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摘要:实践教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段，也是课程教学的一项重要内容。高职《网络设备管理》课程实践性强，然而由于种种原因目前多数学校存在实训教学条件差、质量低的问题，有必要对本课程进行改革，以提高实训教学效果。
关键词:课程改革 实训教学 虚拟 模拟仿真
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)06(b)-0000-00
1 课程性质
高职《网络设备管理》课程是计算机网络技术专业、信息安全技术专业必修的一门专业核心课程。教学内容以国内外著名网络公司思科和华为的产品为载体，主要讲授网络设备的安装、配置、调试与维护的基础理论知识和实践操作方法。课程的培养目标是使学生掌握“网络系统集成技术”中的网络设备的安装与管理技术，成为能够胜任网络组建、配置、维护、管理与应用的高素质技能型人才。
2 实训教学方式改革是提高教学效果的必由之路
本课程涉及的网络设备知识点多、覆盖面宽、系统要素多、各种协议实体交互复杂；特别是实践环节要求高，在网络系统分析、设计、实现、应用、管理和维护等方面需要有验证性与综合性的实验支撑，基于本课程实践性强的特点，实验实训就构成了本门课教学过程中的重要一环。
然而,一方面相关设备技术发展变化较快，新知识层出不穷，现有的网络配置实验室设备台套数不足、设备更新慢；另一方面,本门课专业性强，学习难度较大，如单纯采用实际设备进行终端接入和配置,设备移动或接口插拔会导致设备故障，而学生也需要在设备机柜和计算机之间扯线、调试,常常导致实验时间过长,实验效果不理想。因此要在有限的课时内教给学生所需的理论知识和实践技能，就必须对这门课程进行实训教学方式的教学改革。
3 实训教学方式改革的方式方法
根据劳动和社会保障部颁布的《关于做好高技能人才相关基础工作的通知》，文中鼓励高技能人才培养结构采用标准化实训设备、仿真模拟设备及相关教具开展技能教学和实训。 在真实的网络实训教学环境的基础上，借助于虚拟技术构建一个完善、高性价比的虚实相结合的计算机网络实训室[1]。
3.1 网络硬件教学
配备真实情境的实训项目，将有助于对学生岗位适应能力的培养，真正提高学生的网络技能和实战能力，以适应企业和岗位的需求。教师课前根据实训内容，搭建基础网络环境。优点是效果真实、直观；缺点是教师自己首先必须专业素养要高，对设备有关专业知识精通，其次要花费很长时间搭建真实网络环境，而且一次搭建往往只对本实训内容有效，不能在实训过程中灵活变化。如果学校资源有限，缺乏相应实训设备或台套数不足，则将影响实训教学环节。很多院校的教师常常只能纸上谈兵或仅做演示教学，而不能给与学生亲自动手实践的机会。这样的结果将大大降低教学效果，不利于学生对知识的把握，更谈不上在此基础上的创新了。
3.2 基于虚拟环境的实训平台
基于搭建真实环境的困难及效果,可以考虑在一台物理计算机上通过软件模拟具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的逻辑计算机系统,即建立虚拟机系统。目前建立虚拟机的软件有VMware和Virtual PC，而VMware在网络教学中实用性更强。使用VMware可以同时在一台物理计算机上虚拟若干台逻辑计算机，每台逻辑计算机可以运行单独的操作系统而互不干扰，且一台物理计算机可同时运行若干个操作系统。VMware虚拟出来的硬件包括：处理器的数量、主板、内存、硬盘、软驱、光驱、网卡、声卡、串口、并口和USB接口等。VMware虚拟出来的硬件是固定型号，与物理计算机的实际硬件无关。在VMware完成安装后，VMware会根据组网的需要自动创建并使用虚拟交换机[2]。在VMware中，虚拟交换机和物理交换机一样，能把主机、虚拟计算机和其他网络设备连接在一起，具备数据交换的功能。在Windows主机中，最多可用10台虚拟交换机。在Linux主机中，最多可用256台的虚拟交换机。通过VMware创建的虚拟交换机，可将一台或多台虚拟机连接到主机或其他虚拟机。
