探讨思科VM虚拟机和思科PT软件在计算机网络课程教学中运用

【摘 要】分析计算机网络课程教学中存在的问题，探讨VM虚拟机和思科Packet Tracer软件在计算机网络课程教学中的应用。
【关键词】VM虚拟机 思科Packet Tracer软件 计算机网络课程 教学 应用
0450-9889（2013）04C-0191-02
计算机网络课程的教学目的是使学生掌握计算机局域网的设计、组建与维护的基本技能。该课程实践性很强，因此，需要给学生创造出足够多的实践动手机会。本文分析计算机网络课程教学中存在的问题，探讨VM虚拟机和思科PT软件在计算机网络课程教学中的应用。

一、计算机网络课程教学中存在的问题

(一)实验设备不足

计算机网络课程在教学中实训项目很多，如南宁学院目前开设的中小型网络组建这门课程，实训项目多达21项，各项实训均需要众多的实验设备来支撑。例如“网络服务器搭建”这一实训，就要求每个人需要有1台装有Windows Server 2003操作系统的计算机充当服务器，同时还需要1～2台装有Windows xp操作系统的计算机充当客户机进行测试。总之，这门课程的每一个实训均要求学生动手实践才能掌握相关技巧，因此这些设备的需要量很大。然而，实验设备是稀缺资源，如果不科学规划使用这些资源，仅靠学校每年对计算机实验室的投入是解决不了问题的。

(二)场地不足

我们可以就前面提到的“网络服务器搭建”这一实训算一个简单的经济账：假设每个班的人数为40人，要完成这个实训需要服务器40台，需要测试机80台，两项合计共120台。仅此实验，一个40人的班级就要占用120台计算机，如果按40台计算机建一间实验室，那就是需要3间实验室。而往往每个学期同时开课的班级不少于4个这样的班级，那就至少需要建设12间实验室才能满足需求。其他计算机课程教学的实训同样对实验室的需求量很大。如何在有限的实验场地完成如此艰巨的教学任务，这是一个很具挑战性的问题。

(三)管理不到位

计算机实验室管理员通常都是一个人同时管理几间实验室，而鉴于计算机网络课程教学的特殊性，就必须在管理环节上加强管理力度。因为在学生当中不乏有意或者好奇而修改计算机、交换机、路由器等设备配置者，这些操作往往会使得除设置者本人之外的其他人无法使用这些设备。另外，不断的连接和拆除这些设备，也会对设备造成很大的伤害。管理不到位势必使这种情况更加恶化。

二、VM虚拟机和思科PT软件在计算机网络课程教学中的具体应用

针对前面提出的这些问题，笔者在教学及实训过程中引入VM虚拟机和思科Packet Tracer（PT）软件，将两者结合起来一起使用，这是一种很好的解决方案。

(一)虚拟机在实训中的应用

1.虚拟机简介。虚拟机就是虚拟的计算机，是指运行于物理计算机上的、用软件模拟出来的、具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的计算机系统。一台物理计算机可虚拟出多台完整的虚拟机，并且不同的虚拟机可运行单独的操作系统而互不干扰。每台虚拟机都具有自己的CPU、内存、硬盘、网卡、BIOS、光驱、显卡等，只不过这些硬件设备都是用虚拟软件模拟出来的。在实训过程中，可利用虚拟机进行开机、关机、硬盘格式化、设置BIOS等操作，这一切对主机没有任何影响。
目前，计算机教学中比较常用的虚拟机软件主要有VMware公司的VMware Workstation和微软公司的Microsoft Virtual PC。VMware技术相对比较成熟，可以虚拟更多的主流操作系统，功能更强大，使用起来比较容易，市场占有率比较高。
2.虚拟机在实训中的具体应用。在前面提到的“网络服务器搭建”这一实训中，我们可以利用VM虚拟机软件实现一台计算机“同时”运行几台装有不同操作系统的计算机，还可以将这几台计算机连成一个网络。在机房的计算机中安装虚拟机软件VMWare后，利用VMWare模拟出1台Windows Server 2003服务器，在服务器里添加并配置好诸如DHCP、DNS、WEB、FTP等服务器后，可再模拟出1～3台Windows xp论文下载中心www.618jyw.com
或Linux客户机进行测试试验。这几台虚拟的计算机同时在一台真实计算机上运行，互不干扰，并且同在一个局域网内，所做的实验得出的效果和使用几台真实计算机得出的效果是一样的（如图1），从而解决了一个学生做实训需要多台计算机、多个操作系统的问题。

(二)思科Packet Tracer软件在实训中的应用

1.Packet Tracer简介。Packet Tracer软件是思科公司开发的网络仿真工具软件，是一个为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计配置和网络故障排除模拟环境的学习平台，支持学生和教师建立仿真虚拟，通过Packet Tracer软件的模拟来实现思科主流网络设备的功能，进而实现复杂网络环境的构建和网络事件的模拟。学生可在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，软件中实现的ISO子集允许学生配置设备，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。Packet Tracer已出的版本有很多种，版本越新越好，目前最新版本为Packet Tracer 6.0。
2.Packet Tracer在实训中的具体应用。Packet Tracer使用过程非常简明扼要，如图2所示，白色的部分是工作区，工作区上方是菜单栏和工具栏，工作区下方是主要网络设备、终端、连接线缆等网络系统产品选择栏，工作区右侧是选择、删除设备、添加标注工作栏。
在组网实训中，可利用Packet Tracer从主要网络设备、终端、连接线缆等产品选择栏里选择需要的实验器材，直接向工作区拖曳就可以快速建立网络拓扑。而且可供选择的网络设备、终端、连接线缆等产品种类及型号众多，可以任意选择里面的任何一款产品，极尽想象力去搭建各式各样的网络系统（如图3）。如果不满意，只需从右侧选择、删除设备工作中选择删除即可。此外，还可在经配置后的网络系统里进行各种测试，并可观察到网络的实时运行情况，从而发现配置的正确性。
我们在真正进行设备连接时，如果连接错误，只有通过观察甚至测试才会知道是否连接错误。但这种错误在Packet Tracer里面却直接有明显的提示，详见如图4。
当然，VM虚拟机和思科PT软件不能替代真正的设备，但它们可以让学生在机房或宿舍里随时随地通过这些工具的仿真界面进行实训，这种技能的获得对学生在真正设备上进行具体操作来说是不可或缺的。
【参考文献】
浅谈虚拟机在计算机教学中的应用[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3ef1962258fb770bf78a55c0.html
杨功元.思科PT软件在计算机网络专业教学中的探究与实践[J].数字技术与应用，2010（10）
（责编 苏 洋）