高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案探究與實(shí)踐

倪 偉

（安徽工商職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 231131）

1 引言

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)影響力日漸深入到社會(huì)生活的各個(gè)層面，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的需求量與日俱增，作為以培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)一線人才的高職院校在對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)過程中更加注重學(xué)生的綜合能力培養(yǎng).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，而許多高校由于實(shí)驗(yàn)條件不足，在進(jìn)行該人才培養(yǎng)方案制定時(shí)，課程的設(shè)置重理論、輕實(shí)踐，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在現(xiàn)實(shí)的理論知識(shí)教學(xué)過程中普遍存在教學(xué)效率低下、學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)過程枯燥無味等問題.為解決這個(gè)問題，就必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，通過“理”、“實(shí)”一體，“教”、“學(xué)”、“做”一體化教學(xué)全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，為社會(huì)輸送合格的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才，提高學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力.現(xiàn)就如何搞好高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)談?wù)勎覀兊淖龇?[1]

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思路

2.1 以人才培養(yǎng)方案為導(dǎo)向

高職院校培養(yǎng)的是一線技術(shù)型人才.學(xué)生的實(shí)踐操作能力將直接影響他們的就業(yè)前景和崗位適應(yīng)能力.因此，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)必須和當(dāng)今主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保持兼容，設(shè)備的具體參數(shù)必須符合通行的國際標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備的功能范圍應(yīng)當(dāng)覆蓋主流的技術(shù)領(lǐng)域.

2.2 “教”、“學(xué)”、“做”一體化教學(xué)

在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的過程中，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，同時(shí)舉一反三的體會(huì)理論知識(shí)的真諦.網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室不僅僅是只能做實(shí)驗(yàn)的地方，還應(yīng)該是理論教學(xué)和實(shí)踐操作相結(jié)合的多功能實(shí)驗(yàn)室.除了配備必須的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還應(yīng)該配備相應(yīng)的PC機(jī)、多媒體教學(xué)設(shè)備、安裝廣播式教學(xué)軟件以及接通Internet訪問.[2]

2.3 開放式實(shí)驗(yàn)

由于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)投資數(shù)額巨大，設(shè)備昂貴，一般院校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室僅僅在正常教學(xué)期間提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，但這種情況下實(shí)際上的實(shí)驗(yàn)時(shí)間很少，僅僅一個(gè)故障排除過程往往就需要大量的操作時(shí)間，在華為和思科等高端認(rèn)證中，故障排除占分比例最高，耗時(shí)最多.因此，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該本著開放的原則，給學(xué)生提供更多的實(shí)踐操作時(shí)間，開通外網(wǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給學(xué)生創(chuàng)造課外實(shí)訓(xùn)環(huán)境.[3]

2.4 易于維護(hù)的原則

安裝相關(guān)的恢復(fù)和管理軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性恢復(fù)所有設(shè)備到相應(yīng)的配置，能夠在最短時(shí)間內(nèi)提供給學(xué)生正常的實(shí)驗(yàn)環(huán)境.

3 方案的具體實(shí)施

硬件設(shè)備：

(1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：設(shè)備清單如表1所示.

表1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備表

（2）臺(tái)式機(jī)：選用普通臺(tái)式機(jī)，帶雙網(wǎng)卡；帶串口，這樣可以通過RS-232線纜連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口.每組9臺(tái)臺(tái)式機(jī)，6組一共54臺(tái)機(jī)器，可以滿足一個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)要求.

（3）管理（復(fù)位）服務(wù)器一臺(tái)，采用聯(lián)想萬全系列服務(wù)器，大內(nèi)存，雙磁盤RAID0陣列，intel高速4核至強(qiáng)CPU.

（4）DCRS-5650-28C三層交換機(jī)3臺(tái)，用于連接所有的學(xué)生PC機(jī)、教師教學(xué)機(jī)器、管理（復(fù)位）服務(wù)器和所有的CCM串口控制器.出口連接至實(shí)驗(yàn)大樓的網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房，實(shí)現(xiàn)了到Internet、存儲(chǔ)服務(wù)器、Web服務(wù)器的連接.

（5）投影設(shè)備和教師教學(xué)PC機(jī)，用于多媒體教學(xué).

（6）綜合布線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及配套的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、配線架、實(shí)驗(yàn)工具和耗材等.