3.3基于模拟仿真的实验方式
网络模拟器能够模拟出各种网络硬件设备，仿真当前比较流行的网络设备。可以充分利用网络模拟器或相关仿真软件进行网络实验。优秀的虚拟实验软件具有功能强、仪器全、设备新等优点, 能够从根本上克服了由于传统实验室的仪器设备在品种、规格、数量上的限制, 可以实现验证型、测试型、设计型、纠错型、创新型等多种的实验和实践[3]。为了实现网络配置练习的各种功能, 实训中往往根据情况采用多种网络设备模拟器：
3.3.1 Packet Tracer 模拟器
Packet Tracer 软件是Cisco 公司开发的网络仿真工具软件，是一个为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、配置和网络故障排除模拟环境的学习平台，是操作最接近真实
环境的网络实验模拟工具之一，它提供了良好的图形界面、配套的实验样例，具有操作方便、交互性强、直观形象、真实准确等优点。它支持各种常用协议；支持大量的设备仿真模型：路由器、交换机、无线网络设备、服务器、各种连接电缆、终端等；提供图形化和终端两种配置方法；各设备模型有可视化的外观仿真；提供可视化的数据包工具：数据包传输采用实时模式和仿真模式，实时模式与实际传输过程一样，仿真模式通过可视化模式显示数据包的传输过程，使用户能对抽象的数据的传送具体化。以上这些特点可方便快捷地进行网络的组建、设备的配置、协议的测试等网络技术相关的学习。
3.3.2 Dynamips网络设备模拟器
Dynamips的真实性更强, 灵活性更好。Dynamips 是一个Cisco“网络设备模拟器”软件, 我们可以在计算机上直接安装部署。它可以完全真实模拟多种Cisco 硬件平台,还可以运行标准的Cisco IOS 文件。利用Dynamips网络设备模拟器来模拟Cisco 的交换机、路由器、防火墙等网络设备, 是学习网络规划设计及设备配置的好帮手。
3.3.3 Boson Netsim网络设备模拟器
Boson Netsim 软件在操作上能给予用户最大的自由空间任其发挥,用户可以自定义网络拓扑结构及连接。通过Boson 可以随意构建网络,PC、交换机、路由器都可被模拟出来,而且它还能模拟出多种连接方式(如PSTN、ISDN、PPP 等) 。用它省去了制作网线连接设备,频繁变换CONSOLE 线,不停地往返于设备之间等环节。同时,它的命令也和最新的Cisco 的IOS 保持一致,它可以模拟网络设备实际的运行情况, 并且可以实时查看配置结果, 并进行验证, 效果跟在实际的网络设备上操作没有区别。在通过模拟器熟练掌握路由、交换设备的配置技巧后,再多接触实际设备,将所学技术应用到实际环境,提高学生解决问题的能力。
3.3.4 NS-2网络模拟器
NS-2（Network Simulator Version2），是一种面向对象的网络仿真器,由UC Berkeley 开发而成，它是一个开源的免费软件，易于扩展，在学术界广泛使用。NS2 是一个面向对象的、离散事件驱动的网络环境模拟器，它提供了在无线或有线网络上的TCP、路由、多播等多种协议的模拟。NS2 使用一整套C++ 类库，实现了绝大多数常见的网络协议以及链路层的模型。利用这些类的实例，搭建网络实验的模型，可以在单机环境中模拟网络的各个元素，验证网络协议工作原理，实验者可通过配置环境参数获得“理想”的网络环境，自行设计研究新的网络结构与协议，并且可以实时跟踪并记录关键节点的重要信息,而且可随时再现某些特殊情况,这在真实的网络中是难以做到的。
