建設(shè)職校新一代網(wǎng)絡(luò)實驗室

文/楊建清 唐超

建設(shè)職校新一代網(wǎng)絡(luò)實驗室

文/楊建清 唐超

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)前職業(yè)院校計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才培養(yǎng)的層次和數(shù)量嚴(yán)重滿足不了社會的實際需求。文章從信息技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，職業(yè)院校網(wǎng)絡(luò)實驗室的現(xiàn)狀，計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才職業(yè)崗位群分布以及對應(yīng)職業(yè)崗位的職業(yè)技能要求等出發(fā)，提出職業(yè)院校建設(shè)新一代網(wǎng)絡(luò)實驗室的技術(shù)和方法，以及運行和管理的建議。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、云存儲、三網(wǎng)合一技術(shù)的推動和發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)技術(shù)人才的需求量大幅增長，但是當(dāng)前職業(yè)院校計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才培養(yǎng)的層次和數(shù)量嚴(yán)重滿足不了社會的實際需求。當(dāng)前職業(yè)院校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室設(shè)備陳舊，功能單一，大多只能滿足數(shù)據(jù)通信的基本實驗，不能滿足當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多業(yè)務(wù)實驗需求，也不能滿足職業(yè)教育模擬職業(yè)崗位的環(huán)境需求。本文就當(dāng)前職業(yè)院校新一代計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的問題，從職業(yè)崗位，職業(yè)能力分析入手，提出了建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗室的技術(shù)和方法。

職業(yè)崗位劃分

進入新世紀(jì)初，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，社會急需計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。為適應(yīng)社會的需求，很多職業(yè)院校開設(shè)了計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專業(yè)，建設(shè)了配套的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室（一般只有計算機，交換機和路由器設(shè)備），能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝和配置實驗，這在當(dāng)時是能夠滿足社會需求的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的MPLS技術(shù)，流量工程，VPN技術(shù)，IPV6技術(shù)，服務(wù)質(zhì)量，VOIP技術(shù)，視訊融合通信，IPTV技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以及城域網(wǎng)、光網(wǎng)絡(luò)、云計算、云存儲、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)模擬已無法在原來實驗室中實現(xiàn)。根據(jù)當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展和社會需求狀況，對于職業(yè)院校，建設(shè)新一代的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室是新時期培養(yǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才的迫切需要。

從事計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的職業(yè)，分析其工作對象和工作內(nèi)容，大概可分為計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計師、計算機網(wǎng)絡(luò)工程師、計算機網(wǎng)絡(luò)管理師（員）等職業(yè)崗位。

建設(shè)需求分析

新一代的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室應(yīng)能滿足當(dāng)前職業(yè)崗位職業(yè)能力訓(xùn)練的技術(shù)需求，還應(yīng)滿足學(xué)員異地試驗需求。

網(wǎng)絡(luò)實驗室三大崗位

計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計師

計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計師熟練掌握計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及相關(guān)領(lǐng)域知識，掌握客戶思維方式，了解市場趨勢，具有國際化視野；能夠透徹分析大中型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計項目需求，能夠與委托方和受益方進行充分溝通，能夠提供設(shè)計項目專業(yè)、市場導(dǎo)入等方面的咨詢；能夠提出大中型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計項目總體實施方案，并有效制定項目工作計劃及資源配置計劃；能夠全面把握設(shè)計中的關(guān)鍵因素，提出具有前瞻性的設(shè)計思路和設(shè)計方案，能夠領(lǐng)導(dǎo)、管理和協(xié)調(diào)設(shè)計團隊有效地完成設(shè)計工作目標(biāo)；能夠?qū)υO(shè)計團隊成員實施有效的業(yè)務(wù)指導(dǎo)和技能培訓(xùn)；能夠獨立完成或組織領(lǐng)導(dǎo)完成大中型設(shè)計項目的效果圖、施工圖或制作模型；能夠把握設(shè)計項目的商業(yè)目標(biāo)和社會功能，有效地控制設(shè)計項目導(dǎo)入市場的主要環(huán)節(jié)，并能及時解決市場導(dǎo)入過程中出現(xiàn)的復(fù)雜問題。

