仿真軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中的應(yīng)用

卞志勇

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能為學(xué)習(xí)者帶來更充足的信息和知識(shí)，故教師在優(yōu)化計(jì)算機(jī)教學(xué)的內(nèi)容時(shí)應(yīng)以諸如視頻、音頻、圖片等方式來呈現(xiàn)信息，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。論文首先介紹了仿真軟件的概念，然后以PacketTracer軟件為例，分析了仿真軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中的應(yīng)用，旨在提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)質(zhì)量，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信知識(shí)的理解。

關(guān)鍵詞：仿真軟件；計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)通信；教學(xué)；應(yīng)用

引言

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信在人民生活中扮演的角色越來越重要，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信專業(yè)人才的需求也不斷增多。因此，提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)社會(huì)需要的人才，是各大高校義不容辭的責(zé)任。因此，在教學(xué)過程中改革教學(xué)方法，具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用，是一種較為先進(jìn)的教學(xué)方法，其能夠有效整合教學(xué)資源，提升學(xué)生實(shí)踐能力，促使學(xué)生成長(zhǎng)、成才。

一、仿真軟件的基本概念

仿真軟件是一種專門用于仿真的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，它與仿真硬件同為仿真的技術(shù)工具。仿真軟件起源于20世紀(jì)50年代中期，以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的仿真軟件系統(tǒng)出現(xiàn)，促使仿真軟件系統(tǒng)更加趨向于人工智能技術(shù)化，這一發(fā)展，標(biāo)志著仿真軟件將朝著高度可視化、界面友好、操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、用途靈活等方向發(fā)展。從目前來看，仿真軟件在教學(xué)中的運(yùn)用也是非常普遍。

二、PacketTracer網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真軟件介紹

PacketTracer是由Cisco公司設(shè)計(jì)完成的，是一款網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真軟件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真軟件的實(shí)施能夠有效地解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中的困難。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真軟件的設(shè)計(jì)是通過模擬提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，便于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的初學(xué)者，能夠提供大量的網(wǎng)絡(luò)模擬模型，可以支持各類的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。通過PacketTracer，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信初學(xué)者可以仿真構(gòu)建模擬環(huán)境，促使輸入的抽象數(shù)據(jù)在仿真器上具體化表現(xiàn)，同時(shí)，還能夠監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸情況，幫助初學(xué)者觀察實(shí)施網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，進(jìn)而幫助初學(xué)者全面了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的具體操作，提升學(xué)生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信水平。

三、PacketTracer仿真軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中的應(yīng)用

（一）仿真數(shù)據(jù)傳輸

眾所周知，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中如何按照設(shè)計(jì)要求，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳輸是重要的教學(xué)內(nèi)容，而使用PacketTracer仿真軟件，可以模擬數(shù)據(jù)傳輸，幫助學(xué)生深刻理解學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，使用PacketTracer仿真軟件仿真數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，能夠幫助學(xué)生清楚地了解ping請(qǐng)求以及ping請(qǐng)求響應(yīng)兩個(gè)重要過程。

一方面，進(jìn)行ping請(qǐng)求時(shí)需要借助相關(guān)的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)，如ICMP、ARP、IP協(xié)議等，文章以ICMP協(xié)議為例進(jìn)行探討。通過可視化界面中Eventlist上ICMP后面的顏色塊，可以清楚地看到ICMP協(xié)議相關(guān)信息。通信過程中，ping處理進(jìn)程會(huì)產(chǎn)生ICMP回應(yīng)請(qǐng)求，并在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的作用下封裝處理。同時(shí)，IP協(xié)議將創(chuàng)建一個(gè)包括目的及源協(xié)議字段、IP地址的數(shù)據(jù)包，以指導(dǎo)接收方的IP協(xié)議將數(shù)據(jù)交給ICMP進(jìn)行處理。另外，創(chuàng)建IP數(shù)據(jù)報(bào)之初，IP協(xié)議會(huì)對(duì)目的IP進(jìn)行判斷，當(dāng)排除廣播地址、本地網(wǎng)絡(luò)地址后，將其傳輸給遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，并將其傳輸給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行處理。同時(shí)，在ping響應(yīng)過程中，使用PacketTracer仿真軟件也可對(duì)整個(gè)響應(yīng)過程進(jìn)行仿真，從而幫助學(xué)生深刻的認(rèn)識(shí)ping響應(yīng)過程。

因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)實(shí)踐中，教師在應(yīng)用PacketTracer仿真軟件時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作，認(rèn)真分析與記錄數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌^程，鼓勵(lì)學(xué)生多思考，不僅要注重網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)理論知識(shí)的記憶，還應(yīng)做到學(xué)以致用，在仿真過程中實(shí)現(xiàn)自身動(dòng)手實(shí)踐能力的提高。另外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)實(shí)踐中，教師除充分認(rèn)識(shí)到PacketTracer仿真軟件的優(yōu)點(diǎn)，注重在教學(xué)中的應(yīng)用外，還應(yīng)充分分析實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，使用針對(duì)性仿真軟件，如NS2仿真軟件、MATLABA仿真軟件、OPNET仿真軟件等，幫助學(xué)生理解抽象的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)知識(shí)，了解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P(guān)過程，幫助學(xué)生構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)知識(shí)體系，真正掌握網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)這門課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)。

