實(shí)用組網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

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1引言

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的學(xué)生不僅應(yīng)掌握本科專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更應(yīng)具備很強(qiáng)的實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力，獨(dú)立解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。《實(shí)用組網(wǎng)技術(shù)》課程是一門專業(yè)限選課程，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及局域網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建、各類網(wǎng)絡(luò)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(shí)用組網(wǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目都是相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，注重考查各知識(shí)點(diǎn)。但缺乏統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的大局觀，缺少綜合實(shí)驗(yàn)案例的引導(dǎo)。如利用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由實(shí)驗(yàn)、OSPF路由協(xié)議的配置實(shí)驗(yàn)，都相互獨(dú)立，無法牽線融合。這樣就違背了課程本身綜合性，實(shí)踐性的教育理念。所以本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革就是要讓學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中如何把獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)地融入應(yīng)用到綜合實(shí)驗(yàn)中，而不是對(duì)著課本照敲配置命令，培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)組建和解決網(wǎng)絡(luò)問題的能力。

2《實(shí)用組網(wǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理設(shè)計(jì)方案

2.1建立完善的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境

建設(shè)應(yīng)用型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)環(huán)境是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)保障，為此建設(shè)完善的基于網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)環(huán)境。原來網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用管理控制服務(wù)器(簡(jiǎn)稱RCMS，通過八爪線分別連接8臺(tái)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的Console口，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)行為進(jìn)行集中管理，可以使用一鍵清除功能恢復(fù)初始設(shè)置)，這種實(shí)驗(yàn)環(huán)境學(xué)生無需直接插拔物理接口，使用RCMS軟件環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置,雖然提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的秩序，也方便了教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)管理。但最大的缺點(diǎn)就是學(xué)生不能直接接觸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)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(duì)學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)存在很大弊端。所以在實(shí)驗(yàn)環(huán)境的改革中，我們還原了設(shè)備的原始屬性。讓學(xué)生直接接觸每臺(tái)設(shè)備，熟悉每個(gè)接口。實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)了六角實(shí)驗(yàn)桌，每組4-6個(gè)座位，共6組。可以為每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分組，每組設(shè)備是獨(dú)立的。每組的基礎(chǔ)設(shè)備為：2臺(tái)路由交換一體機(jī)、2臺(tái)二層交換機(jī)、1臺(tái)防火墻、1個(gè)無線AP、1臺(tái)無線AC。

2.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)舉例

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：VLAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與調(diào)試實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫馓摂M局域網(wǎng)的理論，能夠根據(jù)需求設(shè)計(jì)VLAN并且調(diào)試成功。項(xiàng)目背景：本校信息工程學(xué)院在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，由于學(xué)院各辦公室、實(shí)驗(yàn)室、會(huì)議室等分布在綜合大樓的同樓層，本大樓還有別的學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室和辦公室。因此需要組建VLAN，保證不同部門之間的網(wǎng)絡(luò)互不干擾；另一方面,希望能實(shí)現(xiàn)處于不同樓層的實(shí)驗(yàn)PC機(jī)能夠互相通信。技術(shù)原理:

（1）VLAN是一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上劃分出的邏輯網(wǎng)，VLAN劃分不受網(wǎng)絡(luò)端口的實(shí)際物理位置限制，第二層單播、廣播和多播幀,都在一個(gè)VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)、擴(kuò)散，能有效隔離廣播風(fēng)暴。VLAN的規(guī)劃。

（2）同一交換機(jī)基于端口的VLAN，每個(gè)端口的模式為Access接口模式，一個(gè)端口僅能屬于一個(gè)VLAN?？缃粨Q機(jī)基于端口的VLAN，交換機(jī)的級(jí)聯(lián)口設(shè)置為Trunk模式。

（3）不同VLAN之間通信需要3層路由設(shè)備。具體要求：調(diào)查綜合實(shí)驗(yàn)大樓的VLAN設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況，查找資料，以小組為單位完成上述規(guī)劃設(shè)計(jì)，并畫出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，詳細(xì)實(shí)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(jī)及所包含的端口；

(2)測(cè)試主機(jī)的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)名及端口等信息。設(shè)計(jì)步驟：先通過思科的cisopackettrancer進(jìn)行方案的模擬測(cè)試，然后再到網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)思考：信息學(xué)院中辦公室與實(shí)驗(yàn)室不同的VLAN之間能通信嗎?本問題為下一個(gè)校園網(wǎng)不同VLAN之間路由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做理論預(yù)備，使學(xué)生加深對(duì)路由相關(guān)概念的理解。

