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關鍵詞:211人才培養模式;網絡實訓;項目引導;任務驅動
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)14-3314-02
Exploration and Practice of Network Training Teaching Based on 211 Personnel Training Model
LI Xue-feng,YANG Jian-qiang
(School of Matematics and Computer Science, Hubei University of Arts and Science, Xinagfan 441053, China)
Abstract: In this paper , the contect architecture and teaching method of network training are discussed under 211 personnel training mod? el. The experience is communicated and summarized in whole teaching tache of project programming,task setting,teacher inspecting, stu? dent communicating, group competiting and cooperating,based on project leading and task driving network training teahing.
Key words: 211 personnel training model; network training; project leading; task driving
針對當前社會對人才的需求,應用型創新人才211培養模式被越來越多的高等院校所重視。我院在2007年開始進行211人才培養模式的教學改革,為計算機科學與技術專業網絡方向的高年級學生設置了一個學期的專業實訓,用以重點培養學生的專業技術能力。針對新的教學要求,我們制定了實訓方案,并提出“項目引導、任務驅動”的實訓教學方式,該文是對幾年來網絡實訓教學的教學方案、實施手段以及教學效果的總結,同時也對進步提升實訓教學效果提出了一些思考。
1網絡實訓內容體系的制定
根據學院211人才培養方案,網絡實訓為時一個學期,這對于我校而言是前所未有的,在兄弟院校也是沒有先例的。如何確定網絡實訓的內容體系是我們面臨的第一個問題。
根據網絡行業的需求,我們確定了網絡實訓的目的是為了從網絡設計與實現、網絡服務的部署與管理、網絡工程的實施與管理上,培訓具有較高的網絡理論知識,較強網絡設計與管理能力、熟練掌握網絡工程實際操作的復合型網絡人才。并最終確定網絡實訓的內容由路由與交換實訓、網絡系統工程實訓與網絡服務與管理實訓三部分組成。
路由與交換實訓主要針對計算機網絡系統集成的設計與實現的實際訓練,著重鍛煉學生熟練地掌握中、小型計算機網絡的設計、部署與實施的能力,其中主要是基本的交換機與路由器配置與管理,VLAN的設置與管理、生成樹協議的配置與管理、無線網絡的設計與管理、NAT的配置與管理、路由協議RIP與OSPF的配置與管理、網絡安全的配置與管理等等,通過實訓切實地加強學生實際動手能力的鍛煉和培養,使學生能具備熟練設計、部署與實現中、小型計算機網絡的能力。
網絡服務與管理實訓主要針對基于操作系統之上的網絡服務的規劃、部署實現與管理的實際訓練,著重鍛煉學生在Windows Server環境下根據用戶需求進行網絡服務的部署、實施與管理的能力,其中主要有DHCP服務、DNS服務、WINS服務、WWW與FTP服務、電子郵件服務、流媒體服務、PKI與CA服務、TLS/SSL服務、VPN服務、活動目錄的創建與管理、組策略的應用等。通過這部分的實訓,讓學生能熟練的在Windows Server下進行網絡服務的部署、實施與管理的能力。
網絡系統工程實訓主要針對智能樓宇建筑與網絡綜合布線工程的實訓,通過以真實的企業網絡需求為背景,進行企業網絡工程的應用分析、規劃、設計、實現與測試,讓學生熟練地掌握網絡工程的從需求分析、分析設計、預算與投標、工程實施與檢測驗收的全過程,培養學生根據實際需求進行網絡工程的設計、文檔的建設、工程預算、工程實施、工程的檢測與管理的能力。
2網絡實訓方式
一個學期的實訓,在如此長時間里如何保持學生的積極性,讓學生能在教師的引導下自主地學習,是我們面臨的第二個問題?
根據網絡工程的特點,我們確定了“項目引導、任務驅動”的網絡實訓教學方式。此方式以項目為引導、以任務驅動、教師為主導、學生為主體,將所要學習的新知識隱含在一個或幾個任務之中,通過任務的實施來學習新知識,掌握新技能。教學方式的改變,同時也對教師的能力提出了更高的要求[1][2]。實踐證明,這種教學方法更適合網絡實訓教學。
3“項目引導,任務驅動”的網絡實訓教學
3.1“項目引導,任務驅動”式教學法
“項目引導,任務驅動”教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法。“項目引導,任務驅動”教學法強調:學生的學習過程必須與一個具體的項目或問題相結合,以探索完成項目要求來引導和維持學習者的學習興趣和動機;創設真實的情境,讓學生帶著真實的目標去實習;學生擁有學習的主動性,成為學習的主體,教師則引導學生探索并進行相應的評價[3][4]。
使用“項目引導,任務驅動”教學法是由計算機網絡實訓教學的特點決定的。計算機網絡是一門集專業知識和技能于一體的實踐性很強的綜合性課程,要求學生既要有一定的理論知識,又要具備網絡與服務設計能力、部署實現與管理能力。更重要的 是,現代計算機網絡的快速發展,網絡新技術不斷涌現,且網絡產品種類較多,學生必須具有一定的自主學習的能力和終身學習的思想,才能適應現代社會的發展。
“項目引導,任務驅動”教學法就是通過一系列的項目,引導學生由易到難、由簡到繁循序漸進地自主完成相應學習內容,從而在學習系統知識的基礎上,培養其分析問題、解決問題的能力,掌握處理項目的具體思路、自我提高的思想、合作學習的精神。
3.2“項目引導,任務驅動”的網絡實訓教學設計
在“項目引導,任務驅動”的網絡實訓教學中,實訓指導書的設計與編寫是做好實訓工作的第一步。“項目引導,任務驅動”的實施是需要一定的基礎的,是建立在學生熟練掌握了基本理論與基本技能之上的,所以我們的實訓指導書由三部分組成:基本理論與基本操作、實訓任務、拓展任務。
基本理論與基本操作部分的內容是要求指導教師對學生進行講解的,在進行實訓任務之前,務必要求每位學生必須熟練掌握的,只有這樣才可以起到事半功倍的效果。
實訓任務與拓展任務部分則是按照“項目引導,任務驅動”的方式來設計的。此時,項目與任務的設計是成功運用該方法的關鍵,它將決定教學是流于形式,還是真實有效的;決定學生的學習是主動的還被動的。因此在項目與任務的設計上,要注意以下幾點:
1)項目背景的真實性。
對于每一個實訓項目,必須給一個真實的項目產生的背景。項目背景的真實性,有助于讓學生了解所學知識的應用場景,有助于調動學生學習的積極性,激發學生學習的動力,也有利于學生學習之后的成就感。
2)任務目的的明確性
項目中的任務的設計要求每一個任務的目的必須明確地進行說明。任務的順序最好是我們解決相應問題一般流程的順序。可以針對相應知識點的要求,特別設計一些相應的任務,通過讓學生完成相應的任務,觀察相應的結果,加深對網絡工作機制的理解。
例如,在靜態路由與默認路由的實訓,用二個路由器連接的三個網絡,在配置好接口的IP地址后,在每個網段的PC上設置好IP地址和默認網關后,讓PC間互ping,讓學生觀察PC間的連通性,并加以思想,為什么會這樣?學生觀察到的現象,引導其思考學習路由的工作機制。并進步提出如果要讓三個網段都能互通,要如何配置?如此,步步為營,步深入地引導學生學習。
