網絡課程設計與應用研究

時間:2022-03-25 02:51:16

導語:網絡課程設計與應用研究一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

網絡課程設計與應用研究

摘要:華為eNSP軟件作為一款網絡仿真工具平臺,近年來,在許多技師院校的網絡類課程教學中被廣泛使用。學員通過eNSP可以方便地組建虛擬網絡,理解網絡協議的原理,模擬真實網絡環境進行實驗。eNSP軟件在緩解技師院校缺少真實設備困難的同時,大大提升了網絡課程的教學效果。eNSP軟件中的考試功能在網絡類課程的考評系統中能夠很好地克服傳統網絡考評方式的弊端,具有一定的推廣使用價值。

關鍵詞:eNSP;仿真軟件;網絡課程設計;考試平臺

根據人力資源和社會保障部辦公廳關于《國家技能人才培養標準及一體化課程規范(試行)》(人社廳函[2017]285號)對計算機網絡應用專業人才培養目標的定位,技工院校計算機網絡應用專業培養的學生應適應計算機網絡管理職業崗位群工作,能勝任網絡綜合布線、局域網構建、服務器安裝調試、網絡設備安裝調試、網絡故障診斷、方案設計等工作任務,達到計算機網絡管理員相應等級職業資格要求的技能人才[1]。要達到這一點,學生應在學習網絡類課程時多動手、多實踐、多思考,以解決實際問題為終極目標。但當前技工院?,F有實訓條件仍存在許多問題和不足,難以達到理想的教學效果,如網絡設備價格昂貴、更新換代快、容易損壞、維護成本高等。eNSP(EnterpriseNetworkSimulationPlatform)是由華為公司開發的圖形化操作的網絡仿真工具,運行的是物理設備的VRP操作系統,最大程度地模擬了真實設備環境,可以模擬工程開局與網絡測試,支持對接真實設備、數據包的實時抓取等,讓學員在沒有真實設備的情況下也能進行模擬演練和學習網絡技術。eNSP提供的考試功能也提供了一種構建高效、合理、科學、公平的考核考評系統的可行解決方法。

1技工院校網絡實驗課程教學現狀

近幾年來,各技工院校辦學條件逐步改善,很多院校都擁有了自己的網絡實訓室,配備了不同品牌、型號的路由器、交換機、防火墻等高端網絡設備。學生得以有機會接觸真實設備進行實際配置操作,從而為達成人才培養目標奠定基礎。但硬件條件的提升并不意味著教學效果的提升,實際教學還存在著一些不和諧的地方,主要體現在以下幾個方面[2]。(1)網絡設備價格昂貴、更新換代快、容易損壞、維護成本高。一般學校的網絡實訓室都會提供48位以上學員機位,分為6~8組進行分組教學。每組設備基本為“4臺路由器+2臺三層交換機+2臺二層交換機+1臺防火墻”。小組教學時,6~8位學員共用一組設備,這對培養學員的團隊合作能力有很大的幫助,卻不利于學員系統掌握知識和技能,因為每一位學員都只進行了一部分操作。同時,對設備的頻繁操作,特別是在接口上反復拔插網線,很容易導致設備損耗或損壞,造成后期的更新及維護成本較高。另外,網絡設備基本每五年就會更新一次,很多新功能在原有機上已經不能實現,這意味著必須對硬件進行升級,成本較高。(2)限制了實訓教學的內容。網絡實驗通常要用到一組設備來搭建環境,往往需要5~6臺路由器、多臺交換機、防火墻、IDS、IPS和PC協同工作。而網絡實訓室不可能提供如此多的設備來完成這樣的實驗,從而導致實訓教學的內容受到很大限制。(3)驗證性實驗完全是黑盒操作,不能體現具體分析過程。網絡設備配置類課程所學理論都是用來指導配置的,是分析問題、解決問題的重要依據。在真實設備上完全成這類實驗,只能驗證配置的對與錯,而對諸如協議分析、流量分析、負載均衡等就不如專用工具方便與直觀?;谏鲜鰡栴},很多技工院校都在教學中引入了模擬器輔助教學,如思科的PacketTracer和華為的eNSP。這些模擬器可以克服上述問題,為學員提供更多的實踐機會。

