遠程網絡實驗的管理和控制機制的研究與設計解析

施卓群

摘要：本文首先提出主干課程及其項目的設計，然后詳細闡述遠程開放實驗平臺的設計，主要包括實驗環(huán)境的總體構成、SSL VPN遠程接入與訪問控制、網絡實驗設備的管理，最后基于網絡平臺管理、設備管理、教師管理等，對遠程網絡實驗的管理和控制要點進行論述，通過不斷分析旨在進一步強化遠程網絡實驗的管理和控制水平，充分彰顯出遠程網絡實驗構建的應用價值，并確保最佳的設計效果，僅供參考。

關鍵詞：遠程網絡實驗;管理和控制機制;設計

一、主干課程及其項目的設計

以某一大學為例，網絡工程實驗室規(guī)劃建設主要基于整體知識觀，對網絡工程專業(yè)的不同工程技術主干課程進行教學改革，其中，主要涵蓋“組網技術”、“網絡安全”等技術。通常來說，知識之間的關系是緊密聯系、密不可分的，并且加強統(tǒng)一的知識體系的構建、整合也是至關重要的?；谡n程的知識體系，可以凸顯出實驗教學的獨立性，在工程實驗環(huán)境中，積極展示問題和概念。針對于各個實驗項目，不僅具有高度的獨立性，而且也可以拓展上一個實驗項目，防止實 驗內容交叉重復等現象的出現，不斷強化實驗內容與實際的緊密融合，并更加便利于綜合性實驗項目的構建，從而使工程教育氛圍變得愈發(fā)良好。

在實驗教學過程中，學生的主體性地位得到了充分體現，理論教學與實驗教學處于高度協調的狀態(tài)，而且在相關理論課程進行前，需要開展部分實驗教學，對學生基于需求的環(huán)境中學習做出正確引導，在實驗教學中，企業(yè)理念主要以客戶需求為主，實現產品和服務的市場意識的順利構建。由于實驗教學的小組成員數量為4名左右，在工程環(huán)境中，確保實驗項目的順利完成^【1】。在各個小組相互學習的帶動下，可以直觀展示出抽象化的計算機網絡理論知識，并可以對問題的答案進行挖掘與追溯，從而推動學生自主學習能力的提升，并給予團隊協作能力一定的支持。

通過實驗課程的優(yōu)化整合作用，可以使網絡工程專業(yè)知識的本質聯系得到不斷強化，為實驗教學質量的提升奠定良好的基礎。同時在學生解決問題這一過程中，可以使動手能力得到不斷強化，深入理解理論知識，并使團隊協作、人際溝通能力得到提升。所以在網絡工程專業(yè)的教學計劃修訂中，主干實驗課程主要以“計算機網絡實驗”為主，其中，驗證性實驗、綜合性實驗分別為19項、5項。

二、遠程開放實驗平臺的設計

（一）實驗環(huán)境的總體構成

在網絡工程實驗室實驗環(huán)境中，其構成主要包括中心交換機柜、實驗計算機等。在實驗機柜和中心交換機柜之間的連接方面，預敷設非屏蔽雙絞線在5類以上，借助實驗計算機的IE瀏覽器，促進網絡實驗的順利進行。由于DMC的并發(fā)控制功能顯著，使每臺網絡實驗設備的用戶訪問數量僅僅為1個，最大程度地防止訪問沖突的出現。預敷設超5類非屏蔽雙絞線，在同組實驗計算機和實驗機柜之間也比較適用，以此來發(fā)揮出在驗證實驗結果方面的作用。為了將整個實驗室的統(tǒng)一管理水平提升上來，NEMS實驗室管理系統(tǒng)非常值得應用，預防實驗計算機等受到威脅。

（二）SSL VPN遠程接入與訪問控制

在遠程網絡實驗中，要想將開放管理水平提升到新的高度和深度，具體的劃分必須要與課余時間相聯系，特別對于諸多個遠程開放的時間段，這樣做，不僅可以便利于學生的自主化選擇，并促進預約環(huán)節(jié)的順利完成。其中，在實驗預約登記方面，應根據個人或小組來進行。在用戶機對實驗室內部網絡服務器的安全訪問方面^【2】，標準TCP/UDP協議的應用，可以使所有NAT設備或防火墻全面涉及，基于此，使得訪問控制功能得到完美呈現，并憑借良好用戶認證管理功能，防止實驗室內資源出現利用不合理、不充分等現象。

