淺談網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程建設(shè)

引 言

地方高校人才培養(yǎng)主要以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主，網(wǎng)絡(luò)工程從 2002 年首次招生至今經(jīng)過了十幾年的發(fā)展建設(shè)，已經(jīng)有眾多畢業(yè)生走上了工作崗位。經(jīng)過反復(fù)調(diào)研了解到，社會在對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才的需求中，要求學生能夠擁有較好的專業(yè)基礎(chǔ)和較強的實踐能力，而如何將社會人才需求和人才培養(yǎng)過程充分結(jié)合，是高校教師需要不斷探索和實踐的一個課題。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程是以網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計、部署、管理和網(wǎng)絡(luò)故障排查為基礎(chǔ)的課程，是網(wǎng)絡(luò)專業(yè)基礎(chǔ)類課程。課程大綱制定時，結(jié)合了《高等學校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)方案》中的“網(wǎng)絡(luò)路由與交換技術(shù)”和“網(wǎng)絡(luò)工程”兩門課程的知識要點[1]，融合了思科網(wǎng)絡(luò)學院課程資源和思科認證知識體系，是一門基礎(chǔ)性和實踐性都很強的課程，主要培養(yǎng)目標是提高學生網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計、規(guī)劃與實施能力 [2]。

1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程教學中存在的問題

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的必修課程，不同高校課程名稱上略有不同，例如路由與交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)等。該課程的實踐性要求極強，不僅要讓學生掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本理論與知識，更要強調(diào)對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用、工程實踐能力、創(chuàng)新能力[3]。通過和多所院校交流總結(jié)，發(fā)現(xiàn)課程建設(shè)過程中普遍存在以下問題。

(1) 知識結(jié)構(gòu)不夠完整。由于網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)涉及面較廣、知識點較多，很多高校的課程內(nèi)容來源選取上過于單一，內(nèi)容不夠完整，缺少園區(qū)網(wǎng)組網(wǎng)的一些常用關(guān)鍵技術(shù)；

(2) 知識更新陳舊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新要求教師不斷加強學習與實踐，各種條件限制教師進修也造成課程內(nèi)容更新不及時；

(3) 實驗平臺單一。很多學校過分側(cè)重于虛擬軟件平臺的建設(shè)，主要是因其復(fù)雜性更低、實驗過程更簡單，也避免了高額的實驗設(shè)備投入。但是使用模擬平臺完成實驗，學生的團隊協(xié)作意識和實際工程能力得不到充分鍛煉，無法樹立自信心，在面對真實工程項目時顯得手足無措；

(4) 課程考核過于單一。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由作為一門實踐性非常強的課程，多數(shù)高校卻仍然采取試卷考試模式，對中間學習過程也不加強管理，考核的內(nèi)容和結(jié)果與授課目標無法達成統(tǒng)一[4]。

2 課程建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程主要介紹網(wǎng)絡(luò)層次模型、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理及配置技術(shù)，結(jié)合園區(qū)網(wǎng)的需求，完成網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、實施、管理與維護。課程建設(shè)初期對同類高校相關(guān)課程的建設(shè)進行了深入的調(diào)研，最終選取了國內(nèi)外知名度高、開放度較好、學習資源較豐富的思科平臺作為實踐平臺，引入和結(jié)合了思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學院課程計劃內(nèi)容，融合了路由和交換體系中的 CCNA、部分 CCNP 和 CCIE 的內(nèi)容，使得知識學習緊跟專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展，極大地提高了學生學習興趣。

由于課程涉及的知識點較多，難度層次也不相同，同時結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)及方向特點，設(shè)置為 A、B 兩個模塊，在本科第四、五學期連續(xù)開設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由A共 64學時，包括理論學時 40學時、實踐學時 24學時，為專業(yè)必修課。課程和思科網(wǎng)絡(luò)學院計劃進行了融合，將 CCNA路由和交換內(nèi)容嵌入課程，學生完成課程后即可達到相應(yīng)企業(yè)認證水平 [5]。課程內(nèi)容主要包括網(wǎng)絡(luò)層次模型，交換機基礎(chǔ)、VLAN、VLAN之間的互聯(lián)、STP協(xié)議、路由器基礎(chǔ)、路由協(xié)議分類、靜態(tài)和動態(tài)路由協(xié)議（RIP、EIGRP、OSPF）、ACL、DHCP、NAT等。課程授課目標是讓學生掌握網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、基本協(xié)議和基本操作技能的， 能夠組建簡單的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 B 共 64 學時，包括理論學時 36 學時、 方案研討 12 學時、實驗學時 16 學時，為專業(yè)方向選修課。課 程內(nèi)容結(jié)合園區(qū)網(wǎng)建設(shè)需求，融合了校園網(wǎng)解決方案、嵌入 部分 CCNP 和 CCIE 內(nèi)容。課程內(nèi)容主要包括高級生成樹協(xié) 議、多層交換技術(shù)、首跳冗余協(xié)議（VRRP、HSRP、GLBP）、 BGP、策略路由、VPN、IPv6 等。課程授課目標是讓學生結(jié) 合用戶需求展開網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計，能夠組建和管理安全性、 冗余性、可靠性更好的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，并熟練掌握網(wǎng)絡(luò)故障分析及 排查技術(shù)。