軟件設(shè)施：

（1）管理（復(fù)位）服務(wù)器上安裝RedHat Linux企業(yè)版操作系統(tǒng)，同時(shí)在該系統(tǒng)平臺(tái)下安裝神州數(shù)碼實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)軟件.該管理軟件是采用B/S架構(gòu)，管理員賬戶和學(xué)生賬戶都可以通過IE瀏覽器認(rèn)證后登陸管理平臺(tái).管理員可以在平臺(tái)下添加、刪除和修改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還能一次性恢復(fù)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至出廠配置.學(xué)生賬戶則只能在平臺(tái)下進(jìn)行管理員指定的實(shí)驗(yàn)操作，訪問指定的設(shè)備，這樣整個(gè)實(shí)驗(yàn)室將一直保持在最佳的狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)訪問設(shè)備發(fā)生沖突等混亂的情況.

（2）學(xué)生PC機(jī)安裝Windows 7操作系統(tǒng)，同時(shí)在系統(tǒng)平臺(tái)下安裝VM虛擬機(jī)軟件，安裝的虛擬機(jī)操作系統(tǒng)包括：Windows2003Server、Windows Server2008以及RedHatLinux企業(yè)版操作系統(tǒng).另外還安裝了廣播教學(xué)軟件的客戶端，方便多媒體教學(xué)演示、文件批量傳送和學(xué)生作業(yè)提交等.

（3）本著開放性實(shí)驗(yàn)的原則，為了讓學(xué)生更加自主的、更加靈活的進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，學(xué)生PC機(jī)上還安裝了SecureCRT5.5.0軟件，該軟件是一個(gè)通用的遠(yuǎn)程連接軟件，兼容多種協(xié)議，可以模擬超級(jí)終端、Telnet、SSH2等登錄界面[4].

4 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)體系介紹

一個(gè)合理和優(yōu)化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不但能夠提高實(shí)驗(yàn)操作效率，增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的感性認(rèn)識(shí)，而且也使管理員的維護(hù)工作變得簡(jiǎn)單和輕松.同時(shí)應(yīng)注意到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不應(yīng)該是一成不變的，而應(yīng)該具有一定的可擴(kuò)展性，學(xué)生可以稍加修改就能夠很方便的組建自己想要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).

4.1 CCM功能

CCM俗稱串口控制器或控制臺(tái)控制管理器.它是一個(gè)異步串行口(RS-232等)和以太網(wǎng)RJ45接口間的一個(gè)轉(zhuǎn)換器，帶有CPU、內(nèi)存和嵌入式OS及完整TCP/IP協(xié)議棧的獨(dú)立智能設(shè)備.

CCM通過自身的多個(gè)RS-232接口線纜連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口，實(shí)現(xiàn)將傳輸過來的IP數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)換為適合RS-232格式的數(shù)據(jù)，然后傳遞給對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口.學(xué)生PC機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接CCM而間接的連接所有設(shè)備的console口，并且能夠通過CCM一次性對(duì)所有連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行恢復(fù)出廠設(shè)置操作，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)工作，提高了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行效率.

圖1 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D

圖1 中，CCM通過自身的RS-232接口線纜來連接所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口，通過RJ45以太網(wǎng)接口來連接DCRS-5650交換機(jī).CCM自身帶有console口，通過PC機(jī)的COM口來連接并進(jìn)行初始化配置IP地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù).配置CCM的IP地址關(guān)鍵參數(shù)后，學(xué)生PC機(jī)通過Telnet的方式來登錄CCM，實(shí)現(xiàn)到CCM連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制臺(tái)登錄.

4.2 學(xué)生PC機(jī)雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)和普通二層交換機(jī)的星型連接

學(xué)生PC機(jī)同時(shí)安裝兩塊網(wǎng)卡與交換機(jī)互聯(lián)，“網(wǎng)卡一”連接DCRS-5650-28C三層交換機(jī)，CCM 控制器通過RJ45以太網(wǎng)接口連接到DCRS-5650-28C三層交換機(jī).在對(duì)CCM進(jìn)行初始化配置的時(shí)候，配置CCM的IP地址及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和“網(wǎng)卡一”處于同一個(gè)IP網(wǎng)段，學(xué)生PC機(jī)使用Telnet登錄到CCM上，配置和CCM連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.“網(wǎng)卡一”和管理（復(fù)位）服務(wù)器以及教學(xué)用PC機(jī)都處于同一個(gè)IP網(wǎng)段，可以訪問服務(wù)器，同時(shí)老師可以通過廣播式教學(xué)軟件進(jìn)行多媒體教學(xué)、文件（作業(yè)）傳輸和提交、學(xué)生PC機(jī)的監(jiān)看、演示轉(zhuǎn)播以及連接到Internet.

