實用組網(wǎng)技術(shù)實驗教學研究

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1引言

應用型本科院校培養(yǎng)的學生不僅應掌握本科專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識，更應具備很強的實踐能力。實驗教學就是培養(yǎng)學生實際操作能力，獨立解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。《實用組網(wǎng)技術(shù)》課程是一門專業(yè)限選課程，實驗項目涉及局域網(wǎng)平臺構(gòu)建、各類網(wǎng)絡的IP地址分配、VLAN劃分、路由協(xié)議配置、廣域網(wǎng)部署等。傳統(tǒng)的《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗課程項目都是相對獨立的實驗，注重考查各知識點。但缺乏統(tǒng)一網(wǎng)絡架構(gòu)的大局觀，缺少綜合實驗案例的引導。如利用三層交換機實現(xiàn)VLAN間的路由實驗、OSPF路由協(xié)議的配置實驗，都相互獨立，無法牽線融合。這樣就違背了課程本身綜合性，實踐性的教育理念。所以本課程的實驗教學改革就是要讓學生在整個學習過程中如何把獨立的知識點系統(tǒng)地融入應用到綜合實驗中，而不是對著課本照敲配置命令，培養(yǎng)學生網(wǎng)絡組建和解決網(wǎng)絡問題的能力。

2《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗教學管理設計方案

2.1建立完善的網(wǎng)絡硬件環(huán)境

建設應用型計算機網(wǎng)絡實驗環(huán)境，實驗環(huán)境是實驗教學的基礎(chǔ)保障，為此建設完善的基于網(wǎng)絡硬件設備的創(chuàng)新網(wǎng)絡實驗室實驗環(huán)境。原來網(wǎng)絡實驗室的網(wǎng)絡實驗設備采用管理控制服務器(簡稱RCMS，通過八爪線分別連接8臺基礎(chǔ)網(wǎng)絡設備的Console口，對網(wǎng)絡設備和實驗行為進行集中管理，可以使用一鍵清除功能恢復初始設置)，這種實驗環(huán)境學生無需直接插拔物理接口，使用RCMS軟件環(huán)境對網(wǎng)絡設備進行配置,雖然提高了實驗教學的秩序，也方便了教師進行實驗管理。但最大的缺點就是學生不能直接接觸網(wǎng)絡設備，這種實驗設備硬件資源“軟件化”的方式在一定程度上節(jié)省了資金投入，但對學生的應用能力的培養(yǎng)存在很大弊端。所以在實驗環(huán)境的改革中，我們還原了設備的原始屬性。讓學生直接接觸每臺設備，熟悉每個接口。實驗環(huán)境設計了六角實驗桌，每組4-6個座位，共6組。可以為每個實驗進行分組，每組設備是獨立的。每組的基礎(chǔ)設備為：2臺路由交換一體機、2臺二層交換機、1臺防火墻、1個無線AP、1臺無線AC。

2.2實驗項目設計舉例

實驗項目：VLAN網(wǎng)絡設計與調(diào)試實驗類型：設計性實驗。實驗目的：理解虛擬局域網(wǎng)的理論，能夠根據(jù)需求設計VLAN并且調(diào)試成功。項目背景：本校信息工程學院在網(wǎng)絡建設中，由于學院各辦公室、實驗室、會議室等分布在綜合大樓的同樓層，本大樓還有別的學院的實驗室和辦公室。因此需要組建VLAN，保證不同部門之間的網(wǎng)絡互不干擾；另一方面,希望能實現(xiàn)處于不同樓層的實驗PC機能夠互相通信。技術(shù)原理:

（1）VLAN是一個物理網(wǎng)絡上劃分出的邏輯網(wǎng)，VLAN劃分不受網(wǎng)絡端口的實際物理位置限制，第二層單播、廣播和多播幀,都在一個VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)、擴散，能有效隔離廣播風暴。VLAN的規(guī)劃。

（2）同一交換機基于端口的VLAN，每個端口的模式為Access接口模式，一個端口僅能屬于一個VLAN。跨交換機基于端口的VLAN，交換機的級聯(lián)口設置為Trunk模式。

（3）不同VLAN之間通信需要3層路由設備。具體要求：調(diào)查綜合實驗大樓的VLAN設計和應用情況，查找資料，以小組為單位完成上述規(guī)劃設計，并畫出網(wǎng)絡拓撲圖，詳細實施方案。方案中必須包括以下內(nèi)容：

(1)VLAN、ID、網(wǎng)段、網(wǎng)關(guān)、交換機及所包含的端口；

(2)測試主機的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、交換機名及端口等信息。設計步驟：先通過思科的cisopackettrancer進行方案的模擬測試，然后再到網(wǎng)絡實驗室進行實驗。實驗思考：信息學院中辦公室與實驗室不同的VLAN之間能通信嗎?本問題為下一個校園網(wǎng)不同VLAN之間路由實驗項目做理論預備，使學生加深對路由相關(guān)概念的理解。

