淺談民辦高校網(wǎng)絡實驗室建設

梁志勇，臧輝如

(三亞學院 計算中心，海南 三亞 572022)

我國民辦高校建設取得了突飛猛進的發(fā)展，同時也涌現(xiàn)出一大批很具有實力、科技含量的實驗室。隨著網(wǎng)絡技術的不斷更新?lián)Q代，使得要培養(yǎng)的創(chuàng)新型、應用型、實用型網(wǎng)絡技術人才，不僅要系統(tǒng)地掌握扎實的計算機網(wǎng)絡理論基礎，同時還需要有較強的實踐動手能力，特別是具有一定的計算機網(wǎng)絡設計、組網(wǎng)、開發(fā)等的技能。

1 網(wǎng)絡實驗室的規(guī)劃

1.1 建設網(wǎng)絡實驗室的基本原則

根據(jù)近些年計算機網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，在網(wǎng)絡實驗室的建設中，尤其是針對辦學理念較為靈活的民辦高校，遵循的原則有以下4 點:

(1)符合國際標準。網(wǎng)絡實驗室所選用的設備應符合國際標準，特別是網(wǎng)絡通信協(xié)議和設備接口，以保證獲得較好的兼容性。目前市面上的網(wǎng)絡設備如交換機、路由器等，基本都是以思科、華為、銳捷品牌為主。故在選擇購買設備的時候，優(yōu)先考慮這些品牌的設備。

(2)穩(wěn)定性高。在網(wǎng)絡實驗室設計與建設中選穩(wěn)定性高的設備。這樣就能保證網(wǎng)絡具有一定的故障自動處理能力，同時在網(wǎng)絡處于負載高的情況下依然能保證有高效率的數(shù)據(jù)處理能力。

(3)方便可擴展升級性。計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展日新月異，這使得在規(guī)劃建設計算機網(wǎng)絡實驗室中，主要網(wǎng)絡設備如交換機、路由器等設備要具備一定的可擴展升級能力，這樣既能夠跟上網(wǎng)絡技術發(fā)展的方向，又能最大限度地避免設備過快、過早被淘汰，從而造成不必要的浪費。使整個網(wǎng)絡設備框架能夠隨著網(wǎng)絡技術的進步，不斷地走向完善和成熟，從而提高整體網(wǎng)絡設備的利用率。

(4)科研性。網(wǎng)絡實驗室不僅為學生提供計算機網(wǎng)絡實驗教學的場所，同時也為高校教師創(chuàng)造了一個良好的計算機網(wǎng)絡方向的科研環(huán)境。因此，網(wǎng)絡實驗室應配備較好的計算機網(wǎng)絡設備，既能滿足實驗教學的需要，又能滿足教師科研的需求，還能開設一些較高水平的創(chuàng)新型的綜合網(wǎng)絡實驗。

1.2 網(wǎng)絡實驗室建設規(guī)劃方案

1.2.1 網(wǎng)絡實驗室的總體結構

根據(jù)計算機網(wǎng)絡課程的實驗教學計劃和實驗內容，以及聯(lián)系到最新網(wǎng)絡發(fā)展趨勢，目前交換機、路由器等設備以思科、銳捷的設備為主，且兩者配置的指令基本能夠互相兼容，故網(wǎng)絡實驗室的建設規(guī)劃方案采用銳捷公司的方案，三亞學院網(wǎng)絡實驗室的總體結構拓撲圖如圖1 所示。

圖1 網(wǎng)絡實驗室總體拓撲圖

在該套方案中，網(wǎng)絡設備被分成4 個小組，每個小組有6 臺計算機，且都是一套相對完整獨立的系統(tǒng)，能夠進行交換機、路由器、防火墻、無線交換機等網(wǎng)絡實驗［1］。

1.2.2 實驗硬件的配置

(1)實驗用計算機。在網(wǎng)絡實驗室中分三種計算機:服務器、學生機和教師機。學生機位于每個網(wǎng)絡小組中，配置為當前主流的配置，并且具有一定的可擴展性。同時，學生機配備有雙網(wǎng)卡，其中一塊網(wǎng)卡起配置設備作用，一塊網(wǎng)卡起驗證實驗結果作用。教師機起操作演示作用，并加裝教學軟件，可對學生機進行控制。服務器位于網(wǎng)絡實驗室的主機柜中，配置較為高檔，用于存儲實驗室的相關數(shù)據(jù)和提供內部的DHCP、郵件、Web、FTP 等服務。

(2)二層交換機。要求選用的二層交換機同時支持telnet 和console 兩種方式的管理，并且支持SNMP 協(xié)議，具有MAC 地址與端口的綁定、Vlan劃分、配置STP 和RSTP 等功能。

(3)三層交換機。要求選用的二層交換機同時支持telnet 和console 兩種方式的管理，并且支持SNMP 協(xié)議，能配置交換機的IP 地址、端口隔離、QoS、端口 干路(port trunking)、802.1d 跨 越 樹(Spanning Tree)以及是RIP、OSPF 協(xié)議等路由協(xié)議。

(4)無線接入點。隨著無線局域網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，所以在實驗室應能提供無線接入。每試驗小組可配備1 塊USB 接口的無線網(wǎng)卡、1 臺無線路由器、2 臺無線AP 接入點。

(5)防火墻。在主機柜配置2－3 臺高性能的防火墻，既能夠給學生做相關實驗，又能對其進行一定的配置，將外部網(wǎng)絡與實驗室進行一定的隔離，保障網(wǎng)絡實驗室設備的安全［2］。

