網絡課程設計與應用研究

1、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(xié)議的原理，模擬真實網絡環(huán)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(tǒng)中能夠很好地克服傳統(tǒng)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(yǎng)標準及一體化課程規(guī)范（試行）（人社廳函2017285號）對計算機網絡應用專業(yè)人才培養(yǎng)目標的定位，

2、技工院校計算機網絡應用專業(yè)培養(yǎng)的學生應適應計算機網絡管理職業(yè)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(yè)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?lián)Q代快、容易損壞、維護成本高等。eNSP（EnterpriseNetworkSimulationPlatform）是由華為公司開發(fā)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(tǒng)

3、，最大程度地模擬了真實設備環(huán)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(tǒng)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(yǎng)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

4、絡設備價格昂貴、更新?lián)Q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68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，68位學員共用一組設備，這對培養(yǎng)學員的團隊合作能力有很大的幫助，卻不利于學員系統(tǒng)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

5、用到一組設備來搭建環(huán)境，往往需要56臺路由器、多臺交換機、防火墻、IDS、IPS和PC協(xié)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(xié)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。 2eN

6、SP平臺技術的優(yōu)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(yè)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(yè)ICT網絡的規(guī)劃、建設、運維能力，從而幫助企業(yè)構建更高效、更優(yōu)質的企業(yè)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?？梢苑抡嬖O備配置功能，快速學習華為命令行，還可以模擬大規(guī)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(xié)議交互過程。（2）圖形化操作：eNSP支持拓撲的創(chuàng)建、修改、刪除、保存以及設備

7、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(tài)。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(guī)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(yōu)點充分說明利用eNSP能方便快捷地完成大

8、型網絡實驗，進行協(xié)議、流量、負載均衡等的分析實驗?？梢越鉀Q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(qū)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

9、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：SW1stpregion-configurationSW1-mst-regionregion-nameHuaweiSW1-mst-regionrevision-level1SW1-mst-regioninstance1vlan110SW1-mst-regioninstance2vlan20SW1-mst-regionactiveregion-configurationSW1-mst-regionquit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：SW1stpinstance1pr

10、iority0SW1stpinstance2priority4096SW2stpinstance1priority4096SW2stpinstance2priority0配置完成后，從PC1持續(xù)發(fā)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(fā)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(fā)的。同理從PC2持續(xù)發(fā)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(fā)現只有G0/0/1能抓到ping包，由此證明VLAN20的流量是通

11、過SW3的G0/0/1轉發(fā)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(xié)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(yè)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(yǎng)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(yè)的實際技術問題。但傳統(tǒng)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

12、能掌握的情況，無法滿足技工院校培養(yǎng)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(qū)中完整地部署，做好標注，也可以根據系統(tǒng)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

13、配規(guī)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(fā)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(fā)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

14、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。考核后的答卷詳情對學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(yǎng)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(yè)人員。對教師來說，自動閱卷、自動分析反饋功能，節(jié)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(yǎng)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):209-21