網(wǎng)絡(luò)工程路由交換技術(shù)實驗室體系設(shè)計研究

摘 要：本文基于多年的教學(xué)研究及工作經(jīng)驗，分析了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)路由交換實驗平臺建設(shè)的必要性，并著重闡述了網(wǎng)絡(luò)工程路由交換技術(shù)實驗室體系建設(shè)的可行性方案和軟，硬件資源構(gòu)成。實踐證明路由交換技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè)對網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)科專業(yè)的課程設(shè)計，學(xué)科競賽賽前培訓(xùn)，學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)都具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程;路由交換;實驗室建設(shè)

1.網(wǎng)絡(luò)工程路由交換實驗室建設(shè)的必要性

路由交換技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)科最基礎(chǔ)最核心的技術(shù)手段，全面介紹網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換過程的基本技術(shù)，其內(nèi)容包括接口與管理配置、IP特性配置、廣域網(wǎng)配置、網(wǎng)絡(luò)信息安全配置、動態(tài)路由協(xié)議配置、交換機(jī)、虛擬局域網(wǎng)、生成樹協(xié)議、VLAN干道協(xié)議等。在路由交換技術(shù)的理論教學(xué)中，高校均以項目任務(wù)為載體，便于學(xué)生形成路由交換技術(shù)的整體概念，提高教學(xué)效果。正是由于路由交換技術(shù)課程是以項目任務(wù)為載體的新工科學(xué)科，更是需要以實驗為主體的實踐環(huán)節(jié)來配合，實踐環(huán)節(jié)的順利實施對學(xué)生動手能力的提高以及工程項目解決方案的實施掌握起著決定性的作用。高校建立路由交換技術(shù)實驗室是著手培養(yǎng)符合時代要求的網(wǎng)絡(luò)工程人才的重要基礎(chǔ)[1]。

2.網(wǎng)絡(luò)工程路由交換技術(shù)實驗室建設(shè)任務(wù)

設(shè)立路由交換方向教學(xué)實驗平臺，探索開放型管理機(jī)制，在促進(jìn)大學(xué)校內(nèi)各單位相關(guān)“科研、教學(xué)、產(chǎn)業(yè)”的融合與發(fā)展的同時，充分提高計算資源的利用率。

（1）建立健全設(shè)備和資源的開放共享機(jī)制，形成開放式的共享平臺，以供學(xué)校教學(xué)、科研工作共享。

（2）建立網(wǎng)絡(luò)工程科研與教學(xué)機(jī)制，探索新工科科研、教學(xué)管理模式的創(chuàng)新。

（3）建立融合主流ICT企業(yè)產(chǎn)品和工程應(yīng)用案例的教學(xué)實驗平臺。

路由交換教學(xué)實驗平臺建設(shè)，落實以學(xué)生為中心的理念，加強(qiáng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論和基本原理理解，增強(qiáng)師生互動，改革教學(xué)方法和考核方式，形成以學(xué)生為中心的工程教育模式。深化人才培養(yǎng)模式改革，著力培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和科技創(chuàng)新能力。由此可見，我院路由交換教學(xué)實驗平臺建設(shè)在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、研究能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面有著其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不能替代的獨特作用。該平臺的建設(shè)對學(xué)生參加華為ICT競賽等專業(yè)競賽提供了有力的技術(shù)實踐環(huán)境支撐[2]。

3.網(wǎng)絡(luò)工程路由交換技術(shù)實驗室體系建設(shè)方案

3.1實驗室教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

實驗項目分交換技術(shù)實驗和路由技術(shù)實驗兩大塊，交換設(shè)計性實驗包括：1）交換網(wǎng)絡(luò)，2）VLAN技術(shù)，3）生成樹協(xié)議。路由設(shè)計性實驗包括：1）靜態(tài)路由，2）動態(tài)路由，3）單區(qū)域OSPF，4）多區(qū)域OSPF。綜合型實驗包括VALN間路由。