3)項目的綜合性。
在教學中所選擇的項目能將理論知識和實踐技能結合在一起,能把學過的知識和即將要學的知識綜合起來,這樣學生在即學習了新知識,又復習了舊知識,同時還學會了綜合運用知識。
例如,在NAT的實訓中,設計了一個小型企業網設計的項目中,項目任務設計為:1)畫出拓撲結構;2)規劃VLAN;3)規劃IP地址;4) VLAN間的互連;5) NAT與Internet的連接;6)企業內的PC訪問Internet上服務器的數據包傳輸過程的觀察。
這個項目就包括了以前已學過的知識,如VLAN,VLAN互連等,也隱含了新的知識,如NAT的使用,NAT數據包的變化過程等。學生完成這個項目的同時,也學會了知識的綜合應用
總之,在設計項目時,要仔細推敲各個知識點的相互聯系,統籌兼顧,為學生設計出一系列典型的操作性較強的項目,引導學生去探索知識,獲取知識,運用知識,充分發揮學生的主觀能動性,培養他們的創造性思維,合作學習的能力,提高學生的綜能力。
3.3指導教師的檢查與督促
在實訓過程中,指導教師的及時督促與檢查,也是保證實訓按時按量完成的非常重要的一環。學生個體存在差異,在同一個任務的實施過程中,完成情況會出現很大的差異,有的學生能很輕松的完成,但有的同學卻感覺到困難。這要示教師在任務的設計要兼顧到大多數同學,在完成任務的過程中注意每個學生的情況,及時給予幫助和鼓勵,不讓一個學生掉隊。
3.4學生階段報告與經驗交流
實訓過程中,每周進行一次實訓階段報告,從這一周中抽出一些知識點作為報告內容,讓學生上臺來講解,交流心得體會。在交流過程中,特別要求學生注重交流在實訓過程中的出錯的一些案例,是如何產生及解決的,通過總結交流經驗教訓,讓學生整體進步提高。
3.5單兵訓練、小組競賽與團隊合作
單兵訓練,是指實訓中的一般任務都要求每位同學都必須獨立完成。讓每位學生都要掌握整個知識體系的每一部分的內容。在做路由交換的實訓中,單兵訓練時,我們一般讓學生使用模擬器來進行,這樣操作會更加簡便。
現實社會中,一個網絡工程任務往往任務大、時間緊,所以團隊合作的訓練是必須的。為了培養學生的團隊合作的能力,在實訓中分階段地設置一些綜合性的項目。這些綜合性項目都要完成多臺設備的配置與網絡調試,并且要求必須在實際設備上來完成。綜合項目以小組為單位進行比賽,以完成時間的長短作為小組成績的依據。每次小組比賽后,教師進行總結評分,并將此評分做為最終實訓成績計算的一部分。
這種綜合項目要求小組同學必須進行分工合作,相互配合才可以取得好的成績。通過小組競賽,激發學生熱情,加強學生間的團隊合作的意識與能力。
3.6“項目引導,任務驅動”式網絡實訓效果
通過二年的“項目引導,任務驅動”的網絡實訓教學,實踐表明此方法能充分調動了學生的學習積極性,提高了學習的熱情,充分發揮了學生在學習過程中主動性和積極性,為學生自主培養創新能力創造條件、拓展空間。
4總結
在211人才培養模式下,學生的理論應用能力與實際動手能力被充分地重視,實訓力度加大。經過實踐說明:“項目引導,任務驅動”教學方法,輔助以配套的實訓指導書、教師監督激勵、報告交流、小組競賽與團隊合作等機制,可以很好地解決實訓中長時間激發學生的學習動力,保持學習熱情,取得很好的教學效果。
參考文獻:
[1]張奇.項目驅動式教學在《管理信息系統》中的應用探討[J].計算機教育,2007(9).
[2]王春婷.淺談任務驅動教學法在計算機教學中的應用[J].太原大學教育學院學報,2011(2).
關鍵詞:《路由協議與配置》實驗 實驗教學模式 實驗教學實施
《路由協議與配置》是一門實踐性很強的課程,實驗是一個重要的教學環節,通過實驗不但可以強化所學習的理論,而且可以把這些理論知識轉化為實踐技能。使他們畢業后能順利地到中小型企業、公司從事網絡設計、組裝、管理和維護工作。為了實現這一教學目標,構建一個恰當的實驗教學模式極其重要。[1]
一、《路由協議與配置》實驗教學模式簡介
《路由協議與配置》這門課程,主要培養學生對網絡的分析、設計、管理與應用的實驗技能,加深對網絡理論知識的理解與應用,以達到懂、建、管、用的目的。通過《路由協議與配置》實現全過程的教學,即從質疑出的問題開始,經設計、實驗、釋疑或分析該實驗現象和數據,寫出報告的過程中,是學生通過觀察和實驗手段處理《路由協議與配置》問題時的基本程序和技能,具備敢于質疑的習慣,嚴謹、求實的態度和不斷求索的精神,培養學生的觀察能力、思維能力和操作能力,學會思考問題、解決問題,提高學生對《路由協議與配置》學習的動機和興趣,培養一技之長。
《路由協議與配置》從本質上說是一門實驗課程,理論的建立,都必須以嚴格的《路由協議與配置》實驗為基礎。在觀察和實驗中,需要掌握基本程序和技能,要有嚴謹、求實的態度和勤于思考、尋求規律的探索精神,以及較強的觀察能力、思維能力和操作能力。為了更好地實現《路由協議與配置》實驗教學目標,需要恰當可行的實驗教學模式,即“理論,實驗,實訓,設計”四位一體。理論,即課堂中所學的知識“夠用”即可;實驗,即在學到的理論知識指導下,學會檢測某些《路由協議與配置》數據,學會使用基本的網絡設備,能按一定的要求正確完成《路由協議與配置》實驗操作,分析和處理所得結果;實訓,即與就業崗位緊密接軌的各種實驗;設計,即以現有就業崗位為目標,推進高級應用型人才的培養。[2]
二、《路由協議與配置》實驗教學實施
行動導向是一個教學論方案,它將認知過程與職業活動結合在一起,強調“為了行動而學習,在行動中學習”。教師是學的主導者和協調者,而學生則是學習的主體,學生在學習過程遵循“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”這一完整的行動過程序列,在自己動手的實踐過程中,掌握職業技能、習得專業知識,構建屬于自己的經驗和知識體系。教學的關鍵在于為學生創建“學習情境”,所以主要的教學場所以實訓室為中心,主要的教學組織形式是分組教學,主要教學方法為“理論,實驗,實訓,設計”四位一體。為了有效開展教學,我們根據計算機網絡技術專業特點加強了網絡實訓環境的建設,我院組建了網絡綜合實訓室,該實訓室由5個網絡實驗工作臺組成。這樣的網絡實驗室可以模擬出各種真實的網絡環境,滿足大多數的學習領域課程教學要求。[3]
《路由協議與配置》實驗的教學應由淺入深、循序漸進,由感性認識到理性認識。在教學中,興趣引導式教學是讓學生獲得對《路由協議與配置》的最直接認識、激發學生學習興趣的方法。比如,在講解靜態路由這一知識點時,選舉現實生活中的例子――交通指示牌,既貼近生活,又易于理解。啟發實驗式教學應以問題為驅動、引導學生思考和理解基本理論知識,并設置相關較容易理解并具有一定靈活性的實驗項目幫助學生們消化理論知識,啟發學生積極開動腦筋把理論知識和實踐相結合起來。其特點是強調學生學習的主體作用,實現教師主導作用與學生積極學習相結合;強調理論與實踐相結合,實現書本知識與直接經驗相結合。一般來說,啟發式教學可分為置問、設置場景、解問、反饋與評價等幾個環節。