計算機網(wǎng)絡(luò)工程師

計算機網(wǎng)絡(luò)工程師掌握計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識及市場營銷原理以及商務(wù)談判技巧，能夠準(zhǔn)確理解客戶需求和上級指令，能獨立與委托人商談并形成協(xié)議/合同草案，能獨立起草一般設(shè)計項目文檔；熟練掌握技術(shù)經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識，能比較全面地把握設(shè)計中的關(guān)鍵問題，有扎實的專業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)和計算機運用功底，能夠獨立完成中小型設(shè)計項目的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、綜合布線系統(tǒng)、設(shè)備選型和系統(tǒng)應(yīng)用；能夠充分運用設(shè)計手段幫助設(shè)計項目順利導(dǎo)入市場，并能夠根據(jù)市場目標(biāo)調(diào)整或改進設(shè)計成果。有團隊協(xié)作精神，正確使用項目經(jīng)費、安排時間，協(xié)調(diào)團隊人員關(guān)系的能力。

計算機網(wǎng)絡(luò)管理師（員）

計算機網(wǎng)絡(luò)管理師（員）了解計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識和社會經(jīng)濟學(xué)常識，能理解委托人的需求，能理解工作任務(wù)及上級指令，能夠做好數(shù)據(jù)收集、分類、整理工作，能夠協(xié)助上級設(shè)計師起草設(shè)計文檔；掌握七大計算機技術(shù)(局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、綜合布線技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)、程序設(shè)計技術(shù))，以及設(shè)計方法論，能把握設(shè)計中的關(guān)鍵問題，熟悉電腦輔助設(shè)計工具，能在指導(dǎo)下完成小型設(shè)計項目設(shè)計草圖等；了解客戶反饋跟蹤技巧，能夠根據(jù)既定的工作規(guī)程解決設(shè)計方案實施中的常規(guī)性問題；有團隊協(xié)作精神，聽從指揮，正確使用項目經(jīng)費、設(shè)備、材料、儀器，嚴(yán)格按項目進度要求施工，按時、按量完成上級交給的任務(wù)。

職業(yè)能力訓(xùn)練的技術(shù)需求

根據(jù)當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，職業(yè)崗位群分布情況以及職業(yè)崗位對職業(yè)能力的要求，新一代網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)需要滿足當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)職業(yè)崗位職業(yè)能力訓(xùn)練和試驗的需求。經(jīng)過對計算機網(wǎng)絡(luò)職業(yè)崗位的職業(yè)能力分析，新一代網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)應(yīng)滿足如下需求：

1.滿足日常交換網(wǎng)絡(luò)配置和管理任務(wù)需求；

2.滿足路由網(wǎng)絡(luò)配置和管理任務(wù)需求；

3.滿足家庭網(wǎng)絡(luò)、公司網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等的接入、配置和管理任務(wù)需求；

4.滿足網(wǎng)絡(luò)VoIP配置和管理任務(wù)需求；

5.滿足網(wǎng)絡(luò)IPTV配置和管理任務(wù)需求；

6.滿足無線網(wǎng)絡(luò)配置和管理任務(wù)需求；

7.滿足網(wǎng)絡(luò)存儲配置和管理任務(wù)需求；

8.滿足網(wǎng)絡(luò)安全配置和管理任務(wù)需求；

9.滿足網(wǎng)絡(luò)可靠性、可用性配置和管理任務(wù)需求；

10.滿足專用網(wǎng)（IPSEC VPN，MPLS VPN，SSL VPN）配置和管理任務(wù)需求；

11.滿足城域網(wǎng)及城域接入網(wǎng)絡(luò)配置和管理任務(wù)需求；

12.滿足用戶接入AAA、證書服務(wù)配置和管理任務(wù)需求；

13．滿足云計算、云存儲、物聯(lián)網(wǎng)通信平臺的搭建任務(wù)需求。

異地試驗需求

異地試驗需求就是滿足學(xué)員隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)登錄實驗室進行試驗的需求。

圖1網(wǎng)絡(luò)實驗室的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)實驗室邏輯設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)實驗室邏輯設(shè)計是在充分的需求分析的基礎(chǔ)上進行的設(shè)計，主要對實驗室的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、試驗單元命名、設(shè)備命名、線纜命名的設(shè)計。

網(wǎng)絡(luò)實驗室拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)對職業(yè)院校新一代計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)需求分析，要滿足不同崗位的職業(yè)能力訓(xùn)練，模擬不同職業(yè)崗位的職業(yè)場景，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計就是為滿足不同職業(yè)崗位職業(yè)場景的設(shè)計。圖1是網(wǎng)絡(luò)實驗室拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