實驗教學(xué)中積極開展網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)應(yīng)用教學(xué)與科研合作，倡導(dǎo)工程型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和工程實踐能力的行業(yè)人才。

3.2實驗室硬件條件建設(shè)

實驗室以工程化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為基礎(chǔ)，配置高性能機(jī)架式計算管理及存儲設(shè)備、集群機(jī)架式萬兆交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、終端教學(xué)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)布線等。能夠融合國內(nèi)外主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的產(chǎn)品和仿真平臺，開展涉及存儲技術(shù)，路由交換技術(shù)等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)主流技術(shù)的實驗實訓(xùn)課程。

其中實驗室配置路由器具體性能指標(biāo)如下：3個GE WAN（1GE Combo）口，2個USB口，4個SIC，2個 WSIC，1個DSP插槽，配150W交流電源。三層交換機(jī)具體性能指標(biāo)如下：28個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口，4個復(fù)用的千兆Combo SFP，4個萬兆SFP+，單子卡槽位，PoE+，配1個500W交流電源。二層交換機(jī)具體性能指標(biāo)如下：24個10/100Base-TX以太網(wǎng)端口，4個千兆SFP，2個復(fù)用的10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口Combo，PoE+，配500W電源。

3.3實驗技術(shù)研究

實驗采用實踐教學(xué)與工程項目相結(jié)合的方式，實驗技術(shù)融合國內(nèi)外主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的產(chǎn)品和仿真平臺，在設(shè)備上布置最先進(jìn)的儀器設(shè)備，能夠國產(chǎn)化的儀器設(shè)備充分進(jìn)行國產(chǎn)替代。

3.4實驗隊伍建設(shè)

不斷提升實驗技術(shù)隊伍業(yè)務(wù)水平，鼓勵隊伍成員去深造學(xué)習(xí)及出國訪問交流，組織隊伍參加華為ICT學(xué)院等相關(guān)技能培訓(xùn)，隊伍骨干經(jīng)常去兄弟院校參觀學(xué)習(xí)交流，學(xué)習(xí)別人實驗教學(xué)優(yōu)秀的經(jīng)驗，努力為實驗教學(xué)正常開展提高條件保障。

3.5開放服務(wù)功能

網(wǎng)絡(luò)交換路由實驗室還可以承擔(dān)其他學(xué)院和其他專業(yè)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計與系統(tǒng)集成、大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)、等多項開放實驗項目，提供各項開放實驗項目的硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、共享相關(guān)網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容和工程項目案例資源。

4.結(jié)語

總而言之，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)路由交換教學(xué)實驗平臺建設(shè)更好地構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)生完整的網(wǎng)絡(luò)知識結(jié)構(gòu)體系，使學(xué)生更進(jìn)一步正確理解路由交換數(shù)據(jù)的知識概念和基本原理，快速消化掌握教學(xué)內(nèi)容及重難點知識。通過在路由交換教學(xué)實驗平臺的實踐過程中，學(xué)生可將理論與實踐相結(jié)合，憨實基礎(chǔ)，大大提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)生也能通過不斷實驗，開拓思維，努力創(chuàng)新，并通過實驗驗證自己創(chuàng)新的可行性，為教學(xué)提供強(qiáng)有力的支持。同時，教師也可以根據(jù)路由交換教學(xué)實驗平臺向?qū)W生介紹學(xué)科基礎(chǔ)和前沿，積極探索多種教學(xué)手段、提高課程興趣度和學(xué)生的接收程度。

參考文獻(xiàn)

[1]馬傳峰.實驗室教學(xué)改革的探索與思考[J].實驗室研究與探索，2012，31（9）.

[2]羅曉青.綜合性實驗教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2008，6（8）.

作者簡介：

許平（1978-），男，江漢大學(xué)，副教授，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，軟件工程。

基金項目：湖北省建設(shè)科技計劃項目（鄂建文〔2014〕54號）