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借助NetSim輔助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)論文
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)，要求有足夠的實踐來支撐。目前，與網(wǎng)絡(luò)軟件方面的實踐，多數(shù)學(xué)校都能安排，但是網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備方面的實踐，很多學(xué)校并不具備條件——主要的問題是投入大。這里介紹了用BOSON NetSim組建虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室，它經(jīng)濟(jì)、靈活，非常適合學(xué)校教學(xué)使用。
1 引言
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)，要求有足夠的實踐來支撐。但現(xiàn)實中，多數(shù)學(xué)校能夠給學(xué)生創(chuàng)造比較好的軟件方面的實踐環(huán)境(譬如：在電腦中裝上 Windows2000、Linux，讓學(xué)生實踐常用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的使用;裝上IIS、SER-U FTP、Cterm、FOX-Mail等軟件實踐常用網(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(shè)備方面的實踐條件(譬如：教師在課堂上大講路由器、交換機(jī)的配置使用如何重要，但往往學(xué)生根本接觸不到，從而嚴(yán)重影響教學(xué)效果)。
這樣的教學(xué)是不能令人滿意的，讓一門實踐性很強(qiáng)的課程，僅僅停留在書本的理論學(xué)習(xí)上，是對學(xué)生的不負(fù)責(zé)任。那么，為什么這樣的現(xiàn)象還很普遍呢?
造成上面這種現(xiàn)象，主要并不是因為學(xué)校主觀上存在“重軟件，輕硬件”的思想，而是客觀上組建一個由實際的路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)實驗室的投資太大——拿目前在國內(nèi)比較熱門的“銳捷網(wǎng)絡(luò)實驗室方案”為例，組建一個供50人同時實驗的實驗室(還僅是基礎(chǔ)實驗)，光設(shè)備投資就要上百萬，要是以CISCO的設(shè)備組建一個同樣規(guī)模的實驗室，投資更是驚人。這樣的投資對于一個商業(yè)化運(yùn)作的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)可以接受，但對于普通的學(xué)校卻較難接受。更關(guān)鍵的問題是，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的新舊更替也很快，因此，學(xué)�？v使投大量資金建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)實驗室，很可能在不久就又會滿足不了實際教學(xué)的需求。
2 “虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”方案的提出
組建一個“物理的網(wǎng)絡(luò)實驗室”有困難，那么有沒有其他的解決方案呢?——有，“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”。
“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”即通過軟件模擬現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，向?qū)嶒炚咛峁┡渲檬褂媒粨Q機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實驗條件。它只需在普通PC機(jī)上安裝一個仿真軟件即可(對硬件配置要求不高，只要是“奔騰”以上都可運(yùn)行)，無需其他設(shè)備的投資，方便又經(jīng)濟(jì)。
除了方便經(jīng)濟(jì)外，“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”還有很多“物理的網(wǎng)絡(luò)實驗室”無法比擬的優(yōu)越性。
(1)無場所限制：因為只是一個軟件，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(jī)上(包括：機(jī)房的學(xué)生機(jī)、教師機(jī)、筆記本電腦等等)——不需要專門的房間，不需要布線，使用時也就沒必要到固定的實驗室。只要愿意，完全可以讓所有機(jī)房都成為“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”，從而方便機(jī)房調(diào)度，靈活安排實驗課。
(2)設(shè)備選擇多：組建“物理的網(wǎng)絡(luò)實驗室”時，由于經(jīng)費(fèi)的原因，不可能把各種型號的設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)包括。這樣，實驗者能夠接觸到的設(shè)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(shè)備，這對實驗者來講是很幸福的。
