PacketTracer在獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用實(shí)踐

龍丹+莫永華+全劉輝

【摘 要】根據(jù)我院進(jìn)行基于SPOC的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學(xué)模式教學(xué)改革的要求，將Packet Tracer應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學(xué)中，通過為課程中的重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的應(yīng)用案例，提高學(xué)習(xí)興趣，并加強(qiáng)學(xué)生的理解。

【關(guān)鍵詞】Packet Tracer；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程；SPOC

中圖分類號(hào)： TP393-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）32-0019-002

【Abstract】According to the requirements of teaching reform that mixed teaching mode of Application of Computer Network based on SPOC， Packet Tracer will be applied to the computer network curriculum teaching theory， the key difficulty for the course of the application of case design， increase interest in learning， and strengthen students' understanding.

【Key words】Packet Tracer；Computer network Course；SPOC

1 問題的提出

在我院的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)群專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系中，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生必須要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，還必須具有系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，要學(xué)習(xí)大量的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是其核心課程之一。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學(xué)主要是通過學(xué)習(xí)OSI/RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)，掌握各個(gè)層次的功能和工作原理，掌握重要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生初步具備局域網(wǎng)組網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)的日趨深入，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)也變得越發(fā)重要，目前我院也正在進(jìn)行基于SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學(xué)模式研究與實(shí)踐。

對(duì)于在教學(xué)過程中經(jīng)常出現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用存在分離，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)一些概念、原理感到內(nèi)容抽象、難以理解的情況，分析其原因，主要是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類多、更新快、開支大，為教師進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，增加了教學(xué)難度， 為此，在教學(xué)改革中，應(yīng)用Packet Tracer作為輔助教學(xué)工具開展理論教學(xué)。

2 Packet Tracer簡介及優(yōu)勢

Cisco Packet Tracer是由Cisco公司發(fā)布的一款網(wǎng)絡(luò)模擬學(xué)習(xí)軟件，用戶可以在圖形界面上拖曳各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，可以分步運(yùn)行，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行觀察。

由于Packet Tracer的仿真效果好，它的出現(xiàn)極大地降低了學(xué)校在購置教學(xué)設(shè)備方面的資金投入，把一些以前需要在實(shí)驗(yàn)室才能進(jìn)行的操作或者演示，帶到理論教學(xué)過程中，打破了學(xué)習(xí)時(shí)間和空間上的限制，符合構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的要求，并且極大地提升了教學(xué)效果。

3 Packet Tracer在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)中的應(yīng)用

基于SPOC的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學(xué)模式研究與實(shí)踐，對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)狀、碎片化分解后，將在線教學(xué)與傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂進(jìn)行一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于核心知識(shí)點(diǎn)，除了制作5 至10 分鐘的微課，還為同學(xué)們?cè)O(shè)置Packet Tracer演示和練習(xí)。下面，以交換機(jī)的工作過程為例進(jìn)行說明。

交換機(jī)是即插即用設(shè)備，即只要將交換機(jī)接入以太網(wǎng)就可以工作，無須人工配置轉(zhuǎn)發(fā)表。交換機(jī)的工作過程分為自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀兩個(gè)部分。

自學(xué)習(xí)是指交換機(jī)收到一幀后先查找交換表中與收到幀的源地址有無相匹配的項(xiàng)目。如沒有，就在交換表中增加一個(gè)項(xiàng)目（源地址、進(jìn)入的接口和有效時(shí)間）。如有，則把原有的項(xiàng)目進(jìn)行更新（進(jìn)入的接口或有效時(shí)間）。轉(zhuǎn)發(fā)幀是指查找交換表與收到幀的目的地址有無相匹配的項(xiàng)目。如沒有，則向所有其他接口（進(jìn)入的接口除外）轉(zhuǎn)發(fā)。如有，則按交換表中給出的接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。若交換表中給出的接口就是該幀進(jìn)入交換機(jī)的接口，則應(yīng)丟棄這個(gè)幀。

根據(jù)以上過程說明，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要，利用Packet Tracer，可以設(shè)計(jì)出以下交換機(jī)工作原理的模擬案例，拓?fù)鋱D見圖1。

各主機(jī)的配置信息見表1。

步驟1：準(zhǔn)備工作

在實(shí)時(shí)模式和模擬模式來回切換3次完成拓?fù)溆?xùn)練后，分別點(diǎn)擊各個(gè)Switch，在彈出窗口中選擇CLI選項(xiàng)卡，將鼠標(biāo)焦點(diǎn)置于其工作區(qū)內(nèi)并按回車鍵，在其命令提示符下輸入如下相應(yīng)命令刪除MAC地址表：

步驟2：添加PC1到PC2的數(shù)據(jù)包

進(jìn)入模擬模式，設(shè)置Event List Filters（事件列表過濾器），只顯示ICMP事件。單擊Add Simple PDU（添加簡單PDU）按鈕，在拓?fù)鋱D中添加PC1向PC2發(fā)送的數(shù)據(jù)包。

步驟3：分別查看各Switch的學(xué)習(xí)過程。

在這一步驟中，可以觀察各Switch接收到數(shù)據(jù)包前和數(shù)據(jù)包后MAC地址表的變化情況，以及觀察其對(duì)數(shù)據(jù)包的處理方式。

以Switch2為例，單擊Capture/Forward（捕獲/前進(jìn)）按鈕，在Switch2上出現(xiàn)信封圖標(biāo)后查看Switch2的Mac地址表，會(huì)發(fā)現(xiàn)PC1的MAC地址已經(jīng)記錄到了MAC地址表中見圖2。

再次單擊Capture/Forward（捕獲/前進(jìn)）按鈕，可以看到Switch2是如何轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的，圖3為Switch2對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行廣播處理的截圖。

4 結(jié)束語

將Packet Tracer應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學(xué)中，可以有效降低教學(xué)演示的成本，還可以將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化、形象化，可以有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的注意力，為該課程實(shí)現(xiàn)SPOC式的混合式教學(xué)提供了有利保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李劍輝.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置課程中模擬器的應(yīng)用探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017（13）.

[2]姜恩華，李素文，汪徐德，趙慶平.基于Packet Tracer軟件的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].淮北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（34）.endprint