“網(wǎng)卡二”用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的驗(yàn)證和測(cè)試.“網(wǎng)卡二”和所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都通過UTP線纜連接到一個(gè)普通的二層交換機(jī)上，它們處于同一個(gè)物理局域網(wǎng)，可以很方便的在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進(jìn)行連通性測(cè)試或其他功能性測(cè)試.

4.3 管理（復(fù)位）服務(wù)器的作用

管理（復(fù)位）服務(wù)器上安裝了和CCM配套的專用的實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)系統(tǒng)，能夠根據(jù)教學(xué)要求添加指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還能夠控制CCM一次性恢復(fù)所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至出廠設(shè)置.主要功能說明如下：

4.3.1 B/S架構(gòu)的管理平臺(tái)

學(xué)生可以通過IE瀏覽器來登錄實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)，在該平臺(tái)下進(jìn)行指定的實(shí)驗(yàn)操作，簡(jiǎn)單、方便、易操作.在管理平臺(tái)下登錄某個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就是通過后臺(tái)的telnet命令登錄到CCM上，經(jīng)由CCM轉(zhuǎn)換后，連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console接口上.

4.3.2 賬戶管理

管理員可以批量建立學(xué)生的賬號(hào)，每個(gè)學(xué)生都可以用自己的賬號(hào)來登錄平臺(tái).賬號(hào)分管理員賬號(hào)、教師賬號(hào)和學(xué)生賬戶.

4.3.3 創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

教師賬號(hào)登錄后，可以創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱的要求添加所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和允許訪問的IP地址范圍.管理平臺(tái)提供在線幫助，并提供豐富的實(shí)驗(yàn)案例.

4.3.4 一次性恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至出廠設(shè)置

每次課堂實(shí)驗(yàn)后，都需要將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備恢復(fù)至初始設(shè)置.實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)能夠通過CCM給所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)出特殊的恢復(fù)信號(hào)，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至出廠設(shè)置，這樣就不會(huì)影響下一次的實(shí)驗(yàn)操作.

4.4 SecureCRT5.5.0軟件

在基本的教學(xué)進(jìn)度完成后，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配置已經(jīng)掌握，可以讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)進(jìn)度來自由組織實(shí)驗(yàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，定制自己的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而老師也不大可能根據(jù)每個(gè)學(xué)生的自身情況來通過實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)創(chuàng)建不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.此時(shí)，通過SecureCRT軟件來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接就是一個(gè)很好的選擇.

實(shí)際上，SecureCRT軟件把所有需要的設(shè)備連接要求組織在一個(gè)界面中，方便所有學(xué)生來連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而不需要通過實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái).

4.5 關(guān)于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)操作

在課余時(shí)間，學(xué)生可以通過校園網(wǎng)使用SecureCRT軟件來連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)操作.方法是通過DST-NAT和靜態(tài)路由相結(jié)合的方式，將各個(gè)CCM的IP地址映射到外部網(wǎng)絡(luò).通過SecureCRT軟件的Telnet功能或Windows自帶的telnet功能連接CCM上的IP地址.[5]

5 結(jié)語

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展十分迅速，設(shè)備的更新?lián)Q代很快，為了充分發(fā)揮資金效率，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中，核心設(shè)備應(yīng)采用分期建設(shè)，既要滿足當(dāng)前教學(xué)需求，又要考慮今后的擴(kuò)展和升級(jí)的要求.

〔1〕楊艷卉.高職院校網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建思考[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（3）：27.

〔2〕史玉琢.高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].科技向?qū)В?011（33）：42.

〔3〕龍紅.高職院校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探討[J].信息安全與技術(shù)，2010（11）：83.

〔4〕宮謙，所震蕓.高職院校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探討實(shí)踐[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2008（12）：108.

〔5〕唐勇.淺議高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].廣西輕工業(yè)，2009（12）：76.