2eNSP平臺技術的優點

eNSP是圖形化網絡仿真平臺,該平臺通過對真實網絡設備的仿真模擬,幫助廣大ICT從業者和客戶快速熟悉華為數通系列產品,了解并掌握相關產品的操作和配置,提升對企業ICT網絡的規劃、建設、運維能力,從而幫助企業構建更高效、更優質的企業ICT網絡[3]。(1)高仿真。eNSP可以模擬華為AR路由器、x7系列交換機的大部分特性,可以模擬PC終端、Hub、云、幀中繼交換機等。可以仿真設備配置功能,快速學習華為命令行,還可以模擬大規模設備組網??梢酝ㄟ^真實物理網卡實現與真實網絡設備的對接并模擬接口抓包,直觀展示協議交互過程。(2)圖形化操作:eNSP支持拓撲的創建、修改、刪除、保存以及設備的拖拽、接口的連線等操作。通過不同顏色,直觀地反映設備與接口的運行狀態。同時eNSP中還預置了大量工程案例,學員可直接打開進行演練與學習。(3)分布式部署:eNSP支持單機版本和多機版本,多機組網場景最大可模擬200臺設備組網規模,實現公布式部署。(4)輕松實現教學考核。eNSP提供考核功能,教師可通過向導制作考核項目、設定評分點,讓學員在考核項目上完成配置。教師可利用答案卷進行自動批量評分、生成成績表以及每個學員答題的詳細情況對照分析,從而了解學員的掌握情況。(5)免費對外開放:完全免費對外開放,直接下載即可安裝使用,無需申請license。以上這些優點充分說明利用eNSP能方便快捷地完成大型網絡實驗,進行協議、流量、負載均衡等的分析實驗。可以解決上述實驗實訓教學中的諸多問題,彌補實訓室開展網絡實驗教學的不足。