2.3實驗考查項目組制

根據(jù)實驗項目的難度和規(guī)模建立4-6人的項目組，組員在實驗開始前，做好實驗規(guī)劃和實驗分工。實驗開始前做好理論指導和分析，把理論在實驗中實例化，學生在完全熟悉了理論和操作命令后再實踐。實驗小組制度還有利于培養(yǎng)學生的協(xié)調(diào)和團隊合作能力。《實用組網(wǎng)技術(shù)》實驗通過獨立的分組設計,組與組之間相對獨立,避免了組與組之間的干擾。在綜合性實驗中也可以通過交換機把各個分組聯(lián)網(wǎng)，靈活搭配。實驗教學要讓學生感受到課堂實驗所涉及的知識點是組網(wǎng)工程中必不可少的一部分,是在實際生產(chǎn)生活中能用得上的，能夠解決公司企業(yè)實際網(wǎng)絡問題的。其次實驗教學中要設置培養(yǎng)學生獨立思考、分析能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的實驗項目。

2.4實驗指導改革

傳統(tǒng)的實驗指導書對每個實驗項目進行了詳細的說明，甚至對每個步驟都給出具體命令，這樣勢必造成學生照抄照搬，缺乏自己的思考。例如在OSPF的路由配置實驗中，傳統(tǒng)的實驗指導書給出下面的步驟：S3750(config)#routerospfS3750(config-router)#network172.16.5.00.0.0.255area0S3750(config-router)#network172.16.1.00.0.0.255area0……RouterA(config)#routerospfRouterA(config-router)#network172.16.1.00.0.0.255area0RouterA(config-router)#network172.16.2.00.0.0.255area0……這樣的實驗就是統(tǒng)一答案,學生只需照搬。學生只是個搬運工，而不是個網(wǎng)絡管理人員和設計者。實踐教學的目標是培養(yǎng)學生的分析和解決問題的綜合能力,過于具體的實驗指導只能培養(yǎng)學生的惰性，無法激發(fā)他們的創(chuàng)造性。在改革指導書的過程中，做了如下工作，只給出大致框架模型和網(wǎng)絡拓撲，具體的物理接口的配置和IP地址的設置分配由學生自行完成。每個實驗•110•項目給出一定的問題。例如：在OSPF實驗中提出，在大規(guī)模的網(wǎng)絡環(huán)境中，OSPF支持區(qū)域的劃分。劃分區(qū)域時必須存在什么區(qū)？在申明直連網(wǎng)段時，要注意哪些事項？要讓學生在做每個實驗時，不僅要動手操作，還要多加思考。強調(diào)實驗項目多樣性、考核開發(fā)性，實驗不僅僅是模仿，更重要的是自己設計和創(chuàng)造。實驗教學的每個實驗項目要設計的即獨立又有聯(lián)系，不能孤立。設計綜合性實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學生綜合實踐能力，在綜合實驗中，以項目組為單位自行確定拓撲，自行規(guī)劃選擇網(wǎng)絡設備，整個實驗過程要體現(xiàn)學生的團隊合作意識和創(chuàng)新意識。既要讓學生能夠完成實驗，又要讓學生體會到一定的難度，這樣才會有成就感。實驗考核以一個綜合案例來考查學生，平時做的每個實驗項目按一定比例融合到這個綜合案例當中。案例考核的內(nèi)容設置一定的開放性，即有要求，也不唯一。每個小組根據(jù)對考核題目的理解，做出自己的選型和網(wǎng)絡規(guī)劃，這樣更能體現(xiàn)組網(wǎng)工程的復雜性和多樣性，更能考查學生對知識點的理解和貫通。例如可以考查一個廣域網(wǎng)的組建，這樣需要進行規(guī)劃拓撲、設備選型等工作。具體實驗時既要在三層交換機上劃分VLAN，又要做路由器的物理連接，還需要配置路由協(xié)議，可以自己選擇不同的路由協(xié)議，比如RIP、OSPF或者靜態(tài)路由，還有協(xié)議的封裝、驗證等。具體實驗內(nèi)容都由各個小組自己設計,考核成績依據(jù)學生設計的總體難度，以及對各個知識點的運用的合理性做出綜合評判。實驗考核的目標就是使學生從實驗中獲得更多的實踐技能，激發(fā)其鉆研的潛能。

3結(jié)束語

《實用組網(wǎng)技術(shù)》是一門實踐性，綜合性都很強的應用型課程，也是培養(yǎng)網(wǎng)絡方向?qū)W生應用實踐能力的一門重要課程。課堂實驗教學的目標就是培養(yǎng)學生的操作能力和創(chuàng)新實踐能力，改革后的實驗教學不僅激發(fā)了學生的興趣和潛能，還培養(yǎng)了學生分析問題解決問題的能力。網(wǎng)絡技術(shù)日新月異,在實驗教學中要緊跟技術(shù)前沿，把握國際國內(nèi)最新技術(shù)動態(tài)，實驗項目內(nèi)容要不斷創(chuàng)新，實驗設備要不斷更新，使學生能把握網(wǎng)絡技術(shù)的脈搏，跟上網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展步伐，培養(yǎng)出符合社會需求的應用型本科人才。

作者：李成 官駿鳴 單位：黃山學院