《路由協議與配置》實驗項目的設置應以導出問題為出發點、以引導學生學習和思考理論知識為目的;簡單的驗證式的實驗難以引發學生思考,達不到啟發式教學的目的。因此,在制定和選擇合適的實驗項目之前, 應當首先確定教學的理論知識點的相應問題,也就是啟發式教學的第一個關鍵環節―――置問。此外,因為不同層次學生的已有知識和理解能力有一定的差異,所以問題的確定也應當按照學生當前的基礎水平來進行;合適的問題才能激發他們解決問題的動機,釋放出他們的活力。在興趣引導式教學階段從學生的表現可以大致了解他們當前具備的基礎,可以由此進行問題的設置。完成了置問后,接著可以選擇合適的實驗來引導學生進行理論知識的學習。在實驗環節需要注意的是實驗場景的設計應當直觀易懂,并且為問題的提出完成順理成章的鋪墊,即具有目標導向性;另外,也要具有一定的彈性,即實驗應當包含盡量多的因素,以適應較多變化,避免出現限制學生思維的消極影響,有彈性的實驗場景也有助于學生提出創造性、研究性課題。在實驗中,可以采取小組實驗的形式。在一個小組中,不同學生將逐漸承擔不同的角色,如對實驗有深入了解的同學不只是自己正確就可以,還需要幫助其他同學共同完成,讓“小先生”的角色功能最大化。通過互動,提高學生之間探討問題的熱情,使他們變被動為主動的進行學習。實驗進行之前,可適當講述一些基本概念和基本原理,但不宜深入,更不能講述完一個章節或幾個章節之后再做實驗,否則很容易引起學生對課程不感興趣甚至厭學。實驗進行完之后,在課堂上應按預先設置的問題和實驗過程詳細展開分層理論模型的講述,在解釋問題的同時讓學生接受相關理論知識。講述完理論知識之后,學生對知識的掌握會由實驗時的感性認識上升到理性認識,此時教師可根據指導過程中觀察到的情況,請有代表性的小組派代表向全班講述本組實驗體會和根據學習的理論知識作總結。教師鼓勵他們大膽表述自己的意見,發揚教學民主并給出及時評價。最后教師針對各代表的報告情況,做出總結性講評。
三、《路由協議與配置》實驗教學模式評價
在實驗教學模式評價中實行以人為本的整體性評價。評價標準開放化,立足社會需求,做到課程標準與職業資格標準的接軌,實現課程標準與學生職業生涯發展的協調。評價主體多元化,不僅有學校和教師的評價,也有學生自評和互評,以及企業、行業的評價。實驗教學模式評價方式綜合化,采用過程性評價、階段性評價和結果性評價相結合,教師評價、學生評價、社會評價相結合。[4]
四、小結
隨著高等職業教育的跨越式發展,教育市場的競爭將日趨激烈,我院以“外語強,技能硬,綜合素質高”為培養目標,只有不斷更新理念,加強對實驗教學體系的改革與創新, 才能培養出適應不斷調整的產業結構的高級技能應用型人才,才能適應經濟社會的發展, 實現辦學目標。
參考文獻
[1] 朱文球,李長云,滿君豐.以就業為導向的IT人才培養實訓教學模式探討[J].福建電腦,2008(11):24-25
[2] 張進松.創新實訓教學模式提升人才培養層次[J].科協論壇,2009(5)
關鍵詞:模擬器;Boson Netsim;Packet Tracer;Dynamips
中圖分類號:TP391.9
對于職業學校來說,《網絡組建》課程是網絡專業的核心課程,課程涉及交換機和路由器的配置。這門課程對于動手能力的要求比較高,所以一般課程的開設都配有網絡實訓室,鑒于現在市場影響力,以及考慮技能大賽的需求,現在學校所配備的交換路由實訓設備多采用銳捷和思科。
雖然學校配備了完善的網絡實訓室,但在實際教學過程中,我們還是感覺到有很多力不從心的地方,比如說多設備互聯的實訓時,如果采用真實設備,所需的設備量是巨大的,這是絕大多數學校無法達到的。而且采用真實設備時,免不了頻繁地接口插拔,會大大縮短接口的使用壽命。經過長時間的摸索,我們現在教學過程采用模擬器和真實設備結合使用的方法,取得了不錯的效果。下面我們就來看一下網絡教學和學習的利器――模擬器。
由于銳捷設備還沒有其相應的模擬器,而銳捷的命令和思科大多數都是一樣的,所以我們在教學過程中所采用的模擬器都是思科模擬器。目前市面的思科模擬器種類比較多,其中比較優秀的和有代表性有:Boson Netsim,Packet Tracer和Dynamips。
1 Boson Netsim
Boson NetSim是一個老牌的、經典的模擬器軟件,可以模擬Cisco路由器和部分交換機,它的操作非常接近于真實環境。與操作真實設備相比,使用它省去了我們制作網線連接設備,頻繁變換CONSOLE線。同時,它的命令也和最新的Cisco的IOS保持一致,它現在可以模擬出Cisco的最高端產品為5002交換機和45系列路由器。使用Boson我們可以搭建任意網絡,PC、交換機、路由器都可被模擬出來,而且它還可以模擬出多種連接(如PSTN、ISDN、PPP等)。
Boson有三部分構成:Boson netsim、Boson Network Designer和Lab Navigator。Boson netsim就是模擬器,所有的實驗都是在Boson netsim中完成的;Boson Network Designer用來自己設計繪制網絡拓撲圖以及網絡實驗,這也是Boson的一大特色;Lab Navigator則是Boson提供的一些比較有代表性的實驗,可以帶著你由淺至深地學習路由器各個方面的應用,是我們學習的好幫手。
雖然Boson的功能非常強大,但它支持的設備有限,命令有限,只能模擬出IOS的命令行,而且BUG很多,所以現在已經漸漸得淡出人們的視線。
2 Packet Tracer
Packet Tracer 是由Cisco公司官方的一個非常優秀的輔助學習工具,它的功能比Boson強大,操作又比Dynamips簡單,所以非常適合網絡設備初學者使用,這也是我們教學過程中使用最多的一款模擬器。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲,并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程,觀察網絡實時運行情況。可以學習IOS的配置、鍛煉故障排查能力。軟件還附帶4個學期的多個已經建立好的演示環境、任務挑戰,目前最新的版本是 Packet Tracer 6.0,路由器的IOS支持到15.1版本,交換機的IOS支持到12.2版本,它支持VPN,AAA認證等高級配置。
圖1 packet tracer運行界面
Packet Tracer模擬器支持大量的設備仿真模型,包括路由器、交換機、無線網絡設備、服務器、各種連接電纜、終端等設備以及各種模塊。這些是一般實驗室無法配置完備的。對于網絡技術的學習者而言,操作這些設備就和使用真機一樣,甚至在安裝模塊時還需要Power Off!
Packet Tracer不能支持IOS的添加,有很多的命令不支持,比如策略路由中的route-map,以及VRRP等命令都不支持,所以他只是一個初學者的工具,對于CNNA的學習者來說,是一個不二的選擇。
3 Dynamips
Dynamips是一個基于虛擬化技術的模擬器,主要用來模擬Cisco的路由器。先說下Dynamips和Boson的區別吧,同為模擬器,Boson模擬出的是IOS的命令行,而Dynamips模擬出的是設備的硬件環境,然后在這個環境中直接運行Cisco的IOS,換句話講,Dynamips模擬出的是真實的路由器,所以它幾乎可以完美地運行Cisco的命令行,并且幾乎所有的命令都可以運行。發展至今,Dynamips已能支持絕大多數的Cisco路由器,但是它并不能模擬換機的功能。
Dynamips是一個純粹的命令行程序,這對于一個初學者來說,操作起來有相當的難度,幸好有許多第三方團體和個人開發了各種Dynamips前端程序來簡化Dynamips的配置過程,其中國內最有影響力的是由中國青島小凡開發的dynamipsgui,一個圖形化的Dynamips配置工具,它不僅整合了思科所有的IOS模擬器,而且還整合了BES以及VPCS。它是一個綜合的模擬器解決方案。
圖2 dynamipsgui配置界面
4 總結
以上是我們在教學過程中接觸比較多的三個模擬器,各有所長,也各有不足之處,綜合來說,如果進行路由實驗,Dynamips是不錯的選擇;但如果進行交換實驗,目前的最佳選擇就是packet tracer;如果只進行一些簡單的CCNA實驗,Boson和packet tracer都可以考慮。
其除了我們上面所提到的三個模擬器以外,思科還有很多優秀的模擬器,比如GNS3也是一個廣受歡迎的模擬器,但無論模擬器功能如何強大,它也只是一個學習和實驗的輔助工具,它不能完全取代真實的路由器和交換機,所以要想真正取得良好的教學和學習效果,一個設備完善的網絡實訓室還是必不可少的。
參考文獻:
[1]黃培花.基于 Boson Netsim構建虛擬網絡實驗環境[J].信息技術與信息化,2009.04
[2]徐佩鋒,趙中營.用packet tracer模擬軟件改進高職計算機網絡實驗教學[J].計算機教育,2008.18