3實現過程

3.1搭建模擬網絡實驗平臺。以HCNA中的多生成樹配置為例,說明利用eNSP搭建模擬網絡實驗平臺的實現過程。在eNSP主界面的工作區中添加2臺S5700交換機、2臺S3700交換機和4臺PC,使用正確的線纜連接所有的PC和交換機完成實驗平臺的構建,如圖1所示。本實驗的目的是讓學員理解MSTP的工作原理,學會MSTP的配置方法,會利用MSTP對網絡流量進行控制,從而達到負載均衡的目的[4]。首先,在4臺交換機中劃分VLAN,按圖中的標識將指定端口添加到VLAN中,設置TRUNK口,配置PC的IP地址。然后分別在4臺交換機上配置MST域:[SW1]stpregion-configuration[SW1-mst-region]region-nameHuawei[SW1-mst-region]revision-level1[SW1-mst-region]instance1vlan110[SW1-mst-region]instance2vlan20[SW1-mst-region]activeregion-configuration[SW1-mst-region]quit設置SW1為實例1的根橋、實例2的備用根橋;設置SW2為實例2的根橋、實例1的備用根橋:[SW1]stpinstance1priority0[SW1]stpinstance2priority4096[SW2]stpinstance1priority4096[SW2]stpinstance2priority0配置完成后,從PC1持續發送ping包到PC4(使用ping10.1.1.4-t),然后在SW3的G0/0/1和G0/0/2口抓包觀察,發現只有G0/0/2能抓到ping包,由此證明VLAN10的流量是通過SW3的G0/0/2轉發的。同理從PC2持續發送ping包到PC3(使用ping10.1.1.3-t),然后在SW3的G0/0/1和G0/0/2口抓包觀察,發現只有G0/0/1能抓到ping包,由此證明VLAN20的流量是通過SW3的G0/0/1轉發的。這樣通過在eNSP中進行抓包實驗,可以讓學員非常直觀地了解網絡協議的工作方式、數據包的走向,從而加深對MSTP的認識,并能利用MSTP很好地進行負載均衡。3.2制作考核項目。網絡設備配置類課程是對實踐性要求很高的網絡專業主干課程之一。針對技工院校學員,本課程的課程目標定位為培養學生解決實際問題的能力,能利用所學知識配置好數據通信產品,解決企業的實際技術問題。但傳統的網絡設備配置類課程考試一般采取筆試或者附加物理設備考核,又或者在模擬器中完成,教師一一查閱、手工閱卷?;诒菊n程的特點,筆試、物理設備的考核以及普通模擬器考核有著很大的局限性,均無法真實反映學員對實踐技能掌握的情況,無法滿足技工院校培養高技能型人才的迫切需求。華為eNSP平臺提供的試卷功能,簡單的3個步驟就可以讓教師很方便地設計與制作考核項目。打開eNSP軟件后,直接點擊工具欄中的“新建試卷工程”,輸入工程名和工程保存位置,即可以開始制作考核項目。(1)設計考題拓撲??梢詫⒖己隧椖康耐負鋱D在工作區中完整地部署,做好標注,也可以根據系統提示導入已經設計和配置的拓撲圖。(2)編寫考試說明。將考核要求即實操考核題目錄入進去,如果各考核點分數暫時無法確定,可在確定后錄入。(3)生成試卷和答案。在此界面中可以設置各考核點的分值、總分、計時方式、是否鎖定試卷以及答案,答案默認為完全匹配答案,可選擇其他匹配規則,也可選擇Regular自定義設置正則表達式。設置完成后,在當前界面的下方設置答案以及試卷的保存路徑,并導出答案和試卷,試卷的擴展名是.paper,答案的擴展名是.model。至此,一份試卷制作完成。制作完成后的試卷要經過測試才能發給學員考試,測試主要檢查各評分點的分值和答案的合理性,如果測試正常,就可以將試卷發給學員考試。考試完成后,學員要在各設備上輸入save命令進行保存,然后點擊交卷,生成答卷,答卷擴展名是.ans。教師在收到所有學員的答卷后,將這些答卷保存在同一個文件夾中,打開eNSP軟件,在“考試”菜單中點擊“閱卷”,設置好答案文件和學生答卷所在的路徑,點擊“閱卷”按鈕則可以進行批量閱卷。幾秒鐘后,全部學員的得分及答卷情況都會顯示出來,非常方便快捷。閱卷結果如圖2所示。使用eNSP提供的考核方式,學員可以輕松地建立網絡模型,進行網絡實驗,不受網絡硬件設備的限制,與操作實際網絡設備的經驗類似??己撕蟮拇鹁碓斍閷W員技能的提升具有很好的促進作用。使用eNSP軟件有利于培養學生的自主學習習慣,增加實踐練習時間,使學員成為合格的網絡專業人員。對教師來說,自動閱卷、自動分析反饋功能,節省了教師大量的人力、物力,同時也能很好地了解學員對各知識點的掌握情況,以便進行教學調整。eNSP軟件的應用,是推進網絡課程教學改革、提高教學質量的一個重要措施,具有極大的推廣價值。

4結語

網絡設備類課程教學使用eNSP軟件,能夠方便地搭建網絡教學、實驗、實訓、驗證和考核平臺,不受物理網絡設備的限制,具有高度的仿真性,能隨時保持先進性(隨著軟件版本的更新,當下最新的設備和最先進的技術均會不斷添加到軟件中),且功能強大,實驗內容豐富。實踐證明,通過引入eNSP軟件平臺,虛實結合,構建了科學、完整的網絡教學和實訓體系,大大提高了網絡設備配置實驗的效率以及學員的學習積極性,培養了學員的動手能力、自覺性、團隊合作能力,從而保證了教學效果,提高了教學質量。

參考文獻

[1]李鳳銀,禹繼國,鞠宏偉,等.基于eNSP的網絡工程實踐教學體系探索[J].實驗技術與管理,2018(3):209-212.

[2]李啟明,李毅,劉旻.基于eNSP仿真平臺的三層交換實驗教學設計[J].科技展望,2016,26(11):237.

[3]馮思泉.eNSP在路由交換課程教學改革中的應用[J].河南科技,2014(9):259.

[4]蔣華龍,崔明月,張帥.綜合利用多種軟件改進計算機網絡實驗教學[J].南陽師范學院學報,2014,13(3):52-54.

作者:王俊波 陳曉燕 單位:廣州白云工商技師學院