網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究

摘要：本文從分析網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特點(diǎn)入手，對(duì)我院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置進(jìn)行了探討，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的組建方案。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是一個(gè)新興專業(yè)，可借鑒的資料和經(jīng)驗(yàn)不多，特別是在該專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇、實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)方面仍在不斷實(shí)踐和探索。開展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，提出該專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)參考方案，有利于促進(jìn)該專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，改善專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)條件，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的合格人才。

1實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教學(xué)中的重要一環(huán)，而實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)則是網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室是否具有高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否具有先進(jìn)性、權(quán)威性、全面性，將是決定能否提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，在承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)時(shí)，要充分考慮其實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，多方位考察社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才的需求要素，并以此為依據(jù)考慮實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇。

1.1實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)

(1) 實(shí)驗(yàn)的知識(shí)跨度大。一般的實(shí)驗(yàn)是根據(jù)單科理論課程開設(shè)實(shí)驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)卻要結(jié)合多門理論課程來開設(shè)實(shí)驗(yàn)。

(2) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的復(fù)雜性?！皵?shù)字電路”、“計(jì)算機(jī)組成原理”等課程的實(shí)驗(yàn)均在一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備中完成，每組一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱或一臺(tái)微機(jī)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)至少要兩臺(tái)微機(jī)才能構(gòu)建一個(gè)最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌承?shí)驗(yàn)需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過一定的方式連接起來才能運(yùn)行。

(3) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴。與計(jì)算機(jī)硬件、軟件實(shí)驗(yàn)相比，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備價(jià)格較高。如路由器、可網(wǎng)管的交換機(jī)、防火墻、線纜測(cè)試儀、協(xié)議測(cè)試儀等，價(jià)格都在萬元到幾十萬元之間。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置

一個(gè)專業(yè)所要開設(shè)的實(shí)驗(yàn)類型，應(yīng)該從該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成這兩個(gè)方面的需要來考慮。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)涉及到較深的通信理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)組建與管理等知識(shí)，既有理論知識(shí)的驗(yàn)證又有實(shí)踐技能的訓(xùn)練。

網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)主要包括：網(wǎng)絡(luò)的組建、網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)及調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的配置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成、網(wǎng)絡(luò)安全與防火墻技術(shù)，主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下。

1) 交換實(shí)驗(yàn)，主要是熟悉交換機(jī)的常用配置，包括交換機(jī)的基本配置、VLAN劃分、生成樹協(xié)議、交換機(jī)的端口聚合等。

2) 路由實(shí)驗(yàn)，主要熟悉路由配置，包括路由器、三層交換機(jī)、靜態(tài)路由、RIP路有協(xié)議、OSPF路有協(xié)議、廣域網(wǎng)協(xié)議、PPP協(xié)議的驗(yàn)證等。

3) 網(wǎng)絡(luò)安全，主要熟悉互聯(lián)網(wǎng)主流安全技術(shù)配置，包括交換機(jī)的端口安全、IP訪問控制列表、基于時(shí)間的訪問控制列表、專家級(jí)訪問控制列表、防火墻的配置、局域網(wǎng)于Internet之間的互聯(lián)等。

4) 綜合實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬搭建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，完成綜合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例，包括交換的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)和路由的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)兩大綜合實(shí)驗(yàn)。

5) 進(jìn)階實(shí)驗(yàn)，主要是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配置、交換機(jī)路由器的遠(yuǎn)程管理、交換機(jī)的堆疊、交換機(jī)路由器操作系統(tǒng)的重寫、配置文件的備份還原、常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置等。

2建設(shè)目標(biāo)和功能需求

2.1建設(shè)目標(biāo)

1) 提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室需提供目前主流的交換設(shè)備、路由設(shè)備、安全設(shè)備、網(wǎng)管軟件、服務(wù)器等，可以根據(jù)教學(xué)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的典型應(yīng)用，模擬真實(shí)環(huán)境。

2) 培養(yǎng)不同類型的網(wǎng)絡(luò)人才。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)充分考慮到學(xué)生的專業(yè)以及今后的發(fā)展方向，根據(jù)不同的角色進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)。

3) 成為有特色的培訓(xùn)基地。實(shí)驗(yàn)室的建立，可以為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生提供實(shí)際動(dòng)手的環(huán)境，也要有能力為社會(huì)提供培訓(xùn)環(huán)境。通過這種特色的教學(xué)，豐富的、有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才的目標(biāo)。

4) 豐富老師的知識(shí)面，提高在職老師的專業(yè)權(quán)威。網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室涵蓋目前主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)，可以讓老師系統(tǒng)地研究當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)最前沿的技術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，并通過該實(shí)驗(yàn)室將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，編寫出新穎的教材，發(fā)表權(quán)威的學(xué)術(shù)報(bào)告，在教育界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域樹立專家形象。