1．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)說明

該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中，共分為3個功能域，10大模塊。

（1）學(xué)員實驗域，共8個模塊（組），每模塊（組）6個工位。設(shè)備主要分為基本通信設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，語音設(shè)備，視頻設(shè)備，服務(wù)器和個人計算機等。基本通信設(shè)備主要有4臺多功能模塊化多業(yè)務(wù)路由器（支持IPv4/IPv6全系列路由協(xié)議），2臺多層高性能路由交換機，3臺二層可管理交換機，1臺寬帶Modem，1臺無線路由器，1臺企業(yè)級無線訪問點；網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備主要有1臺狀態(tài)防火墻，1臺IPS，1臺IDS；語音設(shè)備主要有2臺IP電話，2臺模擬電話以及路由器上的語音模塊；視頻設(shè)備主要有1臺視頻會議攝像頭， 1臺視頻會議終端；服務(wù)器和個人計算機主要有1臺PC服務(wù)器、6臺高性能個人計算機。該試驗域的主要功能是為學(xué)員提供交換、路由、無線、VoIP、IPTV、視頻會議、服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)安全等職業(yè)場景模擬實驗服務(wù)。在建設(shè)實驗室時，職業(yè)院校可以根據(jù)自己資金預(yù)算和培養(yǎng)對象，選取自己需要的設(shè)備或者分期逐步建設(shè)。

（2）教師實驗管理域，共1個模塊，具有學(xué)員實驗域模塊的實驗設(shè)備，另外增添MCU（用于視頻會議場景）、IP-PBX（用于語音通信場景）、DSLAM（用于ADSL寬帶接入場景）、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、光纖交換機、無線控制器、認(rèn)證服務(wù)器等設(shè)備。該模塊作為教師學(xué)習(xí)、試驗、科研而使用，并兼有對整個網(wǎng)絡(luò)實驗室進行管理和服務(wù)功能。

（3）核心交換域，共1個模塊，與校園網(wǎng)鏈接（滿足異地試驗）。4臺多層高性能模塊化路由交換機組成環(huán)網(wǎng)或網(wǎng)狀網(wǎng)，支持全系列IPv4/IPv6路由協(xié)議，支持M P L S協(xié)議，冗余連接教師實驗管理域和學(xué)員實驗域各模塊。該模塊結(jié)合其他實驗?zāi)K模擬核心交換、城域網(wǎng)交換、城域網(wǎng)接入等職業(yè)場景。

2．設(shè)備選取說明

（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選取

建設(shè)實驗室選取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時根據(jù)職業(yè)院校自己培養(yǎng)對象和資金預(yù)算適當(dāng)選取，例如只進行基本通信實驗的實驗室可以選取基本通信設(shè)備，需要信息安全的實驗室可以增加安全設(shè)備，需要融合通信的實驗室可以增加語音和視頻設(shè)備，需要網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和存儲試驗的實驗室可以增加對應(yīng)的設(shè)備。

表1 線纜命名和編碼格式

表2 光纜命名設(shè)計表（樣例）

（2）通信線纜選取

實驗室的通信線纜設(shè)計中有三種，分別是光纜、雙絞線和電話線。光纜鋪設(shè)需要端接設(shè)備、光纖跳線和光纖模塊，價格較貴，對于投資規(guī)模不大的院校，可以考慮用雙絞線代替，本案例之所以采用光纜只是模擬職業(yè)場景，讓學(xué)員親身感受環(huán)境；雙絞線和電話線的鋪設(shè)相對簡單，雙絞線從核心交換域到每個模塊鋪設(shè)，電話線從教師實驗管理域到學(xué)員實驗域鋪設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)實驗室命名設(shè)計

為了增強網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可讀性，方便隨后的進一步設(shè)計和以后的日常運行和管理，需對實驗室的重要設(shè)備進行命名。命名的基本原則是簡單、明了、易懂，能表示意思。命名的主要工作是確定命名的語法格式，使用的字符數(shù)，邏輯結(jié)構(gòu)等。

（1）學(xué)員實驗域模塊命名設(shè)計

學(xué)員實驗域的模塊共8個，主要的目的是為學(xué)員提供實驗服務(wù)，本案例中學(xué)員實驗域模塊命名分別為ST01、ST02、ST03、ST04、ST05、ST06、ST07、ST08。