[3]陳慧寧,趙克寶,周學輝.Dynamips模擬器在高職高專院校的應用[J].科技信息,2011.17
摘要:實驗教學是高職計算機網絡課程的重要組成部分,本文結合當前高職計算機網絡課程實驗教學的現狀,提出一種采用Packet Tracer網絡模擬軟件來完成計算機網絡實驗的有效方法。
關鍵詞:計算機網絡;Packet Tracer;模擬;實驗教學
中圖分類號:G642文獻標識碼:B
1高職計算機網絡課程實驗教學的現狀
實驗教學是保證學生實踐能力得到培養和提高的前提,實驗內容的合理設置是保證計算機網絡課程教學效果的關鍵[1]。近年來,隨著辦學條件的改善,不少高職院校投入資金,購置路由器、交換機等高端網絡設備,建設了網絡實訓室,使學生得以有機會接觸物理設備,進行實際操作,從而為培養合格的高級技能型人才,奠定了基礎,邁出了可喜的步伐。
但硬件條件的改善并不意味著教學效果的提升,在實際的教學中,還存在著許多不盡人意的方面,主要表現在:
(1) 由于計算機網絡具有技術更新較快、和廠商聯系緊密、專業性和實踐性較強等特性,目前社會有著相對完善的以生產廠商為主導的認證培訓資源,但這些還沒能和高職教學很好的結合起來。高職網絡技術教學環節中普遍存在的重理論、輕實踐的現象,教學過程中面臨的重視課堂教學而忽視實驗課程的問題等,還沒有徹底扭轉。目前配套的實驗教材非常匱乏,沒有形成完整的實驗體系。
(2) 不少院校雖然建設了網絡實訓室,但投入的經費畢竟有限,且不可能持續的投入,網絡設備數量上欠缺和種類上不可能完整,且某些網絡環境具有不可模擬性,導致利用其進行實驗教學的效果有限且升級困難。實驗過程中對設備的操作頻繁,由誤操作導致的設備損耗等問題也會嚴重地影響實訓室的正常運轉。
(3) 實際網絡設備在使用上的單用戶性,導致實訓室適合于小班化教學,和目前日常的教學組織形式相矛盾,這使得實訓室使用頻率高,但實驗的教學效率極低,雖然可以通過改變教學組織形式或引入實驗管理機制,如“一鍵清”功能等,但無法從根本上解決問題。
(4) 從學生認知規律的角度講,理論與實踐相結合,正確的理論指導正確的實踐,計算機網絡是一門理論性和實踐性均很強的課程,而從理論的掌握到實踐活動的開展,中間需要一個過渡,即學生在進入網絡實訓室進行實驗活動之前,需要作一定的準備,對相應的理論知識要有一定的理解,并且對實驗設備的特征、性質、配置、操作等要有一個總體的掌握,如果沒有這些必要的知識儲備和事先準備工作,學生進入實訓室時,往往表現得無從下手和無所適從,冒然動手,必然帶來誤操作的增多,甚至完全錯誤的操作。
為解決上述問題,近年來在計算機網絡技能培訓領域,普遍采用了引入網絡模擬軟件進行輔助教學的方法,實踐證明,這是一種行之有效的方法。計算機模擬技術的發展,已達到了相當的程度,足于開發出能逼真模擬真實環境的軟件。引入模擬軟件,可以彌補網絡技術教學和學習過程中的許多不足,如在無法接觸實際的物理設備的情況下,仍能開展教學和學習活動;軟件能模擬出盡可能齊全的網絡設備和實驗環境,而這在真實環境下由于受資金和條件的限制不可能完全做到;而且模擬設備不存在損壞問題,能反復進行操作,有效地解決了設備損耗問題;在學生進入實訓室操作實際的物理設備之前,可以對模擬設備進行操作和進行實驗,這樣就很自然地完成了從理論到實踐的過渡。
所以,高職計算機網絡課程的教學,在購置一定的實際網絡設備,建立專用實訓室的同時,輔以網絡模擬軟件構建網絡實訓平臺,充分利用模擬軟件在教學過程中所起的設備替代和教學輔助作用,虛實結合,構建科學完整的計算機網絡課程教學和實訓體系。目前,此類網絡模擬軟件有很多,如NS-2、OPNET Modeler、Matlab、Packet Tracer、Boson Netsim、RouterSim、Sybex Virtual Lab、Flash Lab、CIM、RouteSim、Dynamips GUI等,這些軟件大部分以思科網絡實驗環境和設備為標準。經過實踐和比較,筆者認為Packet Tracer是其中一種功能較為完善的模擬軟件,非常適合于高職計算機網絡課程的實驗教學。本文以利用Packet Tracer 4.11軟件完成兩個廣域網實驗為例,來體驗在網絡實驗教學中引入模擬軟件的優越性。
2packet tracer簡介
Packet Tracer是思科公司為網絡學員認證學習而開發的一套用來設計、配置和排除故障的網絡模擬系統,目前最新版本為5.0。同其他的網絡模擬軟件相比,該軟件:
(1) 支持多協議模型:支持常用協議HTTP、DNS、TFTP、Telnet、TCP、UDP、Single Area OSPF、DTP、VTP和STP,同時支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Frame Relay、PPP、HDLC、inter-VLAN routing和ICMP等協議模型。
(2) 支持大量的設備仿真模型:路由器、交換機、無線網絡設備、服務器、各種連接電纜、終端等,還能仿真各種模塊,這在實際實驗設備中是無法配置齊全的。對設備均提供圖型化和終端兩種配置方法,各設備模型均有可視化的外觀仿真。
(3) 支持邏輯空間和物理空間的設計模式:邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構的實現;物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置。
(4) 可視化的數據報表示工具:配置有一個全局網絡控測器,可以顯示仿真數據報的傳送路線。
(5) 數據報傳輸采用實時模式和仿真模式,實時模式與實際傳輸過程一樣,仿真模式通過可視化模式顯示數據報的傳輸過程,使用戶能對抽象的數據的傳送具體化。
以上這些特點保證了利用Packet Tracer軟件可以方便快捷地進行網絡組建、設備配置、協議測試等網絡技術實驗[2]。
3在packet tracer中實現的廣域網實驗
3.1實例1――點到點幀中繼實驗
實驗連接圖形見圖1。
實驗內容和要求:利用一個云圖連接兩個路由器(Router0和Router1),實現幀中繼連接,兩路由器間能互相訪問。
具體配置過程:
(1) 在packet tracer 4.11中,拖入兩個2620XM路由器和一個Cloud-PT云圖,分別點擊兩個路由器,為它們各增加一個WIC-2T模塊,然后使用Serial DTE連接線按圖1所示把設備連接起來。注意連接線的方向,其中一根線的同步時鐘(rate)在云圖端,則另一根線的同步時鐘使之在路由器端。
(2) 對路由器Router0的配置如下:
Router>en
Router#conf t
Router(config)#hostname Router0
Router0(config)#int s0/1
Router0(config-if)#ip address 192.168.10.209 255.255.255.252
Router0(config-if)#encapsulation frame-relay
Router0(config-if)#frame-relay map ip 192.168.10.210 56 broadcast cisco
Router0(config-if)# clock rate 56000
Router0(config-if)#exit
Router0(config)#router rip
Router0(config-router)#version 2
Router0(config-router)#network 192.168.10.0
Router0(config-router)#end
(3) 對路由器Router1的配置如下:
Router>en
Router#conf t
Router(config)#hostname Router1
Router1(config)#int s0/0
Router1(config-if)#ip address 192.168.10.210 255.255.255.
