基于網絡平臺的虛擬實驗教學研究

凌璟

【摘要】 實驗是人類認識世界的重要方法。實驗教學不僅能幫助學生形成正確的概念，加深對規律的理解，而且與課堂理論教學相比，實驗課程在培養和提高學生動手實踐能力、觀察能力、理論聯系實際能力等方面有著不可替代的作用。本文從eNSP虛擬路由交互實驗系統和虛擬網絡信息三層交互系統兩個方面出發，對網絡虛擬實驗在教學中的應用展開研究，以及對在教學中體現的效果進行分析和討論。

【關鍵詞】 網絡平臺 虛擬實驗 eNSP 三層交互系統

一、引言

實驗作為教學的一部分，對教學質量有著非常重要的作用，它是知識獲取的一個再現過程，能夠幫助學生理解知識，深化對這些知識的一個理解，形成一個直觀的印象，特別是對于抽象的理論吧來說，采用實驗的教學方法特別有幫助。實驗的教學在整個教育體系中占有越來越重要的位置，它是理論教學的一個補充，能夠培養孩子的多種能力。

在目前，網絡技術的飛速發展，計算機技術的快速發展，給實驗教學帶來了新的形式。實驗是再現一個知識探求的一個過程，對教學非常具有幫助，現在隨著計算技術的發展，實驗教學已不再是以前那種傳統的形式，網絡知識的發展，給實驗教學帶來了契機，出現了虛擬實驗教學平臺，可以直接把一些實驗在網絡上再現，借助于計算機技術，將現實的實驗過程搬到計算機上，進行虛擬化，這樣能節省時間，不受教學人數的限制，就目前來看，效果也比較的明顯。

二、eNSP虛擬路由交互實驗系統的研究

eNSP是Enterprise Network Simulation Platform的簡稱，實際上這是一個虛擬實驗平臺，能夠進行網絡的仿真，這個仿真平臺是由華為公司研發的，這是一款免費的網絡仿真實驗平臺，它能實現很多的功能，比如說可以進行圖形化的操作以及支持擴展等。這款網絡仿真實驗平臺主要的目的是為了對一些路由器以及交換機等進行一些軟件的模擬和仿真，主要面向的是企業用戶，它實際上就是針對某一類特殊實驗的虛擬化，這種實驗室網絡設備的實驗，能夠極大地提高方便性。就目前來說，eNSP的版本已經更新到了1.2.00.350了，這個版本呢過剛剛支持很多方面的網絡仿真，能夠極大的減少實際實驗所造成的成本浪費。

在本次利用eNSP進行虛擬實驗中，采用了三臺路由器來進行實驗環境的搭建，將eNSP進行啟動之后，在將路由器的圖標進行一次點擊，在其下拉列表中就會出現一些設備的名稱，這些設備的名稱都是這個仿真實驗平臺能夠支持的一些設備的名稱。

在進行完前面的操作之后，將AR2220路由器進行啟動，選擇好路由器型號之后，需要設置三臺這樣路由器，因為這次實驗室采用三臺路由器完成的，之后進行路由器的連接，我們采用的是雙絞線。

通常來講，在這個軟件仿真平臺之下，也就是采用eNSP的仿真實驗平臺進行實驗時，我們可以利用Wireshark這個軟件來熟悉RIP協議在整個過程中的運作情況，這樣一來，就能提供了極大的方便性。下面講述這個實驗的操作過程，由于這個實驗涉及到的路由器比較多，因此我們以AR1號路由器來進行操作的介紹，在將AR1的圖標進行右擊的操作之后，按照“數據抓包→GE0/0/0”這個操作順序進行，這個過程之后會將Wireshark這個軟件激活，使其在工作狀態。

本次利用eNSP仿真平臺進行網絡虛擬實驗的過程中，實現了實驗的整個過程，并且運行良好，表明利用eNSP進行實驗平臺的搭建對于實驗教學的虛擬化是一個有效的手段，而且基本可行，在這個實驗中，eNSP是一個平臺，然后將其他設備進行整合來搭建一個實驗的環境，并且利用Wireshark這個軟件，能夠做到在整個實驗過程對協議的運行情況的監控，這個實驗的案例表明eNSP可以搭建一個虛擬路由的實驗交互系統來實現對一些網絡運行情況的仿真，極大的方便了相關的實驗教學。

