有关于计算机网络虚拟实验平台在高职计算机网络教学中运用
最后更新时间：2024-01-15
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论文导读：
摘要：分析了当前高职计算机网络专业课在实践教学环节中存在的问题，比较了目前流行的模拟器的优劣，将虚拟实验平台GNS3运用于高职网络专业的实践教学中，介绍了该模拟器的安装和基本配置，并通过实例验证了该模拟器在网络实验中的应用效果。
关键词：高职教育；虚拟试验平台；实验教学；GNS3
16727800（2013）007009503
0 引言
高职教育作为我国高等教育的重要组成部分，与本科教育相比，有着鲜明的自身特点和独特的人才培养模式，高职教育以“应用”为主旨，培养学生的技术应用能力和创新能力，因此，实践环节在高职教育中一直占有非常重要的地位 。在高职网络专业课实践教学中经常会遇到如下问题：
①实验设备昂贵导致设备紧缺，硬件环境远远达不到实验数学要求；
②学生实验时间有限；
③网络现象难以解释，抽象的网络原理难以理解；
④实验准备工作耗时过多。
基于以上原因，实验教学难以满足培养具有较强实践能力和创新能力的专业人才的需求，亟需进行改革。为此我们将虚拟实验平台引入到计算机网络专业的实验教学中。
1 虚拟实验优越性
伴随着现代信息技术，多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们对科学实验研究的需求不断增长，虚拟实验开始出现并受到广泛关注。虚拟实验（室）（virtual Laboratory ，简称VL），也称合作实验（Collaboratory Laboratory，简称CL），这个概念于1989年由美国William Wolf教授最早提出：他形象地把虚拟实验室称为没有围墙的研究中心。虚拟实验是指借助于图形图像、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的学术论文下载www.7ctime.com
相关软硬件的操作环境[3]。
虚拟实验相对真实实验而言没有以实物形态存在的实验设备与实验对象，实验过程主要是利用鼠标的点击和拖动，来添加原材料、设置实验条件、采集实验数据、分析和处理实验结果，从而完成整个实验。
与传统实验方法相比，虚拟实验平台使用方便，省去了用网线连接设备，频繁变换CONSOLE线，不停地往返于设备之间的环节，在很大程度上提高了效率[4]；能模拟不同类型的网络设备，成本低；在实验中，能直观地看到整个实验的拓扑图，以及数据包的转发过程；更重要的是，学生们可以随时验证和探索学习过程中遇到的疑难问题，有助于自主学习的开展。虚拟实验是一种新型实验技术和实验方法[5]。
2 虚拟实验平台选择[6]
常见的网络设备模拟器有Packet Tracer 、Dynamips、Dynamips GUI、GNS3等。
（1）Packet Tracer 的优点是：具有逼真的操作界面，操作简单，初学者很容易上手，软件提供各种不同型号的交换机、路由器及各种类型的传输介质，学生可根据实验内容自己绘制拓扑图，进行仿真实验，比较适合初学者；缺点是：虚拟器基于软件，不能加载真实网络设备的IOS，仅是对IOS命令行进行模拟，结果造成很多命令模拟不了或不能得到正确的结果。
（2）Dynamips是基于真实网络设备的IOS，所以它运行起来和真实的网络设备效果几乎一样，能模拟路由器的所有功能，但它的所有操作，包括拓扑的建立和参数的设置，都采用命令行界面，不够直观，对初学者而言理解较困难；Dynamips GUI虽然在Dynamips的基础上增加了用户界面，方便用户选择网络设备，但在配置网络拓扑上依然没有使用图形界面，让使用者感觉比较抽象。
（3）GNS3同时具备了Packet Tracer 和Dynamips 的优点。它的核心是Dynamips，是Dynamips 图形化的网络模拟工具，它基于真实网络设备的IOS，能准确地模拟所有高级路由交换实验，且拓扑修改简便，可视化和可操作性强，有利于人机交互。相比其它网络设备模拟器具有更好的实验教学价值。
3 GNS3的安装和应用实例
4 结语
从以上的分析和实例不难看出，GNS3虚拟实验平台具有真实设备无法比拟的优越性，学生可随时登陆平台灵活操作各种实验设备，不受传统的面对面统一教学模式的限制，并可反复实验，从中发现问题并解决问题。这种方式能充分发挥学生的主观能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，激发学论文导读：验教学中的整合与应用.绍兴文理学院学报：实验科学与技术，2005（4）.陈小红.基于仿真软件的虚拟实验设计与应用.上海：上海师范大学，2010.黄晓琴.高校实验教学中虚拟现实技术的应用.软件导刊：教育技术，2009（1）.贾晶晶.桌面虚拟现实技术在教育中的应用.软件导刊：教育技术，2008（8）.梁发洵.GNS3在网络实验中的应
生对专业课学习的兴趣。
参考文献：
伍德雁，陈胜华.高职计算机网络技术专业工学结合人才培养模式探索[J].广西教育，2011（10）.
马秀香.虚拟与传统技术在实验教学中的整合与应用[J].绍兴文理学院学报：实验科学与技术，2005（4）.
[3] 陈小红.基于仿真软件的虚拟实验设计与应用[D].上海：上海师范大学，2010.
[4] 黄晓琴.高校实验教学中虚拟现实技术的应用[J].软件导刊：教育技术，2009（1）.
[5] 贾晶晶.桌面虚拟现实技术在教育中的应用[J].软件导刊：教育技术，2008（8）.
[6] 梁发洵.GNS3在网络实验中的应用[J].电脑与电信，2010（10）.