其他的网络模拟器还有华为3com网络模拟器、基于Windows平台的网络模拟器WINPLEM、Juniper模拟器、OPNET软件等。
3.4 系统综合实训平台
如我院思科网络技术实训室采用E_Learning开放式远程网络实验室管理系统,是专为教学用途的网络实验室的管理而设计。系统提供了用户（学生、老师、管理员）通过网络（Internet / Intranet）接入到实验室的实验模式，实现远程做实验，不受地域限制，解决人与实验设备隔离，用户对实验设备的所有操作如同设备摆在本桌面100%一样。基于用户管理的系统结构，提供不同用户角色（网络实验室管理员、老师和学生）完整的教学实验全过程管理工具和手段，配合电源智能管理和实验计费功能，使网络实验室实现“24 小时开放无人值守”。可配接不同厂家、各种型号的路由器、交换机、防火墙、Unix / Linux 服务器、等网络设备。LabMS 系统软件是在长期的Cisco 网络技术培训实践中开发改进的成熟产品，功能齐全，每个管理功能都是解决网络教学过程会遇到的实际问题，非常实用。在学生登录的界面中，单击开始实验即可调用超级终端和上述实验组中的真实机进行连通，从而达到实验效果。
4 结论
在实际教学中，往往根据需要采用真实设备、虚拟网络环境、网络模拟器、远程实训系统平台等相结合的方式。极大地提高了学生对计算机网络学习的积极性，提高了计算机网络教学的水平和质量，达到了很好的效果。
综上所述，本文从《网络设备管理》课程的实训教学方式方面提出了一些改革措施。在今后的教学过程中应根据学生的专业特点和计算机网络的发展趋势不断充实和更新实训教学内容，加大培养学生动手能力和创新能力的力度，发挥他们的创新精神，真正把所学的网络知识融会贯通，使他们成为社会所需要的计算机网络人才，同时也为培养出符合社会需求的高素质综合性人才打下坚实基础。
参考文献
[1] 劳动和社会保障部.关于做好高技能人才相关基础工作的通知[J].劳社部发[2006]33号.
[2] 陈林云,杨娇.探讨VMware在多媒体教学中的应用[J].科教纵横.2008[8].
[3]吴宇峰.基于软件的虚拟网络实验室建设[J].科技创新导报.2008(NO.20).
关键词:课程改革 实训教学 虚拟 模拟仿真
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)06(b)-0000-00
1 课程性质
高职《网络设备管理》课程是计算机网络技术专业、信息安全技术专业必修的一门专业核心课程。教学内容以国内外著名网络公司思科和华为的产品为载体，主要讲授网络设备的安装、配置、调试与维护的基础理论知识和实践操作方法。课程的培养目标是使学生掌握“网络系统集成技术”中的网络设备的安装与管理技术，成为能够胜任网络组建、配置、维护、管理与应用的高素质技能型人才。
2 实训教学方式改革是提高教学效果的必由之路
本课程涉及的网络设备知识点多、覆盖面宽、系统要素多、各种协议实体交互复杂；特别是实践环节要求高，在网络系统分析、设计、实现、应用、管理和维护等方面需要有验证性与综合性的实验支撑，基于本课程实践性强的特点，实验实训就构成了本门课教学过程中的重要一环。
然而,一方面相关设备技术发展变化较快，新知识层出不穷，现有的网络配置实验室设备台套数不足、设备更新慢；另一方面,本门课专业性强，学习难度较大，如单纯采用实际设备进行终端接入和配置,设备移动或接口插拔会导致设备故障，而学生也需要在设备机柜和计算机之间扯线、调试,常常导致实验时间过长,实验效果不理想。因此要在有限的课时内教给学生所需的理论知识和实践技能，就必须对这门课程进行实训教学方式的教学改革。
3 实训教学方式改革的方式方法
根据劳动和社会保障部颁布的《关于做好高技能人才相关基础工作的通知》，文中鼓励高技能人才培养结构采用标准化实训设备、仿真模拟设备及相关教具开展技能教学和实训。 在真实的网络实训教学环境的基础上，借助于虚拟技术构建一个完善、高性价比的虚实相结合的计算机网络实训室[1]。