 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 A 是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 B 的先修課，前者 面向全專業(yè)學生開設(shè)，要求其必須掌握基本原理、基本技能 和基本組網(wǎng)技術(shù)，而后者僅供選修網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)方向的學生 學習，是對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計與實施技能的提升和加強，因此， 課程中也引入了方案研討部分，通過案例教學使學生在網(wǎng)絡(luò)工 程實施全過程的能力都得以提高。

3 實驗平臺建設(shè) 

由網(wǎng)絡(luò)模擬器構(gòu)建的虛擬實驗平臺，很大程度上降低了 專業(yè)辦學成本，但卻嚴重降低了學生工程實施經(jīng)歷和實踐效 果，而由硬件設(shè)備組成的真實實驗平臺由于設(shè)備數(shù)量和類型的 不足，也影響著學生大規(guī)模組網(wǎng)的需求。真實實驗平臺在團 隊協(xié)作上提出了更多的要求，更能鍛煉學生功能技術(shù)能力，虛 擬實驗平臺使用更方便，更利于大規(guī)模組網(wǎng)實踐，因此實驗 平臺的建設(shè)要做到虛實結(jié)合，多方位提升學生的實踐技能 [6,7]。 

3.1 硬件實驗平臺 

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由硬件實驗平臺設(shè)計時充分借鑒了工程教 學中的團隊協(xié)作方式，這也是企業(yè)人才需求中學生應(yīng)該具備 的十分重要的能力。實踐過程通過分組模式完成，同組的學 生在實驗過程中注重加強交流與合作，提升學生的團隊協(xié)作 能力。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗分組采用傳統(tǒng)的六人組模式，內(nèi)部又細分 為了兩個三人小組（以下簡稱“小組”），每個小組的實驗平臺 由三臺路由器、三臺交換機組成，這樣可以保證實驗過程中， 每位學生都有一套（即一臺路由和一臺交換）設(shè)備操作，參與 性更強?；緦嶒灐Ⅱ炞C型實驗以小組方式完成，綜合實驗、 大規(guī)模實驗采用六人組完成。例如 VPN 實驗，在 A-1 組和 A-2 組分別完成園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部互聯(lián)后，以校園網(wǎng)作為 ISP 網(wǎng)絡(luò)完成區(qū) 域互聯(lián)，更加逼近真實環(huán)境。圖 1 所示是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗分組 的布局圖。 

實驗分組平臺主要包括以下三種鏈路類型 ：

（1）網(wǎng)絡(luò)連接。主機位的網(wǎng)絡(luò)連接使用實驗網(wǎng)線纜延長 到機柜公共配線架，在配線架使用網(wǎng)絡(luò)跳線可直接接入校園 網(wǎng)交換機完成單機的聯(lián)網(wǎng)，也可連接至相應(yīng)分組的實驗設(shè)備 進行本地組網(wǎng)實驗。

（2）設(shè)備配置連接。每小組的六臺設(shè)備使用設(shè)備配置線 纜將設(shè)備的 Console 口和臺面上的 Console 配線架（此處使用 8 口配線架）連接起來，然后將設(shè)備配置線一端連接到 PC 的 串行口，另一端連接至 Console 配線架上的相應(yīng)設(shè)備接口，這 樣學生在完成組網(wǎng)配置實驗室，可以較方便的切換要配置的 設(shè)備。（3）組網(wǎng)連接。每組設(shè)備中的三臺路由器之間使用 V.35 串行線纜構(gòu)建成一個環(huán)網(wǎng)，學生在實驗過程中結(jié)合組網(wǎng)需求 打開相應(yīng)鏈路。以太網(wǎng)鏈路（即：路由器和交換機、交換機之 間的鏈路）的連接由學生根據(jù)不同的實驗自行完成連接。 

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗分組平臺使操作者與設(shè)備充分貼近，又不 會顯得設(shè)備、線纜雜亂無章，實驗拓撲清晰，更便于組織開展 實踐活動。同時分組模式使學生在日常實驗過程中就樹立了較 強的合作意識，提升學生的團隊協(xié)作能力。

