計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容規(guī)劃研究

文章編號(hào)：1672-5913(2008)18-0038-02

摘要：本文根據(jù)筆者自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，給出了一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，簡(jiǎn)要介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)室功能，并針對(duì)軍隊(duì)院校的計(jì)算機(jī)教育特點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)課程；規(guī)劃

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

1引言

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，在軍隊(duì)信息化建設(shè)日新月異的情況下，部隊(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的需求越來越大，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的理論素養(yǎng)，更要重視網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但我院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)還停留在理論教學(xué)為主的狀況，每學(xué)年實(shí)驗(yàn)課上機(jī)時(shí)數(shù)很少，缺少專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室。存在著“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象，缺乏標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門重要的專業(yè)課，要達(dá)到有效的教學(xué)目的，必須本著重視理論教學(xué)、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的原則開展教學(xué)。建設(shè)功能完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室勢(shì)在必行。

2網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)

按照模塊化的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室包含開放基礎(chǔ)硬件平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)支撐層、實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)層面和實(shí)驗(yàn)室綜合管理四個(gè)部分，如圖1所示。

2.1開放基礎(chǔ)硬件平臺(tái)

開放基礎(chǔ)硬件平臺(tái)包含四個(gè)基本組成部分：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)組件、集合通信組件、存儲(chǔ)系統(tǒng)組件、智能管理中心組件。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室不同的研究、開發(fā)、教學(xué)等業(yè)務(wù)提供一個(gè)全面的基礎(chǔ)通訊硬件平臺(tái)。

2.2實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)支撐層

面向?qū)嶒?yàn)室三個(gè)主要業(yè)務(wù)方向，該層面主要提供培訓(xùn)教學(xué)教材體系與技術(shù)交流服務(wù)；面向科研課題研究的中間件系統(tǒng)；中間件平臺(tái)包含IMC、NBX中間件、IPS疫苗定制等二次開發(fā)接口等系列規(guī)范的接口；面向行業(yè)技術(shù)應(yīng)用與科研成果的轉(zhuǎn)化需求提供行業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用咨詢服務(wù)。

2.3實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)層面

實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)層面為最終的應(yīng)用層，即實(shí)驗(yàn)室可以開展的相關(guān)業(yè)務(wù)，從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的階段分析和長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)來看，基礎(chǔ)教學(xué)培訓(xùn)、課題研究、行業(yè)應(yīng)用研究都是必不可少的環(huán)節(jié)和應(yīng)用內(nèi)容。H3C多元化多業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)室將基于開放基礎(chǔ)硬件平臺(tái)和針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)個(gè)性化服務(wù)實(shí)現(xiàn)H3C－學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室－社會(huì)各行各業(yè)完整的增值價(jià)值鏈體系。

2.4實(shí)驗(yàn)室綜合管理

實(shí)驗(yàn)室的管理不僅僅是簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)員的操作過程，本方案我們?cè)O(shè)計(jì)成除依靠路由器反向Telnet功能實(shí)現(xiàn)一組實(shí)驗(yàn)設(shè)備的集中控制外，更加注重實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)層管理，包括實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程開放功能、運(yùn)營(yíng)管理以及實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)配置、實(shí)驗(yàn)包管理等內(nèi)容。

3網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容規(guī)劃

路由和交換是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳輸平臺(tái)。本方案通過為學(xué)員搭建一套滿足各種局域網(wǎng)交換和廣域網(wǎng)路由測(cè)試需求的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使學(xué)員可以熟悉網(wǎng)絡(luò)基本協(xié)議、學(xué)習(xí)組網(wǎng)設(shè)計(jì)、模擬各類實(shí)際環(huán)境、排除網(wǎng)絡(luò)故障等，同時(shí)親身體驗(yàn)所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的高速連通性、高可靠冗余等特性，完成從認(rèn)識(shí)、熟悉到設(shè)計(jì)、排錯(cuò)等多種教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，熟練掌握網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)室方案中的設(shè)備選型采用模塊化設(shè)計(jì)理念，在滿足網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)教學(xué)的基礎(chǔ)上，還可疊加語音、安全、視頻等多種設(shè)備，滿足相關(guān)專業(yè)所有教學(xué)課程要求，遠(yuǎn)程VPN接入功能，還可在計(jì)算機(jī)教學(xué)領(lǐng)域提供對(duì)外有償教學(xué)服務(wù)。實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖2所示。

3.1局域聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、綜合布線技術(shù)、局域網(wǎng)及交換機(jī)基礎(chǔ)、TCP/IP 協(xié)議、以太網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用、交換機(jī)的設(shè)置及管理、虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN)概念、交換機(jī)端口、堆疊技術(shù)、隊(duì)列技術(shù)及設(shè)置、802.1Q 協(xié)議及設(shè)置、Trunk技術(shù)(802.3ad)、生成樹(STP/RSTP)算法及應(yīng)用等、三層路由在交換機(jī)中的實(shí)現(xiàn)、交換機(jī)安全設(shè)置、QOS支持、局域網(wǎng)故障排除。