252
Router1(config-if)#encapsulation frame-relay
Router1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.10.209 99 broadcast cisco
Router1(config-if)#exit
Router1(config)#router rip
Router1(config-router)#version 2
Router1(config-router)#network 192.168.10.0
Router1(config-router)#end
(4) 對云圖的配置如下:
點擊云圖,選擇進入配置(config)頁面,在左邊的設置項目欄中,分別點擊INTERFACE下的Serial0和Serial1,設置Serial0的DLCI為56,Name為to-s0,點擊Add按鈕載入;設置Serial0的DLCI為99,Name為to-s1,點擊Add按鈕載入,如圖2所示。然后點擊項目欄中的Frame Relay項,設置為Serial0和Serial1互相連接,點擊Add按鈕載入,如圖3所示。
(5) 實驗測試,如圖4所示,Router0和Router1已能互通。
上述實驗中加入一個云圖的目的,是使之更符合實際廣域網的環境,這在實訓室中是無法做到的,也就更有利于加強學生對有關概念的理解和掌握。
3.2實例2――dsl modeml連接實驗
實驗連接圖形,見圖5。
實驗內容和要求:利用一個DSL-Modem和一個云圖,連接網絡,模擬遠程撥號通信,使兩臺遠程主機能互相通信。
具體配置過程:
(1) 在packet tracer 4.11中,拖入一個DSL-Modem和一個云圖,DSL-Modem-PT默認有兩個接口(port0和port1),port0為RJ-11接口,port1為RJ-45接口,用phone連接線將兩者連接,DSL-Modem端接port0,云圖端接Modem4。再拖入一臺2950T交換機和兩臺PC,連線如圖5所示,云圖和交換機間用copper cross-over線相連,云圖端接eth6,交換機端接fa0/1。PC0和DSL-Modem-PT直接用copper straight-through相連,DSL-Modem-PT端接port1。
(2) 分別設置兩臺PC的IP地址如圖5所示。
(3) 對云圖作設置如下:
點擊云圖,選擇進入配置(config)頁面,在左邊的設置項目欄中,點擊INTERFACE下的Ethernet6,保證右邊Provider Network選項為DSL,如圖6所示。然后點擊項目欄中的DSL項,設置為Modem4和Ethernet6互相連接,點擊Add按鈕載入,如圖7所示。
(5) 實驗測試,如圖8所示,PC0和PC1已能互通。
為了簡化問題,上述遠程通信的兩臺PC的IP地址在同一個網段中,可以進一步修改實驗,加入路由交換機制,使不在同一網段的主機也能相互通信,請讀者自行實現。
通過上述兩個實例,利用模擬網絡實訓平臺進行案例教學,效果直觀,學生印象深刻。用該平臺做的路由交換實驗,對于學生理解靜態路由、動態路由協議、DTE/DCE設備等概念都有很大幫助。
Packet Tracer軟件還自帶了許多任務和實例,可以在深度和廣度上對知識進一步拓展。使用該平臺,可以明顯提高學生的學習興趣,學習過程由被動接受知識變為主動思考、驗證、解決問題的過程。學生通過自己設計案例,會發現更多的問題和規律,從而觸類旁通,舉一反三,取得良好的學習效果。
4總結
將實際網絡實訓室和Packet Tracer網絡模擬平臺相結合,有效地解決了高職院校實踐實訓中資金和設備的短缺問題, 通過模擬平臺使學生能得到充分的網絡技術訓練, 同時又能通過實際設備增加對網絡的感性認識。由于PacketTracer4.11在設備選擇方面的靈活性,將有效地提高教學效果,節約學校的設備投入,具有廣泛的推廣價值。
參 考 文 獻
[1] 任曉鵬,李偉華. 基于Packet Tracer構建虛擬網絡實訓平臺[J]. 中國職業技術教育,2006,(27):44-46.
[2] 堯有平. 基于Packet Tracer 4.11構建仿真網絡實訓平臺[J]. 福建電腦,2008,(5):143-144.
[3] 程勇軍. 利用模擬軟件改進中高職網絡實驗教學的探討[J]. 廣州廣播電視大學學報,2008,(2):52-55.
關鍵詞:VRRP;冗余備份;核心交換機
中圖分類號:TP393.18 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2011) 18-0000-02
The Application of VRRP Technology in Campus Network Sun Jiashui
(The Overseas Chinese Vocational School,Guangzhou 510500,China)
Abstract:In order to avoid the massive paralysis of campus network caused by the core switch breakdown.This paper,from the view of VRRP protocol and its working principle,describes the redundancy backup for the three layer core switch in the school network center rooms,and studies the configuration method based on the SVI VRRP,thereby enhancing the school’s quality of network service.
Keywords:VRRP;Redundancy backup;Core switch
一、引言
隨著學校信息化建設的推進,目前我校運行在信息網絡上的信息系統包括辦公自動化系統、學生管理信息系統、教務管理信息系統、財務管理系統、固定資產管理系統、學生就業信息系統、招生信息系統及學校門戶網站等諸多關鍵業務系統。學校各信息系統的建設必須切實保證和落實系統的各項安全保護措施,特別是核心網絡設備的安全性,需要各種網絡技術來保障網絡的穩定,因此在學校網絡中心機房設計冗余線路,實現接入層交換機和核心交換機的設備、線路的冗余連接并實現負載均衡。
二、VRRP技術原理概述
VRRP是一種容錯協議,它通過交互報文的方法將多臺物理路由器模擬成一臺虛擬路由器,網絡上的主機與虛擬路由器進行通信。一旦VRRP組中的某臺物理路由器失效,其他路由器自動將接替其工作,從而保持通訊的連續性和可靠性。
在VRRP協議中,有VRRP路由器和虛擬路由器,VRRP路由器是指運行VRRP的路由器,是物理實體;虛擬路由器是指由VRRP協議所創建的邏輯路由器,一組VRRP路由器協同工作,共同構成一臺虛擬路由器。該虛擬路由器對外表現為一個具有唯一固定IP地址和MAC地址的邏輯路由器。
處于同一個VRRP組中的路由器具有兩種互斥的角色:主控路由器(Master)和備份路由器(Backup),一個VRRP組中有且只有一臺處于主控角色的路由器,可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。主控路由器就是在VRRP組實際轉發數據包的路由器,備份路由器就是在VRRP組中處于監聽狀態的路由器,一旦主控路由器出現故障,備份路由器就開始接替工作。
三、VRRP配置及應用
我校把網絡中心機房的兩臺核心交換機配置成路由冗余備份,以圖書館和實訓樓為例,VRRP協議運行在我校網絡中心機房的兩臺RG-S3760交換機上,兩臺交換機分別為NRC1和NRC2;圖書館和實訓樓的接入層采用兩臺RG-S2126G交換機,分別為TSG和SXL。圖書館建有2個VLAN,分別為VLAN10和VLAN20,實訓樓也建有2個VLAN,分別為VLAN30和VLAN40。各VLAN都具有網關冗余性,因此針對不同的VLAN建立多個VRRP備份組,以實現各VLAN網段的網關冗余以及負載均衡。
通過把不同的VLAN的VRRP Master分別歸屬于核心交換機1和核心交換機2,可以有效地做到負載均衡。如表一所示。
(一)VRRP的配置
根據圖1所示,為實現多個VRRP備份組,兩臺核心交換機配置如下:
1.將交換機NRC1劃分到VRRP組10中,并配置較高優先級120,從而成為VRRP組10中的Master:
NRC1 (config)#interface VLAN 10
NRC1 (config-if)#vrrp 10 priority 120
NRC1 (config-if)#vrrp 10 ip 192.168.10.254
2.將交換機NRC1劃分到VRRP組11中,優先級默認為100
NRC1 (config-if)#vrrp 11 ip 192.168.10.253
NRC1 (config-if)#exit
3.將交換機NRC1劃分到VRRP組20中
NRC1 (config)#interface VLAN 20
NRC1(config-if)#vrrp 20 ip 192.168.20.254
4.將交換機NRC1劃分到VRRP組21中,并配置優先級為120
NRC1(config-if)#vrrp 21 priority 120
5.將交換機NRC1劃分到VRRP組21中
NRC1(config-if)#vrrp 21 ip 192.168.20.253
NRC1 (config-if)#exit
6.將交換機NRC1劃分到VRRP組30中,配置優先級為120
NRC1 (config)#interface VLAN 30
NRC1 (config-if)#vrrp 30 priority 120
NRC1 (config-if)#vrrp 30 ip 192.168.30.254
7.交換機NRC1劃分到VRRP組31中
NRC1 (config-if)#vrrp 31 ip 192.168.30.253
NRC1 (config-if)#exit
8.將交換機NRC1劃分到VRRP組40中
NRC1 (config)#interface VLAN 40
