高職院校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)方案探究與實踐

倪 偉

（安徽工商職業(yè)學院，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生活的各個層面，社會對計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學生的教學過程中更加注重學生的綜合能力培養(yǎng).計算機網(wǎng)絡(luò)是一門與實踐結(jié)合緊密的課程，而許多高校由于實驗條件不足，在進行該人才培養(yǎng)方案制定時，課程的設(shè)置重理論、輕實踐，導(dǎo)致了計算機網(wǎng)絡(luò)課程在現(xiàn)實的理論知識教學過程中普遍存在教學效率低下、學習興趣不高、學習過程枯燥無味等問題.為解決這個問題，就必須加強計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)，通過“理”、“實”一體，“教”、“學”、“做”一體化教學全面培養(yǎng)學生的綜合能力，為社會輸送合格的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才，提高學生的核心競爭力.現(xiàn)就如何搞好高職院校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)談?wù)勎覀兊淖龇?[1]

2 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(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.學生的實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)實驗室的建設(shè)必須和當今主流網(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準，設(shè)備的功能范圍應(yīng)當覆蓋主流的技術(shù)領(lǐng)域.

2.2 “教”、“學”、“做”一體化教學

在學習理論知識的過程中，同時進行實驗操作；在實驗操作的過程中，同時舉一反三的體會理論知識的真諦.網(wǎng)絡(luò)實驗室不僅僅是只能做實驗的地方，還應(yīng)該是理論教學和實踐操作相結(jié)合的多功能實驗室.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、多媒體教學設(shè)備、安裝廣播式教學軟件以及接通Internet訪問.[2]

2.3 開放式實驗

由于網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)投資數(shù)額巨大，設(shè)備昂貴，一般院校的網(wǎng)絡(luò)實驗室僅僅在正常教學期間提供給學生實驗操作，但這種情況下實際上的實驗時間很少，僅僅一個故障排除過程往往就需要大量的操作時間，在華為和思科等高端認證中，故障排除占分比例最高，耗時最多.因此，網(wǎng)絡(luò)實驗室應(yīng)該本著開放的原則，給學生提供更多的實踐操作時間，開通外網(wǎng)的遠程實驗平臺，給學生創(chuàng)造課外實訓環(huán)境.[3]

2.4 易于維護的原則

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，能夠在最短時間內(nèi)提供給學生正常的實驗環(huán)境.

3 方案的具體實施

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）臺式機：選用普通臺式機，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臺臺式機，6組一共54臺機器，可以滿足一個班級的實驗要求.

（3）管理（復(fù)位）服務(wù)器一臺，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CPU.

（4）DCRS-5650-28C三層交換機3臺，用于連接所有的學生PC機、教師教學機器、管理（復(fù)位）服務(wù)器和所有的CCM串口控制器.出口連接至實驗大樓的網(wǎng)絡(luò)中心機房，實現(xiàn)了到Internet、存儲服務(wù)器、Web服務(wù)器的連接.

（5）投影設(shè)備和教師教學PC機，用于多媒體教學.

（6）綜合布線實驗系統(tǒng)及配套的網(wǎng)絡(luò)機柜、配線架、實驗工具和耗材等.

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)，同時在該系統(tǒng)平臺下安裝神州數(shù)碼實驗室管理平臺軟件.該管理軟件是采用B/S架構(gòu)，管理員賬戶和學生賬戶都可以通過IE瀏覽器認證后登陸管理平臺.管理員可以在平臺下添加、刪除和修改實驗內(nèi)容，還能一次性恢復(fù)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至出廠配置.學生賬戶則只能在平臺下進行管理員指定的實驗操作，訪問指定的設(shè)備，這樣整個實驗室將一直保持在最佳的狀態(tài)，不會出現(xiàn)訪問設(shè)備發(fā)生沖突等混亂的情況.

（2）學生PC機安裝Windows 7操作系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)平臺下安裝VM虛擬機軟件，安裝的虛擬機操作系統(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軟件的客戶端，方便多媒體教學演示、文件批量傳送和學生作業(yè)提交等.

