姚友軍

（南京江寧高等職業(yè)技術學校，江蘇 南京 211100）

0 引言

中高職計算機網(wǎng)絡專業(yè)課程的教學目標是培養(yǎng)實用性專業(yè)網(wǎng)絡技術人員，理實一體化教學模式廣泛應用于中高職的課堂教學，中高職網(wǎng)絡專業(yè)骨干課程包括網(wǎng)絡組建、網(wǎng)絡操作系統(tǒng) Windows、Linux服務配置，及網(wǎng)絡安全等，基礎專業(yè)理論課程是網(wǎng)絡基礎，高級課程包括數(shù)據(jù)庫，網(wǎng)絡編程，及網(wǎng)絡管理語言perl、powershell和python等，以往教學過程中對于網(wǎng)絡基礎等的基礎性理論課程教學模式過于簡單，通常使用傳統(tǒng)的授課模式，教師講解學生記憶，最多PPT圖片展示，效率低下，特別是對于在校時間短的中職學生，效果往往很差，并不能為專業(yè)骨干課程打好基礎，不能適應未來職業(yè)發(fā)展的需要，而高級課程需要對網(wǎng)絡的骨干課程有深入的理解，所以專業(yè)學習能否深入進行還在于幾門骨干課程能否順利實施。

1 使用思科的Packet tracer軟件搭建網(wǎng)絡基礎與網(wǎng)絡組建課程實訓軟件環(huán)境

在長期的中高職教學過程中，本人立足理實一體化教學模式進行教學改革，參照思科的CCNA培訓課程，在教學過程中將網(wǎng)絡基礎與網(wǎng)絡組建課程進行有機結合，使用Packet tracer軟件的模擬環(huán)境功能充分展示數(shù)據(jù)包通信過程，幫助學生理解網(wǎng)絡基礎基本工作原理，進行網(wǎng)絡組建課程理實一體化教學[1]。教學過程中使用Packet tracer的行動向導功能解決項目化教學引導的問題，并能進行自動評價，解決學生不知道做什么，做的對不對的問題，甚至于可以將答案參照做在行動向導上，幫助學生記憶?；A學習從模仿開始，讓學生學會模仿、學會專業(yè)思維，為入門理論分析與實訓教學提供了教學方法與手段，同時也提供學生實訓環(huán)境，沒有損壞真實設備的擔憂。Packet tracer可以運行在Windows和Linux兩個操作系統(tǒng)環(huán)境，它甚至還可以運行在Ipad上，突破了教學實訓環(huán)境限制，學生隨時隨地學習、實訓。

2 使用vmware workstation等軟件搭建網(wǎng)絡組建、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)服務、網(wǎng)絡安全課程實訓環(huán)境

Vmware公司開拓了虛擬化市場應用，成為行業(yè)先鋒，它們的產(chǎn)品Vmware workstation廣泛應用于實訓教學，快照功能成為快速環(huán)境恢復與搭建環(huán)境的最有效工具，在虛擬機上部署操作系統(tǒng)服務成為最常用的教學、實訓的方法，相似軟件還有Oracle的Virtualbox，這兩個軟件具有Windows和Linux的兩個版本，功能相似、方便使用，現(xiàn)在流行的Ubuntu桌面是一種LInux的開發(fā)版本，具有Windows無法比擬的穩(wěn)定性和可定制性，成為中高級網(wǎng)絡學習階段的必備工具。思科、華為、山石等著名網(wǎng)絡設備企業(yè)多都有自己的虛擬化產(chǎn)品，MikroTik的產(chǎn)品RouterOS可以直接部署于虛擬機進行使用，這些廣泛應用于市場虛擬化產(chǎn)品，為我們進行實訓教學提供了現(xiàn)存的虛擬設備[2]。

3 使用GNS3虛擬化軟件進行設備虛擬，搭建網(wǎng)絡組建、網(wǎng)絡安全課程實訓環(huán)境

使用Vwmare、virtualbox等虛擬化軟件虛擬硬件設備進行網(wǎng)絡組建、網(wǎng)絡安全教學時，網(wǎng)絡拓撲環(huán)境不能很清楚的表現(xiàn)出來，使用自由社區(qū)軟件的GNS3虛擬出來的路由器、交換機、防火墻等設備搭建網(wǎng)絡拓撲環(huán)境清楚，對于從入門到中高級階段的學生非常適用，GNS3提供了Wmware的版本，在Windows平臺下實現(xiàn)基于Linux平臺的Qemu虛擬環(huán)境的交換機、防火墻，在Wnidows平臺實現(xiàn)大型網(wǎng)絡環(huán)境的虛擬進行實訓教學，為計算機網(wǎng)絡專業(yè)學生提供了專業(yè)教學環(huán)境。