（责任编辑：余 晓）
摘要：分析了当前高职计算机网络专业课在实践教学环节中存在的问题，比较了目前流行的模拟器的优劣，将虚拟实验平台GNS3运用于高职网络专业的实践教学中，介绍了该模拟器的安装和基本配置，并通过实例验证了该模拟器在网络实验中的应用效果。
关键词：高职教育；虚拟试验平台；实验教学；GNS3
16727800（2013）007009503
0 引言
高职教育作为我国高等教育的重要组成部分，与本科教育相比，有着鲜明的自身特点和独特的人才培养模式，高职教育以“应用”为主旨，培养学生的技术应用能力和创新能力，因此，实践环节在高职教育中一直占有非常重要的地位 。在高职网络专业课实践教学中经常会遇到如下问题：
①实验设备昂贵导致设备紧缺，硬件环境远远达不到实验数学要求；
②学生实验时间有限；
③网络现象难以解释，抽象的网络原理难以理解；
④实验准备工作耗时过多。
基于以上原因，实验教学难以满足培养具有较强实践能力和创新能力的专业人才的需求，亟需进行改革。为此我们将虚拟实验平台引入到计算机网络专业的实验教学中。
1 虚拟实验优越性
伴随着现代信息技术，多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们对科学实验研究的需求不断增长，虚拟实验开始出现并受到广泛关注。虚拟实验（室）（virtual Laboratory ，简称VL），也称合作实验（Collaboratory Laboratory，简称CL），这个概念于1989年由美国William Wolf教授最早提出：他形象地把虚拟实验室称为没有围墙的研究中心。虚拟实验是指借助于图形图像、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的学术论文下载www.7ctime.com
相关软硬件的操作环境[3]。
虚拟实验相对真实实验而言没有以实物形态存在的实验设备与实验对象，实验过程主要是利用鼠标的点击和拖动，来添加原材料、设置实验条件、采集实验数据、分析和处理实验结果，从而完成整个实验。
与传统实验方法相比，虚拟实验平台使用方便，省去了用网线连接设备，频繁变换CONSOLE线，不停地往返于设备之间的环节，在很大程度上提高了效率[4]；能模拟不同类型的网络设备，成本低；在实验中，能直观地看到整个实验的拓扑图，以及数据包的转发过程；更重要的是，学生们可以随时验证和探索学习过程中遇到的疑难问题，有助于自主学习的开展。虚拟实验是一种新型实验技术和实验方法[5]。
2 虚拟实验平台选择[6]
常见的网络设备模拟器有Packet Tracer 、Dynamips、Dynamips GUI、GNS3等。
（1）Packet Tracer 的优点是：具有逼真的操作界面，操作简单，初学者很容易上手，软件提供各种不同型号的交换机、路由器及各种类型的传输介质，学生可根据实验内容自己绘制拓扑图，进行仿真实验，比较适合初学者；缺点是：虚拟器基于软件，不能加载真实网络设备的IOS，仅是对IOS命令行进行模拟，结果造成很多命令模拟不了或不能得到正确的结果。
（2）Dynamips是基于真实网络设备的IOS，所以它运行起来和真实的网络设备效果几乎一样，能模拟路由器的所有功能，但它的所有操作，包括拓扑的建立和参数的设置，都采用命令行界面，不够直观，对初学者而言理解较困难；Dynamips GUI虽然在Dynamips的基础上增加了用户界面，方便用户选择网络设备，但在配置网络拓扑上依然没有使用图形界面，让使用者感觉比较抽象。
（3）GNS3同时具备了Packet Tracer 和Dynamips 的优点。它的核心是Dynamips，是Dynamips 图形化的网络模拟工具，它基于真实网络设备的IOS，能准确地模拟所有高级路由交换实验，且拓扑修改简便，可视化和可操作性强，有利于人机交互。相比其它网络设备模拟器具有更好的实验教学价值。
3 GNS3的安装和应用实例
4 结语
从以上的分析和实例不难看出，GNS3虚拟实验平台具有真实设备无法比拟的优越性，学生可随时登陆平台灵活操作各种实验设备，不受传统的面对面统一教学模式的限制，并可反复实验，从中发现问题并解决问题。这种方式能充分发挥学生的主观能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，激发学论文导读：验教学中的整合与应用.绍兴文理学院学报：实验科学与技术，2005（4）.陈小红.基于仿真软件的虚拟实验设计与应用.上海：上海师范大学，2010.黄晓琴.高校实验教学中虚拟现实技术的应用.软件导刊：教育技术，2009（1）.贾晶晶.桌面虚拟现实技术在教育中的应用.软件导刊：教育技术，2008（8）.梁发洵.GNS3在网络实验中的应
生对专业课学习的兴趣。
参考文献：
伍德雁，陈胜华.高职计算机网络技术专业工学结合人才培养模式探索[J].广西教育，2011（10）.
马秀香.虚拟与传统技术在实验教学中的整合与应用[J].绍兴文理学院学报：实验科学与技术，2005（4）.
[3] 陈小红.基于仿真软件的虚拟实验设计与应用[D].上海：上海师范大学，2010.
[4] 黄晓琴.高校实验教学中虚拟现实技术的应用[J].软件导刊：教育技术，2009（1）.
[5] 贾晶晶.桌面虚拟现实技术在教育中的应用[J].软件导刊：教育技术，2008（8）.
[6] 梁发洵.GNS3在网络实验中的应用[J].电脑与电信，2010（10）.
（责任编辑：余 晓）