3.1 网络硬件教学
配备真实情境的实训项目，将有助于对学生岗位适应能力的培养，真正提高学生的网络技能和实战能力，以适应企业和岗位的需求。教师课前根据实训内容，搭建基础网络环境。优点是效果真实、直观；缺点是教师自己首先必须专业素养要高，对设备有关专业知识精通，其次要花费很长时间搭建真实网络环境，而且一次搭建往往只对本实训内容有效，不能在实训过程中灵活变化。如果学校资源有限，缺乏相应实训设备或台套数不足，则将影响实训教学环节。很多院校的教师常常只能纸上谈兵或仅做演示教学，而不能给与学生亲自动手实践的机会。这样的结果将大大降低教学效果，不利于学生对知识的把握，更谈不上在此基础上的创新了。
3.2 基于虚拟环境的实训平台
基于搭建真实环境的困难及效果,可以考虑在一台物理计算机上通过软件模拟具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的逻辑计算机系统,即建立虚拟机系统。目前建立虚拟机的软件有VMware和Virtual PC，而VMware在网络教学中实用性更强。使用VMware可以同时在一台物理计算机上虚拟若干台逻辑计算机，每台逻辑计算机可以运行单独的操作系统而互不干扰，且一台物理计算机可同时运行若干个操作系统。VMware虚拟出来的硬件包括：处理器的数量、主板、内存、硬盘、软驱、光驱、网卡、声卡、串口、并口和USB接口等。VMware虚拟出来的硬件是固定型号，与物理计算机的实际硬件无关。在VMware完成安装后，VMware会根据组网的需要自动创建并使用虚拟交换机[2]。在VMware中，虚拟交换机和物理交换机一样，能把主机、虚拟计算机和其他网络设备连接在一起，具备数据交换的功能。在Windows主机中，最多可用10台虚拟交换机。在Linux主机中，最多可用256台的虚拟交换机。通过VMware创建的虚拟交换机，可将一台或多台虚拟机连接到主机或其他虚拟机。
3.3基于模拟仿真的实验方式
网络模拟器能够模拟出各种网络硬件设备，仿真当前比较流行的网络设备。可以充分利用网络模拟器或相关仿真软件进行网络实验。优秀的虚拟实验软件具有功能强、仪器全、设备新等优点, 能够从根本上克服了由于传统实验室的仪器设备在品种、规格、数量上的限制, 可以实现验证型、测试型、设计型、纠错型、创新型等多种的实验和实践[3]。为了实现网络配置练习的各种功能, 实训中往往根据情况采用多种网络设备模拟器：
3.3.1 Packet Tracer 模拟器
Packet Tracer 软件是Cisco 公司开发的网络仿真工具软件，是一个为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、配置和网络故障排除模拟环境的学习平台，是操作最接近真实
环境的网络实验模拟工具之一，它提供了良好的图形界面、配套的实验样例，具有操作方便、交互性强、直观形象、真实准确等优点。它支持各种常用协议；支持大量的设备仿真模型：路由器、交换机、无线网络设备、服务器、各种连接电缆、终端等；提供图形化和终端两种配置方法；各设备模型有可视化的外观仿真；提供可视化的数据包工具：数据包传输采用实时模式和仿真模式，实时模式与实际传输过程一样，仿真模式通过可视化模式显示数据包的传输过程，使用户能对抽象的数据的传送具体化。以上这些特点可方便快捷地进行网络的组建、设备的配置、协议的测试等网络技术相关的学习。
3.3.2 Dynamips网络设备模拟器
Dynamips的真实性更强, 灵活性更好。Dynamips 是一个Cisco“网络设备模拟器”软件, 我们可以在计算机上直接安装部署。它可以完全真实模拟多种Cisco 硬件平台,还可以运行标准的Cisco IOS 文件。利用Dynamips网络设备模拟器来模拟Cisco 的交换机、路由器、防火墙等网络设备, 是学习网络规划设计及设备配置的好帮手。