NRC1 (config-if)#vrrp 40 ip 192.168.40.254
9.將交換機NRC1劃分到VRRP組41,并配置優先級為120
NRC1 (config-if)#vrrp 41 priority 120
NRC1 (config-if)#vrrp 41 ip 192.168.40.253
10.交換機NRC2與NRC1相對應,VRRP配置如下
NRC2 (config)#interface VLAN 10
NRC2 (config-if)#vrrp 10 ip 192.168.10.254
NRC2 (config-if)#vrrp 11 priority 120
NRC2 (config-if)#vrrp 11 ip 192.168.10.253
NRC2 (config-if)#exit
NRC2 (config)#interface VLAN 20
NRC2 (config-if)#vrrp 20 priority 120
NRC2 (config-if)#vrrp 20 ip 192.168.20.254
NRC2 (config-if)#vrrp 21 ip 192.168.20.253
NRC2 (config-if)#exit
NRC2 (config)#interface VLAN 30
NRC2 (config-if)#vrrp 30 ip 192.168.30.254
NRC2 (config-if)#vrrp 31 priority 120
NRC2 (config-if)#vrrp 31 ip 192.168.30.253
NRC2 (config-if)#exit
NRC2 (config)#interface VLAN 40
NRC2 (config-if)#vrrp 40 priority 120
NRC2 (config-if)#vrrp 40 ip 192.168.40.254
NRC2 (config-if)#vrrp 41 ip 192.168.40.253
(二)驗證測試
使用show vrrp brief 來驗證配置。
NRC1#show vrrp brief
Interface Grp Pri timer Own Pre State Master addr Group addr
VLAN 10 10 120 9 - P Master 192.168.10.1 192.168.10.254
VLAN 10 11 100 9 - P Backup 192.168.10.2 192.168.10.253
VLAN 20 20 100 9 - P Backup 192.168.20.2 192.168.20.254
VLAN 20 21 120 9 - P Master 192.168.20.1 192.168.20.253
VLAN 30 30 120 9 - P Master 192.168.30.1 192.168.30.254
VLAN 30 31 100 9 - P Backup 192.168.30.2 192.168.30.253
VLAN 40 40 100 9 - P Backup 192.168.40.2 192.168.40.254
VLAN 40 41 120 9 - P Master 192.168.40.1 192.168.40.253
從show命令輸出結果可以看到,交換機NRC1在VRRP組10、21、30、41中狀態為Master,在VRRP組11、20、31、40中狀態為Backup。
NRC2#show vrrp brief
Interface Grp Pri timer Own Pre State Master addr Group addr
VLAN 10 10 100 9 - P Backup 192.168.10.1 192.168.10.254
VLAN 10 11 120 9 - P Master 192.168.10.2 192.168.10.253
VLAN 20 20 120 9 - P Master 192.168.20.2 192.168.20.254
VLAN 20 21 100 9 - P Backup 192.168.20.1 192.168.20.253
VLAN 30 30 100 9 - P Backup 192.168.30.1 192.168.30.254
VLAN 30 31 120 9 - P Master 192.168.30.2 192.168.30.253
VLAN 40 40 120 9 - P Master 192.168.40.2 192.168.40.254
VLAN 40 41 100 9 - P Backup 192.168.40.1 192.168.40.253
從show命令輸出結果可以看到,交換機NRC2在VRRP組10、21、30、41中狀態為Backup,在VRRP組11、20、31、40中狀態為Master。
四、總結
VRRP協議是網絡中一個很重要的協議,在許多的實際建網中經常運行該協議。特別是在網絡的核心層,提供兩臺核心交換機,并采用VRRP協議使其相互冗余和負載均衡。VRRP最好與生成樹協議一起使用,接入層交換機通過MSTP協議,再通過雙鏈路連接至兩臺核心交換機,采用MSTP協議可以自動阻塞其中一個端口,從而保證網絡中不會出現環路,避免產生廣播風暴。
通過在網絡中心機房配置VRRP,提高了我校信息網絡的可靠性,提升了信息網絡的性能,目前學校整個網絡安全穩定運行。
參考文獻:
[1]嚴華.VRRP技術在校園網中的應用[M].福建電腦,2007,12:162
[2]俞黎陽,張衛,強志成.計算機網絡工程實驗教程[M].北京:清華大學出版社,2008
[3]殷煥炯.淺析VRRP的作用與實施[J].北京電力高等專科學校學報:社會科學版,2011,28(12):28-29
【關鍵詞】教學改革;任務驅動式教學法;小組教學法;實訓教學
0 引言
《路由器與交換機配置》課程是高職計算機網絡技術專業的核心課程,是培養學生職業技能的重要課程。這門課程作為計算機網絡基礎課程的延續和深入,深刻體現了網絡工程中的實踐內容,最能體現學生職業技能,因此探討該課程在教學中反映出來的問題,對于建立合理的課程教學設計,培養合格的網絡技術人才,意義重大。通過幾年來先后承擔了計算機網絡基礎、局域網組建等高職專業的路由器和交換機教學任務,在教學過程中發現,高職學生由于普遍認為路由器和交換機配置課程枯燥難學、操作要求高,學生的畏學、厭學情緒使得教學過程困難重重。本文就采取哪些教學方法來組織《路由器和交換機配置》課程的教學進行深入的探討。
1 《路由器與交換機配置》教學現狀與存在的問題
由于目前高職學生的理論基礎薄弱,知識面窄,尤其是社會對高職院校的學生存在一定偏見,導致學生學習積極性普遍不高,教學效果可想而知。路由器和交換機配置是計算機網絡基礎的后續課程。在教學時往往發現學生掌握的情況并不理想。路由器和交換機配置采用字符式命令,并且系統都是英文系統,高職學生對字符式命令記憶缺乏熱情,同時英語基礎知識不足,又不喜歡做筆記,學習效果可想而知。
在教學方法和課程體系結構設計上,目前大部分高職院校仍采用傳統的教學方法,課程內容也沿用傳統的課程體系結構,即將課程簡單地分為理論課程和上機實踐課程兩部分。這樣設置課程體系結構的直接結果是:因為該課程實踐性強,在理論課程中,學生對理論掌握得一知半解,無法將學到的理論及時應用于實踐,掌握得不牢固;在上機實踐課中,由于對理論知識理解掌握不透徹,對于實訓內容無從下手,學生只是簡單地照著課本進行配置命令的敲打,無法達到掌握實踐的技能水平。
在課程講授上,教師通常比較注重課本內容,往往認為學生只要掌握課本的內容便具備了組建網絡、管理網絡的能力,因而不重視課程結構設計;而實際上課程結構是影響職業能力形成的重要因素,知識的組織方式是影響知識能否被很好地吸收及運用的決定性因素。
針對《路由器與交換機配置》課程教學存在的上述問題,本文將對《路由器與交換機配置》課程的教學方法進行了一些改革。
2 《路由器與交換機配置》課程教學改革創新
2.1 用任務驅動式教學法完成每堂課的教學過程
我們傳統教學模式采用的是講授法進行教學,采用的是老師講,學生聽的方法,時間一長,自然會造成學生上課開小差,注意力不集中的情況,無論教師在講臺上講得是多么的認真、投入,也無法激起學生的學習熱情。而任務驅動式教學法是充分讓學生積極、主動參與到課堂教學當中來,由老師布置相關學習任務,將班級分成若干個小組.每個小組必須在規定時間內完成布置下去的任務,并由每個小組派一個代表進行任務完成時的發言.然后比較各小組完成的情況,最后由老師進行總結、點評,如靜態路由的配置、動態路由協議的配置,訪問控制列表ACL的配置等等。
首先,要做好教學任務的引入,在上課一開始就提出一個令人好奇的任務。由學生去主動思考這個任務到底是應該如何完成的,結合最新的網絡硬件設備進行教學。
其次,創設好情境,布置了學生比較感興趣的任務之后,學生一般對帶著問題去思考,并在任務的驅動下對老師所提出的任務充滿了求知欲望,因此會想方設法去求證問題的答案。這樣一來,就激發了學生的強烈的學習興趣,活躍了課堂氣氛,也使老師和學生能打成一片,學生與老師的互動也多了,對于學生不能解決的問題。學生們會很認真聽取老師的意見和具體的操作方法.學生對正確的方法會用實驗來檢驗結果是否正確,從而達到好的教學效果。
2.2 用小組教學法提高學生的動手實踐能力
小組教學法是在任務驅動式教學實踐過程中的一種組織形式,通常以3至5名學生組成一個任務組,確定一個組長。由組長負責把任務分成多個子任務,然后分配給組內的各個學生。小組教學法模擬案例的項目組,讓學生真切地體驗到工作現場的氣氛,能更好地激發學生的學習熱情,提高學生的自覺性,讓學生更積極主動地參加學習實踐,從而掌握任務中涉及的知識點。
3 結束語
高職院校路由器與交換機配置教學設計是否成功,關鍵在于教學內容的設計和教學方法的使用,本文對目前的教學現狀提出以實踐動手為主的任務驅動教學和分小組教學的教學方法,在一定程度上解決了本課程在教學中存在的問題。為提高路由器與交換機配置的教學質量,培養優秀的網絡技術專門人才,提供參考。
【參考文獻】
[1]李建新.《組網技術與網絡管理》課程教學改革探討[J].福建電腦,2013,29(03).
