Packet Tracer软件在计算机网络实验教学中的实践应用研究

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摘 要：随着计算机技术在生产、生活中广泛推广应用，导致计算机专业成为目前中等职业教育中相对热门的专业之一，而计算机网络课程属于本门专业中的核心基础课程。但是由于各个中等职业教育教学软硬件设施的差异性，导致计算机网络教学质量参差不齐，为了解决中等职业教育计算机网络课程实验教学的困境，近几年逐渐将packet tracer虚拟仿真软件引入实验教学中，学生可在一个仿真实验环境中进行学习，这样不仅提高了实验的效率，还能够激发了学生探索兴趣，培养学生的创造能力。

关键词：Packet Tracer；计算机网络；教学

中图分类号：TP393-4

计算机网络课程属于计算机技术专业中的基础性教学内容，由于该课程涉及很多的理论知识和抽象的算法、协议，而且随着计算机网络技术的不断发展，网络结构拓扑越来越复杂，这对于中等职业教育计算机网络教学提出了更高的要求。为了满足实践应用的需求，在计算机网络教学中引入Packet Tracer虚拟仿真软件，不仅可以降低中等职业教育计算机网络实验教学的成本，更重要的是还能提高学生的实践与创造能力，对于中等职业教育计算机网络实验教学来说具有十分重要的意义。

1 Packet Tracer 虚拟仿真软件简介

思科公司的Packet Tracer软件属于是一款专门针对CCNA认证考试的辅助学习软件，其可以构建一个高度集成的可视化、仿真、协作以及评估环境的仿真模型。在计算机网络课程教学中引入该软件，学生便可在软件图形用户界面上自由建立网络拓扑，同时还能够在IOS环境中配置虚拟设备，有助于学生了解、掌握网络设备中各种配置的指令；可详细演示数据包在网络传输中的处理过程，学生可清楚地观察到网络实时的运行情况[1]。

2 Packet Tracer辅助计算机网络教学实践应用

目前，Packet Tracer软件可支持“Simulation”、“Topology”两种模式，在本文研究中我们将在这两种模式下通过两个教学案例介绍如何利用Packet Tracer辅助学习软件。

2.1 HTTP数据包传输实验教学案例

通过对HTTP数据包传输进行实验教学，可帮助学生了解并掌握HTTP请求的整个传输过程细节。详细实验教学案例步骤如下：

2.1.1 在IP地址为192.168.1.2的主机web 浏览器上输入：http：//192.168.2.2。

2.1.2 打开Simulation Panel的设置，在其中预设一个过滤规则，其主要是用于捕获HTTP和TCP数据包；捕捉到数据包之后点击“auto capture play”，此时在Event List中便会自动显示HTTP请求的整个传输过程，如图1所示。

图1 HTTP请求的传输过程

2.1.3 从上图中我们可以查看所有的数据包，从中我们可以看出数据包的传输是分为三个阶段：其中第一阶段主要为TCP通过三次握手协议建立链接的过程；第二阶段则为HTTP传输数据包的过程；第三阶段为释放数据包。而判断各个阶段的主要依据在于TCP报头中的FIN、ACK、SYN标志[2]。

通过本教学案例的学习，学生可以掌握以下几方面知识点：一是了解TCP数据包的端-端通信模式，HTTP主要作用于应用层服务，通过主机和服务器可查看1-7层的传输数据信息；二是TCP建立链接需要进行三次握手。HTTP数据在传输之前必须建立连接；三是在整个数据传输过程中每一方的TCP报头序列号都会呈现出递增1的规律；四是当所有数据传输完成之后都需要连接释放，TCP在链接释放时需要进行三次握手。

2.2 ICM P数据包传输实验教学案例

在本教学案例中可以让学生掌握ICM P数据包传输的整个过程。实验步骤如下：

2.2.1 在IP地址为192.168.1.2的主机命令行方式下输入：ping 192.168.2.2。

2.2.2 打开Simulation Panel的设置，预设一个过滤规则――只捕捉ICM P数据包，设置完成之后再点击“auto capture play”，此时在Event List中便会自动显示ICM P数据包传输的全部ping过程。

2.2.3 密切观察ICM P数据包传输经过的所有路径。数据包的传输路径为：192.168.1.2 H ub0 192.168.1.3和Switch0，Swtich0 Router0 192.168.2.2（H TTP服务器）。同时HTTP服务器回应ICM P数据包一般采取逆向传输方式回到主机。

2.2.4 随机打开任意数据包，点击“PDU Inform ation at Device”后便可以直接查看此数据包的报头信息。在图3中主要显示Router0 接受到Switch0所传输的ICM P数据包信息，数据包在传输过程中从路由器开始传输之后，两端IP地址未发生改变，但是源M AC地址和目的M AC却发生改变。R outer0上的ICM P数据包信息详见图2。

图2 在R outer0上的ICM P数据包信息

通过本教学案例的学习，学生可掌握以下几方面知识点：一是由于路由器属于网络层设备，只能查看1-3层的数据信息。当数据包有路由器经过时，其网络层的IP地址不会改变，但是数据链的路层地址会发生改变；二是由于交换机属于是数据链中的路层设备且采用交换式的工作方式，只能查看到1-3层的数据信息。当数据包经过时其MAC地址不会改变；三是了解集线器是一个物理层设备且采用广播式工作模式，在上面无法查看到2-7层的数据信息，其工作主要是采用广播式[3]。

3 结束语

Packet Tracer软件通过虚拟手段建立一个高度仿真的实验环境，让学生在模拟的网络实训平台上开展直观的教学活动，其将抽象的理论教学变成了自主设计虚拟案例，在整个学习过程中学生主动参与思考、验证、解决教学问题，同时学生在学习时还可以发现更多的规律和问题，不仅有利于进一步巩固教学效果，对于提升计算机网络实验教学质量也具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]薛琴.基于Packet Tracer的计算机网络仿真实验教学[J].实验室研究与探索，2010（02）：67.

[2]徐巧枝.基于Packet Tracer的计算机网络实验教学方案[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2012（03）：144-146.

[3]杨兵.基于packet tracer5.3计算机网络仿真实验教学研究[J].软件，2012（08）：113-119.

作者单位：辽宁省本溪市机电工程学校，辽宁本溪 117022