3.2 模擬實驗平臺 

模擬實驗平臺是基于思科 Packet Tracer 平臺建設(shè)的， PacketTracer 軟件是思科公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，是網(wǎng)絡(luò)初 學者很好的輔助時間平臺 [8,9]。網(wǎng)絡(luò)模擬軟件的使用有助于學 生在網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性測試、網(wǎng)絡(luò)安全策略測試和各種網(wǎng)絡(luò)性能 評估的實施時變得更加便捷更加有效，是提升個人能力的有 效平臺 [10]。 

Packet Tracer 平臺的使用分為兩種模式，即自組網(wǎng)模式 和基于驗證的固定組網(wǎng)模式，兩種模式的基本特點如下： 

（1）自組網(wǎng)模式。學生結(jié)合實驗要求完成網(wǎng)絡(luò)拓撲連接， 設(shè)備配置，并測試連通性。此模式可作為課前預(yù)習和課后練習 的平臺使用。 

（2）基于驗證的固定組網(wǎng)模式。使用 Packet Tracer 的 Active Wizard 功能，由教師設(shè)計組網(wǎng)需求，并設(shè)置其中的關(guān) 鍵知識測試點，學生在指定的時間長度內(nèi)完成實驗，并查看 完成度。此模式可以針對知識模塊的測試使用。

使用模擬實驗平臺完成實驗過程，簡化了基本實驗流程，可以在一定程度上提高個人的組網(wǎng)技能，同時也突破了大規(guī)模 組網(wǎng)時的設(shè)備數(shù)量限制，是硬件實驗平臺的有效補充。 

3.3 實驗案例 

設(shè)備組網(wǎng)實驗中，每一個三人臺實驗位使用三臺路由、三 臺交換進行組網(wǎng)，可以完成基本的路由交換組網(wǎng)實驗，保證 在實驗過程中每位同學操作一套設(shè)備（包括路由器和交換機）。 學生在完成自己平臺操作的同時，還需要和同組中的其他學生 配合完成組網(wǎng)互聯(lián)，鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。 圖 2 所示為路由協(xié)議組網(wǎng)拓撲圖。

對于多設(shè)備綜合組網(wǎng)實驗，受限于設(shè)備數(shù)量和設(shè)備種類， 在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性上難于擴展和延伸。依托于思科 Packet Tracer 模擬平臺，學生可以更加自主的組建網(wǎng)絡(luò)，這樣 的平臺通常是單個人完成，可以很好的提升學生個人組網(wǎng)能力 [9]。圖 3 所示的實驗內(nèi)容綜合了靜態(tài)和動態(tài)路由協(xié)議、VLAN 技術(shù)、無線技術(shù)、NAT、DHCP、幀中繼、端口安全等。在課 程完成時，可以提供對個人組網(wǎng)能力的綜合考核。

4 課程考核 

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程要求學生對基礎(chǔ)知識和實踐技能的 掌握都要達到較好的程度，考核采用試卷測試方法不能很好 反應(yīng)學生的學習過程和學習效果。為此，結(jié)合課程特點，課 程考核在原有試卷考核的基礎(chǔ)上引入了過程考核和實驗考核， 加大了平時監(jiān)督力度，進一步體現(xiàn)了學生動手能力和團隊協(xié)作 能力的考核。由于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 A 課程在注重基礎(chǔ)的同時 需要學生掌握一定的操作能力，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 B 更側(cè)重于 訓練學生組網(wǎng)設(shè)計、實施、管理和故障排查能力，因此兩門課 程引入了不同的考核方式。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 A。平時考核占總成績的 40%，其中實 驗測試占 60%，作業(yè) 20%，課堂討論 10%，考勤占 10% ；期 末考核占總成績的 60%，其中試卷部分占 60%，實驗操作部 分占 40%。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由 B。平時考核占總成績的 50%，其中， 實驗測試占 50%，作業(yè) 10%，課堂討論 30%，考勤占 10% ； 期末考核占總成績的 50%，形式為實驗考試。

課程考核推動了學生平時的學習動力，促進了學生實踐能 力的進一步提升，起到了很好的實施效果。 

5 結(jié) 語

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由課程群經(jīng)過十多年的建設(shè)，期間不斷優(yōu) 化課程內(nèi)容和教學方法，改進考核方式，在實驗平臺和課程 考核體系建設(shè)方面已經(jīng)形成了穩(wěn)定有效的機制，為面向應(yīng)用型 人才培養(yǎng)的專業(yè)課程建設(shè)提供了參考。