[2]陳永海.任務驅動式教學法在高職院校《網絡管理員》課程的教學改革探討[J].職教論壇,2013(07).
關鍵詞:計算機網絡;教學改革;一體化教學;軟件仿真實訓
一、引言
《計算機網絡》的理論知識相對比較枯燥,抽象。學生在學習理論時單純學習理論,導致理論的學習很難達到預期的效果,理論的同時不能動手做實驗,導致理論與實踐脫節,學生對理論學習比較排斥,在做實驗的階段無法有效地將已學理論和實驗結合起來。尤其是我校是中職院校,學生們學習理論知識相對比較困難,這就迫使我們必須在教學方面有所改革,根據教學目標和我校現有條件,利用學校機房實施理論和實踐一體化教學,每次上課既講理論又做實驗,利用PPT課件中的圖像、動畫手段深入淺出地講解網絡理論知識,使得理論的學習易于理解,應用機房計算機硬件、虛擬機和其他仿真軟件進行實踐教學,提高了學生的實踐動手能力,反過來促進了理論教學。
二、理論知識的學習通過制作簡明易懂且形象生動的PPT教學課件,充分利用動畫,圖像手段講解
《計算機網絡》課程中有許多理論知識比較抽象,如果沒有動畫,圖像,憑空理解起來很困難,如數據通信基礎理論、網絡體系結構、網絡協議、路由原理與技術等,學生不易理解和掌握。為了將抽象的理論講明白,必須認真準備教學課件,做到簡明易懂,只講授其中最核心的理論知識,同時充分利用圖像和動畫手段將抽象的理論變成動態的畫面。例如,在當講到數據通信基礎理論的交換技術時,學生對三種交換技術(電路交換、報文交換和分組交換)不易理解,我就把這電路交換,報文交換和分組交換技術制作成動畫形式,改善了教學效果。可以用動畫將電路交換分為三個階段:建立電路、利用電路傳輸數據和釋放電路,課件能生動地反映這三個階段;報文交換不需要建立電路,但每個數據文件可作為一個報文整體進行路由尋址,通過中間的交換節點進行存儲轉發,直至最終到達目的地,利用動畫課件能形象地展示整個過程;分組交換與報文交換相似,只是將報文分成了多個數據片段(稱為分組或包),通過中間的交換節點進行存儲轉發,有數據報和虛電路兩種方式,純粹理論講授學生恨難理解,甚至會讓學生感覺這個課程恨難學,以至于厭學,對這么課程失去興趣。通過動畫課件的教學,學生基本能理解這三種交換技術,有效地提高了教學效果。
三、利用學校機房,實現一體化教學,理論講解與硬件實驗、軟件仿真實訓相結合,提高學生的實踐能力,使學生掌握網絡組建、配置和維護技能
一、計算機網絡課程的現狀分析
計算機網絡課程的特點是實用性強、趣味性大、應用廣泛,但在理論中去認知本課程相關知識時,又是一門邏輯性強、結構嚴謹的學科,中職網絡實訓課程的相關案例,與學生的生活和實際應用相差很遠,聯系實際不多,導致“學了用不了、用到沒有學”的觀點盛行。雖然現行的教材也看到了這一點,出現了不少新的實訓案例,但大多是為教學而設計的,缺少應用在工作、生活中的親身體驗,無法激起學生的興趣,況且操作上需要有較強的理論指導的基礎,容易使學生產生畏難情緒。
目前,國內中職學校研究較多的是網絡課程課堂教學方法的創新和改革,針對專業特色的教學內容、實用性的實訓案例研究較少。中職計算機網絡課程的教材一般直接采用高等教育出版社出版的,而這些教材主要面向高等院校的學生,理論性知識較多,內容抽象,專業性強,較難理解,與教材配套的實訓案例也是建立在對理論知識的理解才能靈活操作的基礎之上。中職學生的年齡和知識結構的特點導致對現有的網絡課程的學習困難重重,能夠動手的實訓案例較少,畢業出去的學生“學與用”的環節脫節較大。
二、組建新的網絡實訓案例,提高課堂案例的實用性
通過深入了解網絡技術在企業中的應用情況,利用現有的教學資源組建具有創新性、趣味性同時又有較強實用性的網絡實訓案例,拓展學生思維,引導學生思考和創新,從而提高學生的職業技能。在網絡課程教學中,增加了以下5個實訓案模塊:
1.利用SecureCRT技術實現局域網的內網與外網的自由切換;
2.VPN專用通道技術及其在企業中的應用;
3.極域電子教室管理系統是如何被破解的,反破解的方法及其技術手段;
4.無線路由、AP、AC等設備的配置,軟路由在網絡安全配置中的應用;
5.網絡監控軟件是如何監察客戶端的軟件運行情況。
三、實訓案例的實施過程
1.組建實訓案例的實驗拓撲圖
組建合適實驗拓撲圖對網絡實訓案例的實施非常重要,一個明了、簡潔的拓撲圖不但可以讓學生快速明白實驗意圖,而且對實驗過程中產生的故障能快速地排除,大大提高了課堂的學習效率。
在實施第一個實訓模塊――利用SecureCRT技術實現局域網的內網與外網的自由切換時,沒有畫一個實驗總體的拓撲圖,經過分析講解,學生雖然也能完成實驗,但之后學生馬上又問,老師,我們不知道在做什么?幾位聽課的老師也提出建議,要有一個拓撲圖。經過思考,在本模塊中添加了如下的拓撲圖:
根據上面的拓撲圖,學生就能清楚知道他們的實驗目的,就是分別是通過組1到組4的電腦來遠程操作交換機1和交換2,實現對測試機1到測試機4的內網與外網的自由切換。通過此拓撲圖,可以讓學生有了對此實驗全局把控的能力。
2.有效安排學生進行個體實驗和分組實驗
網絡的實訓案例往往要依托網絡設備,中職計算機專業的學生在專業素質的差異也是相當大的,讓動手能力強的、理解能力較快的學生與反應較慢的學生互相搭配也是我的分組方法之一。但分組實驗也有個缺點,部分慵懶的學生會認為反正天塌下來總有高個子頂著,會做的同學做完了,他也完成了任務,達不到先進幫后進的結果。老師對每一個具體的對象完成的任務無法做出具體的評判。
在“利用SecureCRT技術實現局域網的內網與外網的自由切換”的實驗中,我對分組實驗進行了改良,分組之前先進行個體實驗。本次實驗,用了兩臺交換機,共有48個端口,班上的36位學生每位分配一個端口,端口號與學生的座位號建立聯系,實驗開始后,教師通過教師機來查看每一位學生的實驗效果,把結果廣播給學生,并對有出錯的引導大家一起思考,尋找錯誤的原因。個體實驗完成之后,再分組進行驗證,真正體驗內網與外網自由切換的樂趣。
3.整合資源,推進實訓案例的成功完成
VPN專用通道技術,是大型企業中被廣泛應用的一項技術,企業員工無論是在家里或在出差,都可以通過VPN專用通道,進入到企業內部網絡中,獲取相關資源,及時處理一些數據。網絡課程里也有VPN技術的介紹,但相對抽象,與實際應用還差一截。在此實訓案例中,老師先在學校的路由器上,建立一個VPN服務器,設置了幾戶賬號和密碼,學生在家里建立一個VPN的客戶端,通過VPN服務器,進入學校內網,上傳和下載學生作業,實現資源的有效整合。
4.挖掘學生的興趣點,引導到實訓案例中
極域電子教室管理系統,是一個被許多學校應用在電腦機房的一個軟件,通過這個軟件,老師可以廣播整個操作過程、分發資料,查看學生的學習狀態,學生也可以輕松地提交作業,是個機房教學的好幫手。但是這么好的一個軟件,也有它的漏洞,部分不愛學習的學生,總能找到破解它的方法,然后在上課過程中,強行斷開廣播,玩游戲去了。機房管理人員也對學生的破解方法進行了研究,采取了一些預防方法,但終究收獲不大。