2.3實(shí)驗(yàn)考查項(xiàng)目組制

根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度和規(guī)模建立4-6人的項(xiàng)目組，組員在實(shí)驗(yàn)開始前，做好實(shí)驗(yàn)規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)分工。實(shí)驗(yàn)開始前做好理論指導(dǎo)和分析，把理論在實(shí)驗(yàn)中實(shí)例化，學(xué)生在完全熟悉了理論和操作命令后再實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)小組制度還有利于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)合作能力?！秾?shí)用組網(wǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)通過獨(dú)立的分組設(shè)計(jì),組與組之間相對(duì)獨(dú)立,避免了組與組之間的干擾。在綜合性實(shí)驗(yàn)中也可以通過交換機(jī)把各個(gè)分組聯(lián)網(wǎng)，靈活搭配。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要讓學(xué)生感受到課堂實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)點(diǎn)是組網(wǎng)工程中必不可少的一部分,是在實(shí)際生產(chǎn)生活中能用得上的，能夠解決公司企業(yè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問題的。其次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要設(shè)置培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.4實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了詳細(xì)的說明，甚至對(duì)每個(gè)步驟都給出具體命令，這樣勢(shì)必造成學(xué)生照抄照搬，缺乏自己的思考。例如在OSPF的路由配置實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)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(shí)驗(yàn)就是統(tǒng)一答案,學(xué)生只需照搬。學(xué)生只是個(gè)搬運(yùn)工，而不是個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理人員和設(shè)計(jì)者。實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的綜合能力,過于具體的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)只能培養(yǎng)學(xué)生的惰性，無法激發(fā)他們的創(chuàng)造性。在改革指導(dǎo)書的過程中，做了如下工作，只給出大致框架模型和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，具體的物理接口的配置和IP地址的設(shè)置分配由學(xué)生自行完成。每個(gè)實(shí)驗(yàn)•110•項(xiàng)目給出一定的問題。例如：在OSPF實(shí)驗(yàn)中提出，在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，OSPF支持區(qū)域的劃分。劃分區(qū)域時(shí)必須存在什么區(qū)？在申明直連網(wǎng)段時(shí)，要注意哪些事項(xiàng)？要讓學(xué)生在做每個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅要?jiǎng)邮植僮?，還要多加思考。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多樣性、考核開發(fā)性，實(shí)驗(yàn)不僅僅是模仿，更重要的是自己設(shè)計(jì)和創(chuàng)造。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要設(shè)計(jì)的即獨(dú)立又有聯(lián)系，不能孤立。設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力，在綜合實(shí)驗(yàn)中，以項(xiàng)目組為單位自行確定拓?fù)?，自行?guī)劃選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程要體現(xiàn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。既要讓學(xué)生能夠完成實(shí)驗(yàn)，又要讓學(xué)生體會(huì)到一定的難度，這樣才會(huì)有成就感。實(shí)驗(yàn)考核以一個(gè)綜合案例來考查學(xué)生，平時(shí)做的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按一定比例融合到這個(gè)綜合案例當(dāng)中。案例考核的內(nèi)容設(shè)置一定的開放性，即有要求，也不唯一。每個(gè)小組根據(jù)對(duì)考核題目的理解，做出自己的選型和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，這樣更能體現(xiàn)組網(wǎng)工程的復(fù)雜性和多樣性，更能考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和貫通。例如可以考查一個(gè)廣域網(wǎng)的組建，這樣需要進(jìn)行規(guī)劃拓?fù)洹⒃O(shè)備選型等工作。具體實(shí)驗(yàn)時(shí)既要在三層交換機(jī)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(yàn)證等。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都由各個(gè)小組自己設(shè)計(jì),考核成績依據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的總體難度，以及對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用的合理性做出綜合評(píng)判。實(shí)驗(yàn)考核的目標(biāo)就是使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲得更多的實(shí)踐技能，激發(fā)其鉆研的潛能。

3結(jié)束語

《實(shí)用組網(wǎng)技術(shù)》是一門實(shí)踐性，綜合性都很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，也是培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)方向?qū)W生應(yīng)用實(shí)踐能力的一門重要課程。課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣和潛能，還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題解決問題的能力。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要緊跟技術(shù)前沿，把握國際國內(nèi)最新技術(shù)動(dòng)態(tài)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容要不斷創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)設(shè)備要不斷更新，使學(xué)生能把握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的脈搏，跟上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展步伐，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用型本科人才。

作者：李成 官駿鳴 單位：黃山學(xué)院