龍丹+莫永華+全劉輝

【摘 要】根據(jù)我院進行基于SPOC的《計算機網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學模式教學改革的要求，將Packet Tracer應(yīng)用到計算機網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學中，通過為課程中的重點難點設(shè)計相應(yīng)的應(yīng)用案例，提高學習興趣，并加強學生的理解。

【關(guān)鍵詞】Packet Tracer；計算機網(wǎng)絡(luò)課程；SPOC

中圖分類號： TP393-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）32-0019-002

【Abstract】According to the requirements of teaching reform that mixed teaching mode of Application of Computer Network based on SPOC， Packet Tracer will be applied to the computer network curriculum teaching theory， the key difficulty for the course of the application of case design， increase interest in learning， and strengthen students' understanding.

【Key words】Packet Tracer；Computer network Course；SPOC

1 問題的提出

在我院的計算機科學與技術(shù)專業(yè)群專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系中，計算機專業(yè)的學生必須要學習計算機科學的數(shù)學基礎(chǔ)，還必須具有系統(tǒng)的專業(yè)知識，要學習大量的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，其中計算機網(wǎng)絡(luò)是其核心課程之一。

計算機網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學主要是通過學習OSI/RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)，掌握各個層次的功能和工作原理，掌握重要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理，培養(yǎng)學生初步具備局域網(wǎng)組網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，移動互聯(lián)的日趨深入，計算機網(wǎng)絡(luò)的課程教學也變得越發(fā)重要，目前我院也正在進行基于SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）的《計算機網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學模式研究與實踐。

對于在教學過程中經(jīng)常出現(xiàn)理論教學與實際應(yīng)用存在分離，學生在學習過程中對一些概念、原理感到內(nèi)容抽象、難以理解的情況，分析其原因，主要是因為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類多、更新快、開支大，為教師進行理論教學時，增加了教學難度， 為此，在教學改革中，應(yīng)用Packet Tracer作為輔助教學工具開展理論教學。

2 Packet Tracer簡介及優(yōu)勢

Cisco Packet Tracer是由Cisco公司發(fā)布的一款網(wǎng)絡(luò)模擬學習軟件，用戶可以在圖形界面上拖曳各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建需要的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，可以分步運行，便于對網(wǎng)絡(luò)的實時運行情況進行觀察。

由于Packet Tracer的仿真效果好，它的出現(xiàn)極大地降低了學校在購置教學設(shè)備方面的資金投入，把一些以前需要在實驗室才能進行的操作或者演示，帶到理論教學過程中，打破了學習時間和空間上的限制，符合構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學習空間的要求，并且極大地提升了教學效果。

3 Packet Tracer在計算機網(wǎng)絡(luò)理論教學中的應(yīng)用

基于SPOC的《計算機網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》混合教學模式研究與實踐，對重點難點進行點狀、碎片化分解后，將在線教學與傳統(tǒng)的面對面課堂進行一體化教學設(shè)計。

在理論教學環(huán)節(jié)，對于核心知識點，除了制作5 至10 分鐘的微課，還為同學們設(shè)置Packet Tracer演示和練習。下面，以交換機的工作過程為例進行說明。

交換機是即插即用設(shè)備，即只要將交換機接入以太網(wǎng)就可以工作，無須人工配置轉(zhuǎn)發(fā)表。交換機的工作過程分為自學習和轉(zhuǎn)發(fā)幀兩個部分。

自學習是指交換機收到一幀后先查找交換表中與收到幀的源地址有無相匹配的項目。如沒有，就在交換表中增加一個項目（源地址、進入的接口和有效時間）。如有，則把原有的項目進行更新（進入的接口或有效時間）。轉(zhuǎn)發(fā)幀是指查找交換表與收到幀的目的地址有無相匹配的項目。如沒有，則向所有其他接口（進入的接口除外）轉(zhuǎn)發(fā)。如有，則按交換表中給出的接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。若交換表中給出的接口就是該幀進入交換機的接口，則應(yīng)丟棄這個幀。

根據(jù)以上過程說明，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要，利用Packet Tracer，可以設(shè)計出以下交換機工作原理的模擬案例，拓撲圖見圖1。

各主機的配置信息見表1。

步驟1：準備工作

在實時模式和模擬模式來回切換3次完成拓撲訓練后，分別點擊各個Switch，在彈出窗口中選擇CLI選項卡，將鼠標焦點置于其工作區(qū)內(nèi)并按回車鍵，在其命令提示符下輸入如下相應(yīng)命令刪除MAC地址表：

步驟2：添加PC1到PC2的數(shù)據(jù)包

進入模擬模式，設(shè)置Event List Filters（事件列表過濾器），只顯示ICMP事件。單擊Add Simple PDU（添加簡單PDU）按鈕，在拓撲圖中添加PC1向PC2發(fā)送的數(shù)據(jù)包。

步驟3：分別查看各Switch的學習過程。

在這一步驟中，可以觀察各Switch接收到數(shù)據(jù)包前和數(shù)據(jù)包后MAC地址表的變化情況，以及觀察其對數(shù)據(jù)包的處理方式。

以Switch2為例，單擊Capture/Forward（捕獲/前進）按鈕，在Switch2上出現(xiàn)信封圖標后查看Switch2的Mac地址表，會發(fā)現(xiàn)PC1的MAC地址已經(jīng)記錄到了MAC地址表中見圖2。

再次單擊Capture/Forward（捕獲/前進）按鈕，可以看到Switch2是如何轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的，圖3為Switch2對數(shù)據(jù)包進行廣播處理的截圖。

4 結(jié)束語

將Packet Tracer應(yīng)用到計算機網(wǎng)絡(luò)課程的理論教學中，可以有效降低教學演示的成本，還可以將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化、形象化，可以有效地提升學生的學習興趣和學習的注意力，為該課程實現(xiàn)SPOC式的混合式教學提供了有利保障。

【參考文獻】

[1]李劍輝.計算機網(wǎng)絡(luò)配置課程中模擬器的應(yīng)用探索[J].電腦知識與技術(shù)，2017（13）.

[2]姜恩華，李素文，汪徐德，趙慶平.基于Packet Tracer軟件的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程實驗教學探索[J].淮北師范大學學報（自然科學版），2013（34）.endprint