基于職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)方案探討

葛 峰 萬旭成

（寧波城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315100）

1 建設(shè)職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室的必要性

對一所綜合性的職業(yè)院校而言，它的一個核心功能就是培養(yǎng)技能型人才。網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)對這個功能的實現(xiàn)和完善具有重要意義，同時對提高學(xué)校的競爭力和學(xué)生的實踐能力有重大的促進(jìn)作用。

1.1 有助于提高教師的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)水平

首先，職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)填補了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的空白。一般的職業(yè)技術(shù)院校都開設(shè)有計算機專業(yè)，主要開展計算機軟硬件方面的教學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計算機網(wǎng)絡(luò)成了高職院校的發(fā)展重點。如何建設(shè)好計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)，我們面臨著兩個難題：一是如何建設(shè)一批適應(yīng)學(xué)校教學(xué)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗室；二是如何制訂出一套適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)實踐教材。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和更新?lián)Q代非?？欤绾魏侠淼乩脤W(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和校園網(wǎng)大環(huán)境是網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的一個重點。開放性網(wǎng)絡(luò)實驗室可以較好地結(jié)合校園網(wǎng)，為學(xué)生搭建一個真實的實驗實訓(xùn)平臺。

其次，職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)可以提高教師的教學(xué)水平。網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)極大地改善了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的條件，可以讓教師接觸到許多前沿的網(wǎng)絡(luò)知識和技術(shù)，開闊思路和眼界。這些都有利于教師提高自身的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高自身在網(wǎng)絡(luò)理論和應(yīng)用方面的教學(xué)水平。

1.2 有益于學(xué)生的就業(yè)

職業(yè)院校是培養(yǎng)技能型人才的基地。而真正的人才不僅應(yīng)擁有知識，更要具有實踐能力。實踐能力的培養(yǎng)需要課堂教育和實驗實踐相結(jié)合，這種趨勢在IT領(lǐng)域的教育和就業(yè)中尤其明顯。IT技術(shù)人才市場越來越關(guān)注技術(shù)人員的實際經(jīng)驗和動手操作能力。因此學(xué)生也有了接觸社會、提高工作技能的迫切需要。那么通過網(wǎng)絡(luò)實驗室提供的真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓學(xué)生親自搭建網(wǎng)絡(luò)、親自動手調(diào)試、配置網(wǎng)絡(luò)，從而直觀、全方位地了解各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用環(huán)境，加深對網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識。通過網(wǎng)絡(luò)實驗室的學(xué)習(xí)，能真正提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)技能和實戰(zhàn)能力，使他們具有扎實的理論基礎(chǔ)和較強的實踐動手能力。這些都將成為他們未來就業(yè)時的有利籌碼。同時，這也使學(xué)生就業(yè)時的擇業(yè)范圍有所擴展：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程師、網(wǎng)絡(luò)管理員、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成公司，或其他各種類型單位或公司的網(wǎng)絡(luò)管理員都是他們可選擇的職業(yè)。

2 職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)原則

為達(dá)到開放性和職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的目標(biāo)，綜合考慮近幾年IP技術(shù)和數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，實驗室設(shè)計應(yīng)始終堅持以下原則：

一是高可靠性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是應(yīng)用系統(tǒng)正常運行的前提保證，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中選用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，制訂可靠的網(wǎng)絡(luò)備份策略，保證網(wǎng)絡(luò)具有故障自愈的能力，最大限度地支持系統(tǒng)的正常運行。這使得網(wǎng)絡(luò)在高負(fù)荷情況下仍然具有較高的吞吐能力和效率，延遲低。

二是標(biāo)準(zhǔn)性及開放性。通訊協(xié)議和接口要符合國際標(biāo)準(zhǔn)。支持國際上通用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP）、國際標(biāo)準(zhǔn)的大型的動態(tài)路由協(xié)議（如BGP，OSPF）等開放協(xié)議，有利于保證與其他網(wǎng)絡(luò)在之間的平滑連接互通，方便兼容不同廠商的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。在網(wǎng)絡(luò)中，即使有多個網(wǎng)絡(luò)并存，只要采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也能使這些網(wǎng)絡(luò)融合到一起，實現(xiàn)業(yè)務(wù)整合及數(shù)據(jù)集中。

三是靈活性及可擴展性。根據(jù)未來業(yè)務(wù)的增長和變化，網(wǎng)絡(luò)可以平滑地進(jìn)行擴充和升級，最大程度地減少對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。這易于增加新設(shè)備、新用戶，易于和各種公用網(wǎng)絡(luò)連接，隨系統(tǒng)應(yīng)用的逐步成熟不斷延伸和擴充，充分保護(hù)現(xiàn)有投資利益。

四是先進(jìn)性。學(xué)校作為前沿的學(xué)科和技術(shù)研究場所，要求網(wǎng)絡(luò)實驗室配備最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能夠開展最新技術(shù)的科研、教學(xué)和實踐活動，這對網(wǎng)絡(luò)實驗室的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)方案的技術(shù)先進(jìn)性要求非常高。同時還應(yīng)跟蹤當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的最新發(fā)展，能夠開設(shè)一些高水平的網(wǎng)絡(luò)和通信實驗。

五是可管理性。對網(wǎng)絡(luò)實行集中監(jiān)測，分權(quán)管理，并統(tǒng)一分配寬帶資源。選用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，可對設(shè)備、端口等進(jìn)行管理和流量統(tǒng)計分析，及可提供故障自動報警。整個網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