（二）配置IP地址

假設(shè)要求主機(jī)1分配的IP地址為172.16.1.2，而主機(jī)2分配的IP地址為172.16.2.2，其中其子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。另外，主機(jī)1的網(wǎng)絡(luò)為172.16.1.1/24，而主機(jī)2的網(wǎng)關(guān)為172.16.2.1/24，那么使用PacketTracer仿真軟件究竟該如何操作呢？一種方法可通過輸入相關(guān)的命令實(shí)現(xiàn)，另一種方法可借助網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D實(shí)現(xiàn)。

利用輸入命令方法時(shí)，需要通過CLI實(shí)現(xiàn)，依次進(jìn)入到路由器的特權(quán)以及用戶模式，將路由器的名字設(shè)置為RO，使用命令達(dá)到其以太網(wǎng)0號(hào)端口，進(jìn)行0號(hào)端口IP地址的配置。其所用的命令為：RO（config-if）#ip address172.16.1.1 255.255.255.0，采用同樣方法完成1號(hào)端口的配置。

借助拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行IP地址配置時(shí)，主要通過路由器的界面設(shè)置config標(biāo)簽。在路由器可視化界面上找到以太網(wǎng)接口，設(shè)置端口的IP，只需點(diǎn)開輸入即可，并在子網(wǎng)掩碼一欄中輸入255.255.255.0，其中如想打開某端口將PortStatus設(shè)置為on即可。

四、仿真設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

（一）整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

通過仿真軟件的應(yīng)用，能夠整合多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使得實(shí)踐項(xiàng)目更加具體和形象。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的學(xué)習(xí)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的理論知識(shí)很多，需要相應(yīng)的實(shí)踐操作來理解和印證理論，因此在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信學(xué)習(xí)上，理論學(xué)習(xí)跟實(shí)踐操作是相互結(jié)合的。在具體實(shí)際教學(xué)中，教學(xué)時(shí)間是固定的，在學(xué)習(xí)過程中因?yàn)檎n堂理論的學(xué)習(xí)占據(jù)了主導(dǎo)地位，導(dǎo)致在實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)時(shí)間不充足，或者實(shí)踐課程過多只能單項(xiàng)目完成，不能達(dá)到實(shí)踐教育要求。為了解決這一問題，可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，在理論教學(xué)的課堂上，通過軟件模擬具體的實(shí)驗(yàn)操作過程，然后再到機(jī)房進(jìn)行具體的實(shí)踐操作，進(jìn)而提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)速度，增快實(shí)踐教學(xué)速率，提高實(shí)驗(yàn)效果。endprint

（二）滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)操作需要相應(yīng)的設(shè)備，在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中，可能會(huì)存在因資金不足而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足或者實(shí)驗(yàn)設(shè)損壞的情形，無法有效滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件能夠解決這一系列的問題，使得學(xué)生能夠進(jìn)行有效而獨(dú)立的實(shí)踐項(xiàng)目。

（三）更加快捷的搭建網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐環(huán)境

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)的開展，需要構(gòu)建一個(gè)合適的上機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在傳統(tǒng)的教育條件下，需要在使用前通過教師操作，清空網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，然后才能給學(xué)生使用，但是在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中往往是多個(gè)班級(jí)公用一個(gè)機(jī)房，這對(duì)于老師而言需要一個(gè)相對(duì)較快而且準(zhǔn)確的準(zhǔn)備時(shí)間，不然容易影響下一個(gè)班級(jí)的使用。利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件可以通過軟件事先構(gòu)建好網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，然后學(xué)生直接導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的文件，能夠更加便利而快捷的構(gòu)建所需的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)而為教師教學(xué)提供便利。

（四）延伸教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程所取得的教學(xué)成效一直不佳。仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用，促使教與學(xué)的互動(dòng)在網(wǎng)絡(luò)空間上繼續(xù)延伸。在課上，學(xué)生能夠充分了解實(shí)踐內(nèi)容，能夠?yàn)閷W(xué)生的實(shí)踐課程打下基礎(chǔ)，這樣不僅能夠提升教學(xué)效率，還能夠在很大程度上提升學(xué)生的實(shí)踐能力，促使學(xué)生成長(zhǎng)為社會(huì)需要的人才；在課外，教師與學(xué)生之間將會(huì)有更多的機(jī)會(huì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流和討論，這不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)一步豐富了知識(shí)儲(chǔ)備，還在一定程度上彌補(bǔ)了課外教學(xué)執(zhí)行困難和課堂教學(xué)組織形式單一的短板。

五、結(jié)語

總而言之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信是一門極其重視實(shí)踐的課程，仿真軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)中的應(yīng)用，能夠在很大程度上提升高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教學(xué)水平，延伸教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的聯(lián)系，更加快捷的搭建網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐環(huán)境，節(jié)約時(shí)間，為教師授課提供便利，其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力具有重要意義。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教師在教學(xué)過程中，應(yīng)積極應(yīng)用仿真軟件，不斷提升課堂效率，為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

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