“道高一尺、魔高一丈”困境中,我們把此系統的漏洞和不足,直接展現在學生面前,學生給出了很多破解方法,老師引導學生去分析探討這些破解方法,探索修補這些軟件漏洞,引起了他們的思考,大大激發他們的學習興趣。
5.銜接新技術,實現課堂案例與企業應用無縫對接
近年來,智能手機已完全普及,CMDU、CMCC等無線WIFI線號已覆蓋整個校園,無線WIFI的無縫鏈接、云技術等新網絡技術走進我們的生活,無線路由、AP、AC等設備的配置,軟路由在網絡安全配置中的應用已成為銜接新技術,實現課堂案例與企業應用無縫對接非常重要的一個技術環節。
四、新實訓案例對網絡課堂教學產生的影響
1.學生對網絡課程產生了極大的興趣,課堂參與度大大提高
新實訓案例,是與生活、工作息息相關的,所以學生表現出極大的興趣,課堂參與度明顯提高。據初步統計,計算機專業的學生在課堂完成網絡的作業率由原來的不足30%提高到現在的70%。
2.學生成為課堂的主角,改變他們只是被動聽課的地位
極域系統的破解和反破解,來自學生不想聽課的目的。原本老師禁止他們去破解此系統的漏洞,免得斷開教師端,干擾正常教學的秩序。現在老師反其道而行之,鼓勵他們破解、找出其中的漏洞,同時也鼓勵他們找出反破解的方法,教師在其中只是起了引導、總結的作用,讓學生成為課堂的真正主角,為學生的主動學習提供了動力。
3.促進教師走進企業,了解企業網絡技術的應用,使教學案例更接地氣
關鍵詞:校園網;單鏈路;多鏈路
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)08-1779-03
新世紀的到來,教育領域也已迎來新的發展和挑戰,目前教育正向信息技術和多媒體應用為主,以尖端的信息技術來補充傳統課程和教學方式的不足。校園網作為連接學生、老師、科研人員和管理人員的中樞神經,在實際的教學和日常工作中已經成為必不可少的學習工作平臺,校園網網絡穩定性和高效性將直接影響學校日常辦公。
1本校區校園網說明
1.1目前,本校區網絡結構為樹狀結構
1)校園網互聯網出口為單鏈路出口,廣電光線接入,共享百兆帶寬;
2)局域網網絡設備共三臺交換機,1臺核心交換機,負責校園網數據轉發,另外兩臺交換機分別負責辦公區與電教室網絡接入;
3)網絡拓撲如下圖:
1.2業務功能
辦公區主要進行日常辦公活動使用;
教學區主要為電教機房為主,主要從事網絡教學和省圖書館電子圖書閱覽使用。
1.3數據類型
辦公區日常辦公業務,如高考報名、學生學籍管理、申請貧困生國家資助等;阿帕比電子圖書閱讀系統客戶端,用于瀏覽省圖書館電子圖書。
1.4單鏈路出口的弊端
由于本校區為單互聯網出口,網絡鏈路質量不太穩定有線掉線現象,如此鏈路出現故障將直接影響到學校的工作效率。
1.5單鏈路弊端解決方案
目前主流校園網均采用多條鏈路互聯網出口,所以多鏈路是解決單鏈路較為實用和理想的方法。
增加互聯網出口網絡設備。網絡設備的增加,也可使內網數據定向流出,合理分擔網絡鏈路壓力,從而避免網絡擁塞、延遲過大等問題。
2多鏈路及數據分流實現機制
由于本校區目前設備無法滿足多鏈路的要求,需增加網絡設備(防火墻或路由設備),安全考慮建議采用防火墻。
2.1防火墻介紹
2.1.1防火墻概念
防火墻指的是一個由軟件和硬件設備組合而成、在內部網和外部網之間的界面上構造的保護屏障。使Internet與Intranet之間建立起一個安全網關(SecurIty Gateway),從而保護內部網免受非法用戶的侵入。
2.1.2功能
1)過濾掉不安全服務和非法用戶
2)控制對特殊站點的訪問
3)提供監視Internet安全和預警的方便端點
2.1.3網絡安全的屏障
防火墻(作為阻塞點、控制點)可極大地提高一個內部網絡的安全性,并通過過濾不安全的服務而降低風險。只允許需要應用協議通過防火墻,防火墻可以保護網絡免受基于各種的擊。
2.1.4強化網絡安全策略
通過以防火墻為中心的安全方案配置,能將所有安全軟件(如口令、加密、身份認證、審計等)配置在防火墻上。與將網絡安全問題分散到各個主機上相比,防火墻的集中安全管理更經濟。
2.1.5對網絡存取和訪問進行監控審計
如果所有的訪問都經過防火墻,防火墻將會記錄下這些訪問并作出日志記錄,同時也能提供網絡使用情況的統計數據。當發生可疑動作時,防火墻能進行適當的報警,并提供網絡是否受到監測和攻擊的詳細信息。
2.1.6防止內部信息的外泄
通過利用防火墻對內部網絡的劃分,可實現內部網重點網段的隔離,從而限制了局部重點或敏感網絡安全問題對全局網絡造成的影響。
2.1.7優點
1)防火墻能強化安全策略。
2)防火墻能有效地記錄Internet上的活動。
3)防火墻限制暴露用戶點。
4)防火墻是一個安全策略的檢查站。
2.2數據分流實現機制
目前實現數據分流的主要方式為采用靜態路由。
2.2.1靜態路由概念
靜態路由是指由手動配置的路由信息。當網絡的拓撲結構或鏈路的狀態發生變化時,需要手動去修改路由表中相關的靜態路由信息。
2.2.2靜態路由優點
靜態路由的一個好處是網絡安全保密性高。動態路由因為需要路由器之間頻繁地交換各自的路由表,而對路由表的分析可以揭示網絡的拓撲結構和網絡地址等信息。因此,網絡出于安全方面的考慮也可以采用靜態路由。
2.2.3靜態路由缺點
大型和復雜的網絡環境通常不宜采用靜態路由。一方面,網絡管理員難以全面地了解整個網絡的拓撲結構;另一方面,當網絡的拓撲結構和鏈路狀態發生變化時,路由器中的靜態路由信息需要大范圍地調整,工作的難度和復雜程度非常高。
2.2.4靜態路由配置說明
Ip route X.X.X.X(目的IP地址或者IP段) 255.255.255.0(目的地址子網掩碼)Y.Y.Y.Y(本地下一跳網關地址)ZZ(度量值)
靜態路由解釋:將要訪問目的IP地址為X.X.X.X數據流向指定經流Y.Y.Y.Y地址到達。
度量值說明:度量值代表距離。用來尋找最優路由。
2.2.5默認路由
默認路由是一種特殊的靜態路由,指的是當路由表中與包的目的地址之間沒有匹配的表項時路由器能夠做出的選擇.如果沒有 默認路由,那么目的地址在路由表中沒有匹配表項的包將被丟棄。
默認路由和靜態路由的命令格式一樣。把目的地Ip和子網掩碼均改成0.0.0.0。
以中國電信為例,靜態路由配置:
Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 X.X.X.X(電信下一跳網關地址) 20
Ip route A.A.A.A(廣電IP地址段1)子網掩碼C.C.C.C(廣電下一跳網關地址)10(度量值
.Ip route Z.Z.Z.Z(廣電地址段N)子網掩碼C.C.C.C(廣電下一跳網關地址) 10
本校區多鏈路實現網絡拓撲:
參考文獻:
[1 ]畢燁.防火墻技術及應用教程[M].北京:清華大學出版社,2010.
[2 ]孫秀英,朱祥賢.路由交換技術實訓教程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2009
[3]沈海娟.路由與交換[M].杭州:浙江大學出版社,2012.