4 Linux平臺使用提高軟件環(huán)境穩(wěn)定性

Packet tracer、Vmware、Virtualbox、GNS3都有Windows版本與Linux版本兩種，現(xiàn)在Linux 版本Ubuntu桌面環(huán)境廣泛被使用，工作穩(wěn)定、開源，具有很強的可定制性，使用Ubuntu平臺的GNS3工作穩(wěn)定，設備模擬器Qemu環(huán)境被各廠商支持，很多虛擬化軟件工作環(huán)境可以在這個平臺運行，而且Ubuntu的KVM環(huán)境與Qemu有機整合，在Ubuntu環(huán)境下使用Vmware workstation虛擬出的計算機與GNS3能實現(xiàn)通信，但因為軟件的兼容性問題，總會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，不太穩(wěn)定，而在KVM環(huán)境虛擬出來的計算機可以穩(wěn)定地與GNS3虛擬出來的各種虛擬設備進行網(wǎng)絡通信，現(xiàn)在64位的計算機突破了內存瓶頸，只要計算機性能足夠好，就能通過一臺計算機虛擬出來復雜的網(wǎng)絡環(huán)境，進行實驗研究，我們甚至可以虛擬出Vmware esxi或其他數(shù)據(jù)中心環(huán)境來研究它們的通信及服務，進行相關的實驗、部署前的環(huán)境測試。

真實訓環(huán)境下研究網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包通信過程，配置硬件設備端口鏡像去使用wireshark等工具抓包研究通信過程、進行協(xié)議分析是必備研究、分析、排錯的手段，這樣配置雖不復雜，但要求有多余的端口來連接線纜，教學過程中往往會出現(xiàn)一些低級問題，如端口連接出錯、線纜出錯，使用虛擬化平臺教學，只要對虛擬線纜進行抓包就可以立即顯示出來，杜絕了類似問題，節(jié)約大量教學時間。

5 使用EVE-ng虛擬化實訓環(huán)境進行實驗與測試

單機使用的GNS3有和Packet tracer類似的操作界面，非常方便網(wǎng)絡拓撲的繪制，教學過程中使用非常有利于學生網(wǎng)絡專業(yè)思維的形成，同時設備操作和真實設備一樣，有比Packet tracer模擬器上的設備更加豐富的設備及設備命令功能，但如果進行學生測試用的實訓環(huán)境的部署，還是相當費時費力的。EVE-ng虛擬環(huán)境虛擬的設備和GNS3相似，使用web頁方式管理與操作方便操作，入門簡單，將eve-ng環(huán)境部署在vmware esxi數(shù)據(jù)中心服務器的虛擬環(huán)境，可以快速生成大量服務器，方便學生考試用測試環(huán)境搭建[3]。

6 使用Veyon廣播電子教學軟件，方便統(tǒng)一教學

傳統(tǒng)的實訓教學，因為實驗室空間及硬件設備價值不菲，往往不能人手一組網(wǎng)絡實訓設備，學生需要分組，有些學生可能就沒有實訓的機會。將實訓環(huán)境虛擬部署在一臺計算機上，有利于集中管理，教學過程中每位學生一臺計算機，一個虛擬的實訓環(huán)境，每位同學就都有實訓的機會了。計算機教學過程廣泛使用廣播電子教學軟件，很容易將學生典型的錯誤案例進行集中講解，有助于課堂教學中教師對課堂的掌控，但當安裝了虛擬機Vwmare workstaion、Virtualbox等軟件后，計算機往往會生成虛擬網(wǎng)卡實現(xiàn)主機與虛擬機進行通信，很多電子廣播教學軟件如極域電子教室不能識別多見網(wǎng)卡環(huán)境，不能正常廣播。使用開源軟件Veyon，能配置指定地址通過點對點單播方式來實現(xiàn)廣播教學，雖在廣播的性能上不如商用軟件來的理想，但廣播、學生演示等功能還是相當齊全，它有下發(fā)作業(yè)的功能，雖沒有收交作業(yè)功能，期待改進，也可以通過其他技術，如samba共享，F(xiàn)TP文件服務器來實現(xiàn)文件的傳輸[4]。

7 使用WDS或PXE進行大規(guī)模機房部署及使用統(tǒng)一身份認證進行授權管理

傳統(tǒng)的實訓教學不太適合大規(guī)模進行，但有了虛擬化仿真技術及廣播電子教學軟件后，就可以很好的完成了，教學的效果要比大屏投影好的多，但這樣的機房實訓環(huán)境部署來的復雜的多，現(xiàn)在流行的還原卡方式進行系統(tǒng)傳送以及進行計算機恢復的機房管理方式不太能適用于這種情況，Linux環(huán)境Ubuntu桌面與還原卡的兼容性有待研究。使用Windows環(huán)境的WDS部署及Linux的PXE系統(tǒng)安裝通過網(wǎng)絡進行系統(tǒng)安裝的方法能夠解決系統(tǒng)大規(guī)模部署問題，而現(xiàn)在使用Puppet進行程序的自動部署與安裝也廣泛流行，適于Windows環(huán)境與Linux環(huán)境，為快速大規(guī)模布置軟件提供了方法[5]。使用Windows的域環(huán)境進行用戶權限的限制或是紅帽的IPA用戶集中權限管理，能有效進行用戶權限的分配與管理，也有l(wèi)dap的用戶認證及Raidious的權限分配，但實現(xiàn)起來難度要大的多，集中式權限管理讓教師在實訓時臨時開啟權限也很方便。

8 結語

總之，技術在不斷更新發(fā)展，新的技術層出不窮，這些都為教學的開展提供了巨大的支持。這里簡要談到的一些常用技術希望能打開啟示。但是需要注意的是，在應用新技術的過程之中，必須要與教學內容進行有機的結合。