這樣的仿真軟件，通常包括了CISCO所有的主流設備，這對實(shí)驗者來(lái)講是很幸福的。
(3)升級方便：正如我們前面提到的，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )設備的新舊更替也很快，為了不與現實(shí)脫節，網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室也需要及時(shí)升級。對于 “物理的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”，升級就意味著(zhù)更新設備，意味著(zhù)又一筆巨大的開(kāi)銷(xiāo)，更新下來(lái)的舊設備又會(huì )成為一堆“雞肋”。而“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”的升級，只需安裝升級包，或重新安裝新版本的仿真軟件即可。而B(niǎo)OSON NetSim這些年來(lái)始終積極關(guān)注CISCO產(chǎn)品的發(fā)展，并及時(shí)響應市場(chǎng)，保證了自己的軟件仿真產(chǎn)品與真實(shí)世界迅速同步。
(4)使用方便：若使用的是“物理的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”，教師要準備一個(gè)試驗(如：“路由器故障排除”實(shí)驗)，需要事先對每一套設備做設置，工作量相當大，而且容易出錯。但使用“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”，教師完全可以在家中將實(shí)驗的TOP環(huán)境、設備初始配置等信息準備好，并保存為數據文件(NetSim提供這樣的功能)，然后帶到機房，將其導入學(xué)生機的仿真軟件即可，非常高效。另外，教師向學(xué)生演示試驗過(guò)程時(shí)，也會(huì )變得非常方便，因為它就和平常的軟件類(lèi)課程的演示一樣，可以借助投影或是電子教室，而不像傳統的硬件類(lèi)實(shí)驗室那樣，讓少量的學(xué)生圍觀(guān)教師的操作。所以，使用“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”擴大了實(shí)驗室的容量，提高了實(shí)驗課的效率。
3 選擇NetSim輔助計算機網(wǎng)絡(luò )教學(xué)
目前優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )設備仿真軟件也有不少，諸如：RouterSim、CIM、Flash及NetSim等等，我們在這里推薦的是NetSim。原因是，雖然這些軟件仿真的都是CSICO的設備，且仿真度都很高，但前三款軟件與CSICO的認證考試(如：CCNA、CCNP)結合過(guò)于緊密，用于普通學(xué)校的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)，顯得不夠靈活。而B(niǎo)OSON公司出品的NetSim不但支持CSICO的認證考試，同時(shí)還支持自定義網(wǎng)絡(luò )試驗，這一點(diǎn)十分迎合普通學(xué)校的教學(xué)需求，因此可以說(shuō)NetSim是普通學(xué)校組建“虛擬網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室”的最佳選擇。
4 借助NetSim組織計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)踐課
4.1 實(shí)驗構思
假設我們準備讓學(xué)生做一個(gè)路由器靜態(tài)路由配置的實(shí)驗。
實(shí)驗目的：
1) 驗證“同一網(wǎng)段的主機間才能直接通信”;
2) 驗證“通過(guò)使用路由器可以讓不同網(wǎng)段的主機間進(jìn)行通信”。
實(shí)驗內容：
1) 工作站TCP/IP配置;
2) 路由器靜態(tài)路由配置;
3) 路由測試。
4.2 設計網(wǎng)絡(luò )TOP
用“Boson Network Designer”可以DIY實(shí)驗的網(wǎng)絡(luò )TOP。
如圖2所示，右部灰色的區域是設計區，左上部是設備列表，左下部是說(shuō)明區。
設計網(wǎng)絡(luò )TOP時(shí)，在設備列表中選中設備后，直接用鼠標逐個(gè)拖拽到設計區，然后在設備圖標上單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇適當的端口進(jìn)行設備間的互連(系統提供了“向導對話(huà)框”，使用非常直觀(guān))。
設計完成后，可將設計保存為一個(gè).top文件，以后若要查看或修改，只要載入該文件即可。
4.3 配置設備初始參數
打開(kāi)“Boson NetSim”——首先會(huì )提示載入TOP，此時(shí)就可以載入前面的.top文件，進(jìn)入實(shí)驗環(huán)境了。
可以在主界面菜單欄下面的工具條中選擇要配置的設備(如圖3)，然后就會(huì )彈出相應設備的配置窗口。接下來(lái)就是對設備進(jìn)行初始配置了，操作和真實(shí)的設備是幾乎一樣的。
配置完成后，可以將配置信息保存成文件——若選擇保存單個(gè)設備配置信息，則會(huì )輸出一個(gè).rtr文件;若選擇保存所有設備配置信息，則會(huì )輸出一個(gè).nwc文件和一組.rtr文件。以后可以通過(guò)載入這些文件，恢復設備的配置信息(下面就要用到這個(gè)操作)。
4.4 安排學(xué)生做實(shí)驗
只要將上面通過(guò)“Boson Network Designer”導出的.top文件，以及對應該TOP，由“Boson NetSim”導出的.nwc文件和.rtr文件傳到學(xué)生機上，讓學(xué)生打開(kāi)“Boson NetSim”，載入.top文件，然后載入.nwc文件或.rtr文件，接下來(lái)就可以開(kāi)始實(shí)驗了。
5 結束語(yǔ)
BOSON NetSim是一款非常優(yōu)秀的仿真軟件，它面向主流、緊跟主流，它的一個(gè)for CCNP的版本中，還包含了對三層交換設備的仿真，因此無(wú)論是學(xué)生實(shí)驗，還是教師備課，它在我國本、專(zhuān)科計算機網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)過(guò)程中都是非常好的助手。
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