網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗教學

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一、網(wǎng)絡(luò)工程實驗存在的問題

網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學為提升網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學生動手和操作能力服務(wù)，也是將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為生成力的重要途徑，其重要性不言而喻。但由于地方本科院校的條件限制，存在著如下的問題:

1．無法進行復雜網(wǎng)絡(luò)實驗。

由于經(jīng)費有限，沒有復雜網(wǎng)絡(luò)實驗的設(shè)備，造成實驗停留在驗證階段，無法提升研發(fā)與應(yīng)用能力。

2．設(shè)備有限、共享程度低、維護成本高、效率低。

學生人均占據(jù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備很低，無法滿足同時一個班實驗的要求，實驗要分組多次進行，效率低下，且實驗無法多次重復進行。

3．對設(shè)備有害。

如果學生對設(shè)備操作不規(guī)范或一些破壞性的使用，造成設(shè)備故障，維護費用高。

4．更新慢。

設(shè)備陳舊，難以勝任實驗，且更新成本過高，不能滿足與技術(shù)與時俱進。5．實驗效果不明顯。目前網(wǎng)絡(luò)實驗脫節(jié)于市場需要，學生興趣不高。地方本科院校的網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學，必須直面以上問題，加以研究和實踐，以期探索出有效的網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學模式。經(jīng)過研究和實踐，依托網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗?zāi)茉谝欢ǔ潭壬辖鉀Q或減輕上述問題，適應(yīng)地方院校的實際。

二、網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗教學的研究與實踐

網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗是指利用計算機軟件模擬出網(wǎng)絡(luò)實驗所需的實驗設(shè)備，并進行網(wǎng)絡(luò)組織、部署、設(shè)計和測試等的實驗方式。它能夠降低實驗的成本，提供所需的各種設(shè)備，能完成復雜的、設(shè)計性的實驗。顯然，網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗具有低成本、無破壞性、高效率、無維護等優(yōu)點，能夠解決之前提高的網(wǎng)絡(luò)工程實驗面臨的問題和挑戰(zhàn)。通過使用網(wǎng)絡(luò)工程虛擬化實驗教學的研究和實踐，取得了良好的效果，下面闡述其實施要點。

1．虛擬化實驗教學目標。

虛擬化實驗教學的目標是讓學生達到如下要求:整體把握完整的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作過程和方式;練習使用網(wǎng)絡(luò)中最核心的路由技術(shù)和交換技術(shù);融會貫通網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全知識;熟悉網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的建設(shè)過程等。

2．虛擬化實驗教學的組織形式。

虛擬化實驗教學以虛擬仿真形式提供，仿真實驗場景并在此場景中完成市場和社會所需的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)案例。虛擬仿真軟件可以采用PacketTracer，GNS3等，這樣能模擬出Cisco公司的各種主流的設(shè)備，并且按需使用、無維護、也無破壞性，更重要的是能解決設(shè)備的不足，還能提高實驗的效率。實驗包括實驗前的預習和準備，要求同學們了解到將要做的實驗的背景、意義、具體步驟和過程。

3．虛擬化實驗項目設(shè)計。

以虛擬化技術(shù)組織實驗教學能化繁為簡、低投入高產(chǎn)出地實施網(wǎng)絡(luò)實驗，對提升網(wǎng)絡(luò)工程實驗的效果確實起到了很好的幫助，但這僅僅是其中的一個方面。另一個重要的方面就是如何設(shè)計具有市場價值的實驗項目，即從項目內(nèi)容方面來考慮激發(fā)學生的興趣和學習動力。每個實驗項目設(shè)計為:案例，技術(shù)背景，實驗內(nèi)容，實驗步驟等四個部分。案例指本項實驗在企業(yè)或市場中應(yīng)用的情況，以引起學生對項目的期望。技術(shù)背景則介紹本項實驗所需的技術(shù)要點，作為實驗前的準備，幫助學生快速而針對性的完成實驗。實驗內(nèi)容給出實驗任務(wù)，實驗拓撲等信息;而實驗步驟則包括實驗的詳細步驟和說明，也包括實驗的中間結(jié)果和實驗中的注意或者需要學生思考的問題等等。經(jīng)過多年的對虛擬化網(wǎng)絡(luò)工程實驗的研究和實踐，目前已經(jīng)設(shè)計了如下一些較為經(jīng)典的實驗項目。它們分別是:VLAN設(shè)計、配置與管理、WLAN;STP生成樹協(xié)議;路由器技術(shù)配置和管理;案例:路由器實現(xiàn)VLAN間通信;PPP(PointtoPointProtocol)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議與安全PAP，CHAP;幀中繼FrameRelay;網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT);ACL配置;DHCP中繼配置等。

4．虛擬化網(wǎng)絡(luò)工程實驗的實踐效果。

通過近年來在湖南城市學院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生中開展虛擬化實驗的效果來看，學生學習積極性高，能夠很好地完成面向職業(yè)導向的各個實驗項目，且實驗室以低成本，低維護成本的方式運作，既克服了地方本科院校資源不足的困難，又緊扣市場需要，開出了應(yīng)用性強的實驗項目。無論是學生還是教師，均體會到了虛擬化網(wǎng)絡(luò)工程實驗的好處和便捷。

三、結(jié)語

地方本科院校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生的實驗教學面臨著條件有限和維護使用方面不足的挑戰(zhàn)，無法跟上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進步和市場需要。通過研究和實踐，網(wǎng)絡(luò)虛擬化實驗?zāi)軐崿F(xiàn)低成本、低維護、更新快、面向市場需要的網(wǎng)絡(luò)實驗，值得向各地方院校的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)實驗推廣。

作者：費雄偉 陳偉宏 何建新