(6)常用工具和必要耗材。在網(wǎng)絡實驗中按照實驗人數(shù)配備一定數(shù)量的網(wǎng)線鉗、打線刀、測線儀等工具和超五類網(wǎng)線、RJ45 水晶頭等耗材，以供學生練習基本的網(wǎng)絡技能。

1.2.3 實驗室軟件的選擇

根據(jù)教學要求和實際需要，使學生能夠適應多方面的要求，實驗室還應配備各種軟件。如網(wǎng)絡模擬軟件Cisco Packet Tracer、抓包軟件Ethereal Sniffer、FTP 服務器軟件Serv-U、開發(fā)軟件Visual C ++、Visual Studio、數(shù)據(jù)庫SQL Server 2000 等，可以讓學生進行一定的網(wǎng)絡編程實驗。由于軟件更新較快，實驗內安裝的軟件也應不斷地更新，使學生跟上網(wǎng)絡科技發(fā)展的步伐。

2 網(wǎng)絡實驗室的應用

2.1 實驗教學內容設計

實驗教學內容的設計應充分考慮到授課內容和現(xiàn)實的需要，盡可能覆蓋計算機網(wǎng)絡課程的主要知識點，為了滿足不同人才培養(yǎng)的需要，實驗類型分為基礎型、驗證型、創(chuàng)新型和設計型實驗。

2.1.1 基礎型實驗

網(wǎng)線的制作和測試、常用網(wǎng)絡命令、交換機基本配置、路由器的基本配置、無線網(wǎng)絡(WLAN)基本配置等。

2.1.2 驗證型實驗

對交換機進行VLAN 的劃分、跨二層、三層交換機進行VLAN 的劃分、單臂路由、靜態(tài)路由、快速生成樹協(xié)議的配置、冗余備份鏈路的配置、RIP 路由協(xié)議的配置、OSPF 選路協(xié)議的配置、防火墻網(wǎng)橋模式的配置、防火墻路由模式的配置、防火墻NAT 功能的配置、防火墻特定功能的配置等。

2.1.3 創(chuàng)新型實驗

大型單核心組網(wǎng)實驗、大型雙核心組網(wǎng)實驗、防火墻綜合性實驗等。

2.1.4 設計型

高校校園網(wǎng)絡設計實驗、小區(qū)寬帶網(wǎng)絡設計實驗等。

2.2 實驗教學方法與途徑

2.2.1 分組實驗

根據(jù)實驗設備與環(huán)境、實驗內容，并且考慮到部分網(wǎng)絡實驗涉及多臺設備，使得一個網(wǎng)絡實驗不是一個人能夠順利地完成，這就需要分組實驗，不僅能夠提高學生的動手能力，同時也能加強學生之間團隊協(xié)作能力。

2.2.2 自主實驗

通常情況下，計算機網(wǎng)絡課程安排的實驗學時與理論學時的比例一般是1∶2。由于計算機網(wǎng)絡實驗實踐性強，使得實驗課程異常重要。若實驗學時較少的話，可以利用相關的模擬軟件讓學生在課外完成。

3 在民辦高校中的應用——以三亞學院為例

三亞學院計算中心網(wǎng)絡實驗室建于2010 年8月，系銳捷品牌的標準網(wǎng)絡技術實驗室，一共分為4 個小組，每組擁有2 臺三層交換機、2 臺二層交換機、2 臺路由器和4 臺無線AP 接收設備。它承擔著三亞學院理工學院計算機科學與技術、網(wǎng)絡工程等專業(yè)的實驗教學任務，可同時4 個小組24 人開展計算機網(wǎng)絡實驗。也承擔著理工學院教師計算機網(wǎng)絡方面的科研任務。投入正常的實驗教學已經(jīng)近兩年，實驗效果顯著。為了更好地配合計算機網(wǎng)絡實驗教學的需要，根據(jù)網(wǎng)絡實驗室的設備，于2011 年4 月編寫了“計算機網(wǎng)絡實訓教程”，第一版，作為計算機網(wǎng)路的實驗指導書，投入到正常的計算機網(wǎng)絡實驗教學中，教學效果良好。在2011年3 月，在第一版的基礎上，編寫了“計算機網(wǎng)絡實訓教程”，第二版。全書共有計算機網(wǎng)絡實驗20項，書中添加了新的實驗項目，增加了相關理論知識，同時加大了創(chuàng)新型、綜合型網(wǎng)絡實驗的比例，并糾正了部分不足之處。同時，《計算機網(wǎng)絡》作為校級精品課程也于2012 年6 月順利完成了建設，達到了預期的目的。

4 結束語

網(wǎng)絡實驗室的建設，對改善民辦高校辦學條件、提高教學與科研質量、培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型、實用型的網(wǎng)絡技術研發(fā)人才具有十分重要的意義。建成網(wǎng)絡實驗室后將大大提高學生計算機網(wǎng)絡方向的實際動手操作能力。網(wǎng)絡實驗室將會給學生提供真實的工作環(huán)境，可以通過實驗，讓學生自主搭建小型局域網(wǎng)、探討網(wǎng)絡配置方案、調試網(wǎng)絡設備和相關網(wǎng)絡協(xié)議，真正把課堂上的理論轉化成實踐，把知識轉化成能力，從而滿足社會的需求，促進學生的就業(yè)。同時，網(wǎng)絡實驗室的建設又是一個不斷推陳出新的過程。隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡實驗室需要及時做出相應的改進，以滿足實驗教學和研究的需求。

［1］潘自強，焦中明. 高校網(wǎng)絡實驗室建設研究［J］. 計算機與現(xiàn)代化，2003(11):86－88.

［2］彭濤. 網(wǎng)絡實驗室與安全技術探析［J］. 現(xiàn)代電子技術，1998(2):41－43.