（2）教師實驗管理域命名設(shè)計

教師實驗管理域，共1個模塊，本案例中命名為“TE”。

（3）核心交換域命名設(shè)計

核心交換域，共1個模塊，本案例中命名為“C”，核心設(shè)備共4臺，分別命名為C1、C2、C3、C4。

（4）線纜命名設(shè)計

線纜命名主要對連接網(wǎng)絡(luò)實驗室的各個功能模塊的線纜進行命名、編號，方便施工和以后運行、職業(yè)場景模擬與維護。基本原則是能體現(xiàn)線纜端接模塊，線纜命名采用表1里的格式。

這里的線纜主要有三類：光纜、雙絞線、電話線（可以用雙絞線代替）。在以下命名中，“G”代表光纜，“S”代表雙絞線, “D”代表電話線，表2是光纜命名設(shè)計樣例，其他雙絞線和電話線命名和編碼設(shè)計均按照表1的格式編寫。

網(wǎng)絡(luò)實驗室物理設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)實驗室物理設(shè)計主要是對實驗室骨干線纜物理布線路由圖設(shè)計和實驗單元模塊物理線纜布線設(shè)計，以及網(wǎng)絡(luò)實驗室物理環(huán)境設(shè)計。

實驗室骨干線纜物理布線路由圖設(shè)計

圖2是實驗室骨干線纜物理布線路由圖，三種干線線纜是光纜、雙絞線和電話線，具體的連接參考邏輯設(shè)計線纜標(biāo)示。

實驗單元模塊物理線纜布線

實驗單元模塊的布線有干線接入、實驗單元機柜內(nèi)部走線、實驗單元機柜到桌面布線幾個方面。

干線接入全部采用配線架接入，共有三種線纜，即光纜、雙絞線和電話線，分別用不同的配線架壓接。

實驗單元機柜內(nèi)部走線分兩種情況：一是管理鏈路的布線，二是可變動跳接鏈路布線。對于管理鏈路的布線一次性壓接好，做好標(biāo)記，不允許實驗人員跳接和變更，用于網(wǎng)絡(luò)管理、試驗管理、拓?fù)溥€原等工作。對于可變動跳接鏈路線纜，全部采用跳接線纜，根據(jù)模擬不同職業(yè)場景進行靈活跳接。

桌面的設(shè)備有個人計算機、IP電話、模擬電話、視頻會議攝像頭、視頻會議終端等設(shè)備，從實驗單元機柜到桌面計算機的布線根據(jù)實際需求布設(shè)雙絞線和電話線。

網(wǎng)絡(luò)實驗室物理環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)實驗室物理環(huán)境設(shè)計應(yīng)按照機房設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)進行，可以參考《GB50174-2008電子信息系統(tǒng)機房建設(shè)規(guī)范》，主要有通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、配電系統(tǒng)設(shè)計、采光設(shè)計、裝飾設(shè)計、防水、防火、防盜、防雷、防靜電設(shè)計等。

網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)施工和測試

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實驗室物理設(shè)計進行施工。建設(shè)施工應(yīng)找有資質(zhì)的單位施工，簽訂施工合同，按照建設(shè)方案設(shè)計施工方案，施工計劃，施工細(xì)則。施工過程中可以分階段測試驗收。

圖2 實驗室骨干線纜物理布線路由

網(wǎng)絡(luò)實驗室資源開發(fā)與管理

實驗資源開發(fā)和運用

實驗資源開發(fā)綜合考慮不同職業(yè)崗位的不同職業(yè)場景，工作流程，職業(yè)能力等因素。開發(fā)流程為：職業(yè)崗位->職業(yè)環(huán)境->職業(yè)能力->職業(yè)場景模擬->網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計->網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案設(shè)計（包括邏輯和物理的設(shè)計）->網(wǎng)絡(luò)實施->網(wǎng)絡(luò)測試->網(wǎng)絡(luò)報告等。實驗資源的運用要根據(jù)不同層次的學(xué)習(xí)對象，選取對應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的實驗資源，按照步驟完成職業(yè)崗位的職業(yè)場景實驗，并根據(jù)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行考核。

管理制度

建立網(wǎng)絡(luò)實驗室使用管理制度，安全管理制度，衛(wèi)生管理制度，軟件硬件的維護管理制度等。

(作者單位為廣州白云工商技師學(xué)院計算機系)