3.3.3 Boson Netsim网络设备模拟器
Boson Netsim 软件在操作上能给予用户最大的自由空间任其发挥,用户可以自定义网络拓扑结构及连接。通过Boson 可以随意构建网络,PC、交换机、路由器都可被模拟出来,而且它还能模拟出多种连接方式(如PSTN、ISDN、PPP 等) 。用它省去了制作网线连接设备,频繁变换CONSOLE 线,不停地往返于设备之间等环节。同时,它的命令也和最新的Cisco 的IOS 保持一致,它可以模拟网络设备实际的运行情况, 并且可以实时查看配置结果, 并进行验证, 效果跟在实际的网络设备上操作没有区别。在通过模拟器熟练掌握路由、交换设备的配置技巧后,再多接触实际设备,将所学技术应用到实际环境,提高学生解决问题的能力。
3.3.4 NS-2网络模拟器
NS-2（Network Simulator Version2），是一种面向对象的网络仿真器,由UC Berkeley 开发而成，它是一个开源的免费软件，易于扩展，在学术界广泛使用。NS2 是一个面向对象的、离散事件驱动的网络环境模拟器，它提供了在无线或有线网络上的TCP、路由、多播等多种协议的模拟。NS2 使用一整套C++ 类库，实现了绝大多数常见的网络协议以及链路层的模型。利用这些类的实例，搭建网络实验的模型，可以在单机环境中模拟网络的各个元素，验证网络协议工作原理，实验者可通过配置环境参数获得“理想”的网络环境，自行设计研究新的网络结构与协议，并且可以实时跟踪并记录关键节点的重要信息,而且可随时再现某些特殊情况,这在真实的网络中是难以做到的。
其他的网络模拟器还有华为3com网络模拟器、基于Windows平台的网络模拟器WINPLEM、Juniper模拟器、OPNET软件等。
3.4 系统综合实训平台
如我院思科网络技术实训室采用E_Learning开放式远程网络实验室管理系统,是专为教学用途的网络实验室的管理而设计。系统提供了用户（学生、老师、管理员）通过网络（Internet / Intranet）接入到实验室的实验模式，实现远程做实验，不受地域限制，解决人与实验设备隔离，用户对实验设备的所有操作如同设备摆在本桌面100%一样。基于用户管理的系统结构，提供不同用户角色（网络实验室管理员、老师和学生）完整的教学实验全过程管理工具和手段，配合电源智能管理和实验计费功能，使网络实验室实现“24 小时开放无人值守”。可配接不同厂家、各种型号的路由器、交换机、防火墙、Unix / Linux 服务器、等网络设备。LabMS 系统软件是在长期的Cisco 网络技术培训实践中开发改进的成熟产品，功能齐全，每个管理功能都是解决网络教学过程会遇到的实际问题，非常实用。在学生登录的界面中，单击开始实验即可调用超级终端和上述实验组中的真实机进行连通，从而达到实验效果。
4 结论
在实际教学中，往往根据需要采用真实设备、虚拟网络环境、网络模拟器、远程实训系统平台等相结合的方式。极大地提高了学生对计算机网络学习的积极性，提高了计算机网络教学的水平和质量，达到了很好的效果。
综上所述，本文从《网络设备管理》课程的实训教学方式方面提出了一些改革措施。在今后的教学过程中应根据学生的专业特点和计算机网络的发展趋势不断充实和更新实训教学内容，加大培养学生动手能力和创新能力的力度，发挥他们的创新精神，真正把所学的网络知识融会贯通，使他们成为社会所需要的计算机网络人才，同时也为培养出符合社会需求的高素质综合性人才打下坚实基础。
参考文献
[1] 劳动和社会保障部.关于做好高技能人才相关基础工作的通知[J].劳社部发[2006]33号.
[2] 陈林云,杨娇.探讨VMware在多媒体教学中的应用[J].科教纵横.2008[8].
[3]吴宇峰.基于软件的虚拟网络实验室建设[J].科技创新导报.2008(NO.20).