2.2功能需求

1) 網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，需要以教學(xué)為目的，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)操作為指導(dǎo)。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到網(wǎng)絡(luò)的組成、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互連與操作。

2) 讓學(xué)生親自動(dòng)手構(gòu)建一個(gè)中小型的網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)能力、分析問題的能力，讓學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)更深入的了解。

3) 由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和設(shè)備升級(jí)很快，因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)選擇基本的、成熟的、常用的網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4) 以最少的設(shè)備、最小的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完成最多的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。解決學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，特別是交換機(jī)、路由器等方面的實(shí)際動(dòng)手調(diào)試、設(shè)置和操作的問題，能夠解決一般網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題。

5) 在產(chǎn)品選型上應(yīng)考慮具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)性、兼容性、易管理性。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上應(yīng)保證具有一定的先進(jìn)性。

3實(shí)驗(yàn)室組建方案

考慮網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、建設(shè)目標(biāo)和功能需求，節(jié)省投資、時(shí)間和空間，應(yīng)該為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)一個(gè)具有綜合性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以隨時(shí)增加新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或模塊來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與功能。

我校2004年開辦網(wǎng)絡(luò)工程本科專業(yè)以來，非常重視實(shí)踐教學(xué)，積極開展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，汲取了重點(diǎn)大學(xué)的先進(jìn)辦學(xué)理念和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我校實(shí)際和銳捷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的性能，給出了該專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的組建方案，并逐步創(chuàng)造條件予以實(shí)施。下圖是網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室組建方案。

該實(shí)驗(yàn)室解決方案(標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)驗(yàn)臺(tái))把實(shí)驗(yàn)室分為4個(gè)區(qū)域：出口接入?yún)^(qū)域、教師區(qū)域、學(xué)生區(qū)域和實(shí)驗(yàn)臺(tái)區(qū)域。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)區(qū)域：由4個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，1臺(tái)訪問控制服務(wù)器CMS組成，每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可由一組5~8個(gè)學(xué)生同時(shí)做實(shí)驗(yàn)，可以滿足20~32人的實(shí)驗(yàn)要求。每個(gè)小組都安排5~8臺(tái)PC機(jī)，學(xué)生通過PC機(jī)來調(diào)試設(shè)備，以提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的了解。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置：2臺(tái)三層交換機(jī)，作為每個(gè)小組的三層路由設(shè)備；2臺(tái)二層寬帶交換機(jī)，作為每個(gè)小組的二層接入交換機(jī)；4臺(tái)模塊化路由器，作為每個(gè)小組的路由實(shí)驗(yàn)環(huán)境；

學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過訪問控制服務(wù)器CMS對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行配置、管理、實(shí)驗(yàn)操作，無須來回插拔控制線。學(xué)生只有登錄權(quán)限，沒有修改權(quán)限。教師在教師機(jī)上可以登錄到學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)備上，指導(dǎo)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)可以完成所有的路由實(shí)驗(yàn)、交換實(shí)驗(yàn)，基本滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。另外，可以根據(jù)需求進(jìn)行組合，滿足不同層次實(shí)驗(yàn)的需要。組合如下：

標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)驗(yàn)臺(tái)(路由實(shí)驗(yàn)、交換實(shí)驗(yàn))

功能型實(shí)驗(yàn)臺(tái)A(標(biāo)準(zhǔn)型＋無線AP＋2塊VOIP語音卡＋ADSL)

功能型實(shí)驗(yàn)臺(tái)B(A＋安全，通過1臺(tái)防火墻)

功能型實(shí)驗(yàn)臺(tái)C(B＋I(xiàn)PV6，通過1塊NP多業(yè)務(wù)卡來實(shí)現(xiàn))

功能型實(shí)驗(yàn)臺(tái)D(C＋網(wǎng)管實(shí)驗(yàn)，通過一臺(tái)防火墻、一套安全認(rèn)證計(jì)費(fèi)軟件、一套網(wǎng)管軟件來實(shí)現(xiàn))

這樣，可以完成教學(xué)所需要的局域網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、廣域網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、VOIP實(shí)驗(yàn)、安全實(shí)驗(yàn)、無線實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)、IPV6實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)數(shù)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)由學(xué)生人數(shù)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)共同決定。如果每個(gè)班40人，每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)5人，共需8個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。我們建有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室面積大小，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有4個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)為環(huán)型，可同時(shí)滿足一個(gè)班40人的實(shí)驗(yàn)。

4結(jié)束語

21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及應(yīng)用在各行各業(yè)中已顯示出重要的地位。學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，對(duì)改善高校辦學(xué)條件，提高教學(xué)和科研質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)管理和技術(shù)人才具有十分重要而深遠(yuǎn)的意義。為了保證學(xué)生所學(xué)技術(shù)的實(shí)用性和先進(jìn)性，要求網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教師和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的管理人員必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方案不斷地進(jìn)行研究和改進(jìn)。

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