(2) 教學(xué)目標(biāo)

基礎(chǔ)教學(xué)：熟悉網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、了解網(wǎng)絡(luò)概念及基本協(xié)議、熟悉布線產(chǎn)品及交換機(jī)產(chǎn)品、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，排查基本故障。

高級(jí)教學(xué)：深入理解各類局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，獨(dú)立設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)(綜合考慮連通、高速、可靠性)、熟練掌握交換機(jī)的配置、排除各類網(wǎng)絡(luò)故障。

3.2廣域路由實(shí)驗(yàn)：

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

廣域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)、路由產(chǎn)品認(rèn)識(shí)、端口類型、線纜類型、路由協(xié)議及其配置、高級(jí)路由協(xié)議技術(shù)、訪問控制列表(ACL)及其實(shí)現(xiàn)方法、QoS設(shè)置、地址轉(zhuǎn)換NAT、撥號(hào)技術(shù)、組播路由技術(shù)、路由器備份技術(shù)、廣域網(wǎng)故障排除以及廣域網(wǎng)及路由器基礎(chǔ)

(2) 教學(xué)目標(biāo)

基礎(chǔ)教學(xué)：熟悉廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、了解路由概念及基本協(xié)議、熟系各種接口結(jié)構(gòu)及線纜類型，熟悉路由器產(chǎn)品、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，排查基本故障。

高級(jí)教學(xué)：深入理解各類廣域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，獨(dú)立設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)(綜合考慮連通、均衡、冗余設(shè)計(jì))、熟練掌握路由器的配置、排除各類廣域網(wǎng)絡(luò)故障。

3.3防火墻實(shí)驗(yàn)

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

搭建模擬環(huán)境，仿真各類攻擊，配置UTM 200-S，實(shí)現(xiàn)各種防火墻功能，如：基于狀態(tài)的訪問控制；動(dòng)態(tài)/ 靜態(tài)NAT和PAT功能；雙向NAT，支持基于策略的NAT；防火墻冗余備份及故障切換；靜態(tài)/動(dòng)態(tài)路由；其他安全功能(DNS 保護(hù)，F(xiàn)lood Defender，F(xiàn)lood Guard，TCP 阻截等)。如圖3所示。

(2) 教學(xué)目標(biāo)

全面了解網(wǎng)絡(luò)面臨的安全威脅，掌握網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的工作原理和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備工程實(shí)施步驟。

3.4IPS實(shí)驗(yàn)

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

模擬實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置UTM 200-S實(shí)現(xiàn)IPS功能抵御來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊，尤其來自于合法用戶的病毒和攻擊。包括UTM 200-S 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集、設(shè)備安全性測(cè)試、攻擊應(yīng)對(duì)策略測(cè)試、主動(dòng)告警功能測(cè)試等內(nèi)容。

(2) 教學(xué)目標(biāo)

掌握IPS部署設(shè)計(jì)，理解工作原理，熟悉IPS網(wǎng)絡(luò)安全策略以及相關(guān)工程實(shí)施步驟。

3.5VPN實(shí)驗(yàn)

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

搭建基于二層、IPSEC VPN的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和各種不同的VPN連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，遠(yuǎn)程訪問等環(huán)境。

針對(duì)目前企業(yè)中經(jīng)常使用的ADSL寬帶包月、小區(qū)寬帶接入等方式，傳統(tǒng)的VPN技術(shù)很難基于私有IP地址、動(dòng)態(tài)IP地址建立隧道，動(dòng)態(tài)VPN技術(shù)很好的解決了這個(gè)問題，使得VPN技術(shù)具有更廣泛的適用性。RSA雙因素認(rèn)證實(shí)驗(yàn)需要另配。

(2) 教學(xué)目標(biāo)

了解VPN基本技術(shù)原理，掌握多種VPN設(shè)計(jì)及應(yīng)用環(huán)境，熟悉VPN網(wǎng)絡(luò)的配置流程。

4結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)室建成后，將為全院學(xué)生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)理論課基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；為與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)理論、相關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三個(gè)層次(基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn))，全面提高學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

從學(xué)科建設(shè)看，建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)室，利用購(gòu)置的先進(jìn)設(shè)備和系統(tǒng)，支持教師開展高水平的科學(xué)研究，將為積極申請(qǐng)軍隊(duì)科技項(xiàng)目，支持高水平的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究工作，提升我院在軍隊(duì)信息化建設(shè)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究水平，提供堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)保證。從國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，一方面，能夠?yàn)榕囵B(yǎng)新世紀(jì)國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展所需的高素質(zhì)人才創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件；另一方面，為教師開展科學(xué)研究及促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力提供保障。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 石幼生. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討[J]. 中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2006，(8):29-31.

[2] 常小燕，宋長(zhǎng)青，張福嶺. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案設(shè)計(jì)探索[J]. 科技廣場(chǎng)，2007，(3):239-241.