(3)升級方便：正如我們前面提到的，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的新舊更替也很快，為了不與現(xiàn)實脫節(jié)，網(wǎng)絡(luò)實驗室也需要及時升級。對于 “物理的網(wǎng)絡(luò)實驗室”，升級就意味著更新設(shè)備，意味著又一筆巨大的開銷，更新下來的舊設(shè)備又會成為一堆“雞肋”。而“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”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BOSON NetSim這些年來始終積極關(guān)注CISCO產(chǎn)品的發(fā)展，并及時響應(yīng)市場，保證了自己的軟件仿真產(chǎn)品與真實世界迅速同步。
(4)使用方便：若使用的是“物理的網(wǎng)絡(luò)實驗室”，教師要準(zhǔn)備一個試驗(如：“路由器故障排除”實驗)，需要事先對每一套設(shè)備做設(shè)置，工作量相當(dāng)大，而且容易出錯。但使用“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”，教師完全可以在家中將實驗的TOP環(huán)境、設(shè)備初始配置等信息準(zhǔn)備好，并保存為數(shù)據(jù)文件(NetSim提供這樣的功能)，然后帶到機(jī)房，將其導(dǎo)入學(xué)生機(jī)的仿真軟件即可，非常高效。另外，教師向?qū)W生演示試驗過程時，也會變得非常方便，因為它就和平常的軟件類課程的演示一樣，可以借助投影或是電子教室，而不像傳統(tǒng)的硬件類實驗室那樣，讓少量的學(xué)生圍觀教師的操作。所以，使用“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”擴(kuò)大了實驗室的容量，提高了實驗課的效率。
3 選擇NetSim輔助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
目前優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shè)備，且仿真度都很高，但前三款軟件與CSICO的認(rèn)證考試(如：CCNA、CCNP)結(jié)合過于緊密，用于普通學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，顯得不夠靈活。而BOSON公司出品的NetSim不但支持CSICO的認(rèn)證考試，同時還支持自定義網(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NetSim是普通學(xué)校組建“虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室”的最佳選擇。
4 借助NetSim組織計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐課
4.1 實驗構(gòu)思
假設(shè)我們準(zhǔn)備讓學(xué)生做一個路由器靜態(tài)路由配置的實驗。
實驗?zāi)康模?/p>
1) 驗證“同一網(wǎng)段的主機(jī)間才能直接通信”;
2) 驗證“通過使用路由器可以讓不同網(wǎng)段的主機(jī)間進(jìn)行通信”。
實驗內(nèi)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(shè)計網(wǎng)絡(luò)TOP
用“Boson Network Designer”可以DIY實驗的網(wǎng)絡(luò)TOP。
如圖2所示，右部灰色的區(qū)域是設(shè)計區(qū)，左上部是設(shè)備列表，左下部是說明區(qū)。
設(shè)計網(wǎng)絡(luò)TOP時，在設(shè)備列表中選中設(shè)備后，直接用鼠標(biāo)逐個拖拽到設(shè)計區(qū)，然后在設(shè)備圖標(biāo)上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇適當(dāng)?shù)亩丝谶M(jìn)行設(shè)備間的互連(系統(tǒng)提供了“向?qū)υ捒颉�，使用非常直觀)。
設(shè)計完成后，可將設(shè)計保存為一個.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(shè)備初始參數(shù)
打開“Boson NetSim”——首先會提示載入TOP，此時就可以載入前面的.top文件，進(jìn)入實驗環(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(shè)備(如圖3)，然后就會彈出相應(yīng)設(shè)備的配置窗口。接下來就是對設(shè)備進(jìn)行初始配置了，操作和真實的設(shè)備是幾乎一樣的。
配置完成后，可以將配置信息保存成文件——若選擇保存單個設(shè)備配置信息，則會輸出一個.rtr文件;若選擇保存所有設(shè)備配置信息，則會輸出一個.nwc文件和一組.rtr文件。以后可以通過載入這些文件，恢復(fù)設(shè)備的配置信息(下面就要用到這個操作)。
4.4 安排學(xué)生做實驗
只要將上面通過“Boson Network Designer”導(dǎo)出的.top文件，以及對應(yīng)該TOP，由“Boson NetSim”導(dǎo)出的.nwc文件和.rtr文件傳到學(xué)生機(jī)上，讓學(xué)生打開“Boson NetSim”，載入.top文件，然后載入.nwc文件或.rtr文件，接下來就可以開始實驗了。
5 結(jié)束語
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for CCNP的版本中，還包含了對三層交換設(shè)備的仿真，因此無論是學(xué)生實驗，還是教師備課，它在我國本、�？朴嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)過程中都是非常好的助手。
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