六是安全性。制訂統(tǒng)一的骨干網(wǎng)安全策略，整體考慮網(wǎng)絡(luò)平臺的安全性?？梢酝ㄟ^各業(yè)務(wù)子網(wǎng)隔離，全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃IP地址，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)劃分不同的子網(wǎng)。具有保證系統(tǒng)安全，防止系統(tǒng)被人為破壞的能力。支持AAA功能、ACL、IPSEC、NAT、 路由驗證、CHAP、PAP、CA、MD5、DES、3DES、日志等安全功能。

3 職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室構(gòu)建方案

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門實踐性很強的課程，學(xué)生除了需要學(xué)習(xí)大量的網(wǎng)絡(luò)知識之外同時也需要進(jìn)行大量的網(wǎng)絡(luò)實驗。隨著需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實驗的學(xué)生數(shù)量越來越多，網(wǎng)絡(luò)實驗的需求量也越來越大，如何有效管理網(wǎng)絡(luò)實驗室，如何方便地進(jìn)行靈活的網(wǎng)絡(luò)實驗組合，如何組織配套的相關(guān)實驗資料，成為了建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗室的重要問題。針對網(wǎng)絡(luò)實驗室的現(xiàn)狀，我們采用RACK實驗臺為網(wǎng)絡(luò)實驗基本單元的實驗室設(shè)計理念，按照網(wǎng)絡(luò)實驗需求，規(guī)劃整個網(wǎng)絡(luò)實驗室，并按規(guī)劃調(diào)試各個RACK組，調(diào)試學(xué)生交換機S2150G，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生通過訪問RCMS的8080端口，然后根據(jù)圖標(biāo)來反向Telnet到相應(yīng)設(shè)備，完成實驗。在實驗中，各組成員只能訪問自身的RCMS，不能越權(quán)訪問，在學(xué)生每次完成實驗后，老師可以通過RCMS上的“一鍵清”功能清除RACK實驗臺中的實驗設(shè)備。

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計原則

物理連接時保證每個平臺里面所有的實驗設(shè)備均能互聯(lián)，學(xué)生在實驗時盡量減少拔插線的工作，在一組設(shè)備出現(xiàn)故障的時候能順利地切換到其他設(shè)備組。同時，真實還原網(wǎng)絡(luò)布線環(huán)境，盡力確保安全的線路投資。而在學(xué)生需要操作的廣域網(wǎng)實驗確保線纜的連接靈活，減少硬件的損耗。實驗組網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)跟實驗室整體布線能靈活切換，增加試驗的靈活度。要注意，每個平臺至少需要有三根以上的網(wǎng)線接入中心交換機，一根連接ACS，一根連實驗設(shè)備，一根備用。

3.2 RACK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及邏輯連接

通過統(tǒng)一控制設(shè)備來完成對各設(shè)備的控制與管理，而RCMS的管理則采用WEB界面控制。同時要減少重復(fù)的配線工作，以增加網(wǎng)絡(luò)安全的管理功能，并啟用實驗數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲。

4 職業(yè)仿真性網(wǎng)絡(luò)實驗室功能實現(xiàn)設(shè)計

4.1 安全功能實現(xiàn)

安全規(guī)劃方面主要注重各組實驗各自獨立，只允許通過WEB界面訪問各自的RCMS，而且不允許學(xué)生Telnet到網(wǎng)絡(luò)RCMS服務(wù)器、核心交換機，以免達(dá)不到實驗的效果，因此，針對上述需求，主要是創(chuàng)建了ACL，舉第一組為例：

4.2 實現(xiàn)快速恢復(fù)與備份

任課教師可以通過RCMS服務(wù)器的管理功能，快速恢復(fù)實驗組或則實驗室的設(shè)備狀態(tài)，為下一批實驗學(xué)生做好實驗的恢復(fù)工作。RCMS服務(wù)器的管理功能結(jié)合網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備實現(xiàn)學(xué)生實驗數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲，可以為學(xué)生階段性實驗提供連續(xù)的實驗數(shù)據(jù)，非常適合分批、分班的學(xué)生實驗。

4.3 多樣化先進(jìn)性實驗環(huán)境

實驗室的規(guī)劃除了常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)實驗，還為網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃無線網(wǎng)絡(luò)接入，實驗室通過三個無線AP和多通道的接入方式讓學(xué)生提前了解無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置與應(yīng)用。實驗室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部支持IPV6、VOIP協(xié)議，可讓學(xué)生了解最新的技術(shù)前沿。

4.4 直觀可靠的學(xué)生實驗過程

學(xué)生通過IP地址打開各自RACK組中的RCMS進(jìn)行訪問，如第五組學(xué)生打開http://172.16.5.254:8080后，出現(xiàn)如下界面：

學(xué)生只需要選中網(wǎng)頁界面的設(shè)備就能通過Telnet的方式訪問相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并可以對實驗設(shè)備進(jìn)行各種設(shè)置實驗，為了考慮實驗的安全性，對實驗學(xué)生只開放14級的配置權(quán)限，即使學(xué)生錯誤操作也不會影響實驗系統(tǒng)。

4.5 靈活的擴展性與升級方式

實驗室的設(shè)計應(yīng)不拘泥于一個設(shè)備廠商的設(shè)備，能讓任何設(shè)備都能很好地接入本實驗室。強大的RCMS管理機制，只要稍做修改就能適應(yīng)新設(shè)備。實驗室的建設(shè)起用了大部分老的CISCO設(shè)備，運行狀態(tài)良好。實驗室支持教師對RCSM的配置管理，可以自己編寫管理腳本。

[1]銳捷網(wǎng)絡(luò)助力華中科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007，（8）.

[2]劉月輝.實驗室建設(shè)與新型人才培養(yǎng)探析[J].實驗技術(shù)與管理，2005，（4）.

[3]黃坤.高校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)與研究[J].昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2005，（5）.

[4]陶國芳.計算機網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)實驗室的設(shè)計和實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2006，（3）.