三、虛擬網絡信息三層交互系統

前面以eNSP為平臺，對虛擬路由的實驗進行了分析和研究，隨著網絡技術的發展，虛擬實驗的相關應用越來越廣泛，進行虛擬實驗的前提是搭建虛擬仿真實驗平臺，虛擬網絡信息的三層交互系統，也是一個對網絡實驗的一個實現過程。

3.1終端/主機體系結構

通常來講，這種體系結構一般是只有一臺比較大的主機，然后通過控制一些終端與其進行信息的傳輸，這咋紅體系的核心一般是主機。

我們知道，在這樣的體系結構中，主機是承擔著絕大部分甚至說是所有的計算任務，所以說主機在里面充當著核心和關鍵的位置。終端在里面的作用就是將主機計算完的任務來進行執行和顯示，也就是是作為輸入指令和輸出指令的設備。這種體系結構一旦主機產生故障就會導致整個系統的癱瘓，因為主機是承擔絕大部分的運算任務。

3.2客戶機/服務器體系結構`

這種體系結構的產生時期，是在八十年代的末期，我們知道主機/終端的體系結構的缺點就是主機承擔了絕大部分的計算任務，為了克服這種體系結構的缺點，就隨之出現了客戶機/服務器的體系結構形式，這種那個結果在本質上是一種兩層的結構。

在客戶機端中，包含了一些應用程序，這些應用程序里面有能夠將用戶輸入進行識別的一些機制以及數據的交互計算等等程序。這種體系結構能夠客戶主機/終端體系的缺點，主機不再承擔那么多的計算任務?？蛻魴C在整體上是一個獨立的，能夠不依賴于服務器而運行，它可以實現很多的功能，比如說可以進行信息的交互，能夠接受信息和處理信息，與用戶之間進行信息的交互。服務器的存在時將一些數據依據一定的規則存儲起來，方便查詢，實際上也就是以數據庫的形式存儲信息和數據，除此之外，也能夠進行大型的計算。這種體系結構具有很多的優點，比如在界面使用上比較的方便，交互性比較的好。

3.3瀏覽器/服務器體系結構

近幾年，計算機技術得到了很大的發展，隨之實驗的虛擬平臺也得到了很大的發展，三層交互式系統是以虛擬網絡信息作為基礎，給實驗教學提供了極大的方便。瀏覽器/服務器體系結構在這種背景之下應用而生，在網絡技術發達的今天，這種結構具有很多的優點。實際上來說，這種體系結構式一種基于Web的三層計算模型，這三層分別指的是數據服務器、瀏覽器以及Web服務器。

在這種體系結構中，由于其三層式交互的特點，具有很多的有點，比起傳統的B/S結構來說，主要有以下幾個方面的優點：

1）C/S結構必須根據客戶端所使用的操作系統及后臺應用的不同，安裝不同的軟件；B/S結構簡化了客戶端軟件，只須安裝Web瀏覽器作為客戶端應用的運行平臺，所有的開發、維護和升級工作集中在服務器端。

2）C/S結構需混合多種傳輸協議；B/S結構中所有系統都使用協議進行通信。

3）C/S結構需要不斷使用新的軟件版本，用以更新用戶系統；B/S結構中，系統版本的升級及維護是在Web服務器端進行的，用戶需要訪問時才動態下載，這就保證了用戶每次使用的都是最新版本。

四、結論

本文從目前實驗教學環境的現狀著手，對學校教育中的實驗教學中的實驗教學現狀進行分析，闡述了網絡虛擬實驗系統的研究意義，提出了網絡虛擬實驗系統的三層體系結構，對eNSP虛擬路由交互實驗系統和虛擬網絡信息三層交互系統進行了研究，虛擬實驗是對傳統實驗的強化和延伸，它是實驗教學發展的重要方向，是多媒體計算機技術、網絡技術與虛擬儀器技術的結合。虛擬實驗技術的迅速發展，彌補了網絡教育在實驗教學方面的不足，并為實驗教學改革提供了技術支持。

參 考 文 獻

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