如果平臺對同一個實驗機柜進行申請、使用，遠程實驗的單個學生應在實驗小組中保持較高的參與積極性、主動性，而且基于實驗小組對實驗機柜設備資源種類進行合理區(qū)分，如Web接入資源、IP接入資源等，在VPN網關中，Web業(yè)務配置、TCP業(yè)務配置等應落實下去，并對不同的訪問權限進行設置。學生-實驗組-實驗機柜-實驗資源關系示意圖如圖1所示。在一個實驗機柜被配置給某個實驗小組后，該小組的所有學生用戶均可以對所有設備資源進行訪問，從而為教師進行高細粒度的訪問控制創(chuàng)造有利條件，防止實驗室網絡環(huán)境中不安全隱患問題的出現。

（三）網絡實驗設備的管理

在遠程網絡實驗的性質特點中，不間斷特點這一要素不容忽視，實驗室教師既要為學生對網絡實驗設備的遠程訪問提供便捷，也要對其配置“痕跡”予以及時清除，以免對后續(xù)的遠程實驗的學生造成影響。此外，因為網絡實驗設備的不準確配置，還可以防止故障的出現，為實驗機柜的遠程化管理創(chuàng)造有利條件，使網絡實驗設備向初始工作狀態(tài)的迅速恢復。為了迅速恢復網絡實驗設備，自動重啟恢復等方式得到了廣泛應用，借助網絡NEMS，有助于網絡實驗設備的自動重啟等功能的恢復。

對自動重啟與恢復方式的工作原理進行分析，首先，對每臺網絡實驗設備的啟動配置文件進行編輯，在實驗室管理服務器上進行保存。其次，在預約實驗時間結束后，TFTP方式的應用為一大關鍵要點，使啟動配置文件向所有的網絡實驗設備上進行發(fā)送，最終為與初始配置狀態(tài)達成高度的一致性與統(tǒng)一性，確保良好的恢復效果。

三、遠程網絡實驗的管理和控制要點

（一）網絡平臺管理

針對于網絡遠程控制實驗，由于需要傳輸的實時數據較多，所以強化網絡平臺的高效化運行不容忽視。對于網絡平臺管理員來說，在每次遠程實驗開始的前期階段，應嚴格測試網絡連接的效果，不斷提高網絡傳輸的有效性，在學生實驗過程中，管理人員也可以及時排除各種網絡平臺連接方面的故障問題。由于技術和實驗要求的差異性較大，網絡平臺管理人員還要從實際需要出發(fā)，不斷升級和改造網絡遠程控制實驗平臺。

（二）設備管理

由于網絡遠程控制實驗的設備損耗現象比較嚴重，所以加強設備的高效化管理至關重要。在網絡遠程控制實驗過程中，面對設備故障的出現，設備管理員應第一時間展開維修，必要時更換設備，然后在學生實驗結束后，如果實驗設備損壞嚴重，設備管理員應對更換實驗設備的請求予以說明，確保實驗管理單位了解其具體情況。

（三）教師管理

對于教師而言，不僅需要提供學習資料，而且也要給予學生網絡遠程控制實驗過程予以一定的幫助。在上傳相關學習資料時，教師應借助網絡進行上傳，并對實驗的具體時間段進行預約，在這一過程中，可以為師生在同一實驗平臺上的溝通創(chuàng)造有利條件，實現及時發(fā)現問題并解決問題。此外，在網絡實驗平臺的作用下，可以為學生交流分享經驗提供極大的便捷，同時根據學生提交的實驗報告、具體表現，也可以為教師合理、公正的評價助益。

（四）學習者管理

分析網絡遠程控制實驗的最終目標，離不開促進學習者相關實驗的學習這一層面，但是教與學的相互分離，極容易使學習者的狀態(tài)出現弱化現象，對此應對網絡遠程控制實驗的特點進行分析，如學習者和成績應密切融合最終的學分，教師也要與學生保持密切聯系，將學生的學習動機調動出來。

四、結束語

結合以上敘述內容，在遠程開放實驗平臺的構建方面，SSL VPN技術的應用，可以將教學的靈活性發(fā)揮出來，穩(wěn)步推進教學過程，同時也是優(yōu)化、創(chuàng)新教育技術手段的重要舉措，確保實驗教學效率的穩(wěn)步提升，使實驗教學的時間、空間愈發(fā)龐大化。而且基于真實化的情境，可以使學生的實驗項目實現順利完成。此外，實驗室具有全天候的功能作用，即使處于無人值守的地步，仍然可以提供持續(xù)化的服務，旨在更好地利用實驗室網絡設備。

參考文獻：

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