（3）本著開放性實驗的原則，為了讓學生更加自主的、更加靈活的進行實訓操作，學生PC機上還安裝了SecureCRT5.5.0軟件，該軟件是一個通用的遠程連接軟件，兼容多種協(xié)議，可以模擬超級終端、Telnet、SSH2等登錄界面[4].

4 網(wǎng)絡(luò)實驗體系介紹

一個合理和優(yōu)化的拓撲結(jié)構(gòu)不但能夠提高實驗操作效率，增加學生對實驗操作的感性認識，而且也使管理員的維護工作變得簡單和輕松.同時應(yīng)注意到拓撲結(jié)構(gòu)不應(yīng)該是一成不變的，而應(yīng)該具有一定的可擴展性，學生可以稍加修改就能夠很方便的組建自己想要的拓撲結(jié)構(gòu).

4.1 CCM功能

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

CCM通過自身的多個RS-232接口線纜連接多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口，實現(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)，然后傳遞給對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的console口.學生PC機通過網(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一次性對所有連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行恢復(fù)出廠設(shè)置操作，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)實驗室的維護工作，提高了實驗室的運行效率.

圖1 實驗拓撲圖

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.CCM自身帶有console口，通過PC機的COM口來連接并進行初始化配置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，學生PC機通過Telnet的方式來登錄CCM，實現(xiàn)到CCM連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制臺登錄.

4.2 學生PC機雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)和普通二層交換機的星型連接

學生PC機同時安裝兩塊網(wǎng)卡與交換機互聯(lián)，“網(wǎng)卡一”連接DCRS-5650-28C三層交換機，CCM 控制器通過RJ45以太網(wǎng)接口連接到DCRS-5650-28C三層交換機.在對CCM進行初始化配置的時候，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IP網(wǎng)段，學生PC機使用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)器以及教學用PC機都處于同一個IP網(wǎng)段，可以訪問服務(wù)器，同時老師可以通過廣播式教學軟件進行多媒體教學、文件（作業(yè)）傳輸和提交、學生PC機的監(jiān)看、演示轉(zhuǎn)播以及連接到Internet.

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

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配套的專用的實驗室管理平臺系統(tǒng)，能夠根據(jù)教學要求添加指定的實驗內(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

學生可以通過IE瀏覽器來登錄實驗室管理平臺，在該平臺下進行指定的實驗操作，簡單、方便、易操作.在管理平臺下登錄某個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就是通過后臺的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生的賬號，每個學生都可以用自己的賬號來登錄平臺.賬號分管理員賬號、教師賬號和學生賬戶.

4.3.3 創(chuàng)建實驗內(nèi)容

教師賬號登錄后，可以創(chuàng)建實驗內(nèi)容.根據(jù)實驗大綱的要求添加所需要的實驗設(shè)備和允許訪問的IP地址范圍.管理平臺提供在線幫助，并提供豐富的實驗案例.

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

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

4.4 SecureCRT5.5.0軟件

在基本的教學進度完成后，學生對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配置已經(jīng)掌握，可以讓學生根據(jù)自身的學習進度來自由組織實驗拓撲結(jié)構(gòu)，定制自己的實驗內(nèi)容，而老師也不大可能根據(jù)每個學生的自身情況來通過實驗室管理平臺創(chuàng)建不同的實驗內(nèi)容.此時，通過SecureCRT軟件來進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接就是一個很好的選擇.

實際上，SecureCRT軟件把所有需要的設(shè)備連接要求組織在一個界面中，方便所有學生來連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而不需要通過實驗室管理平臺.

4.5 關(guān)于實現(xiàn)遠程實驗操作

在課余時間，學生可以通過校園網(wǎng)使用SecureCRT軟件來連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行部分實驗操作.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

由于計算機網(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)實驗室的建設(shè)中，核心設(shè)備應(yīng)采用分期建設(shè)，既要滿足當前教學需求，又要考慮今后的擴展和升級的要求.

〔1〕楊艷卉.高職院校網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室的構(gòu)建思考[J].品牌與標準化，2010（3）：27.

〔2〕史玉琢.高職院校計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)[J].科技向?qū)В?011（33）：42.

〔3〕龍紅.高職院校網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(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)實驗室建設(shè)探討實踐[J].經(jīng)營管理者，2008（12）：108.

〔5〕唐勇.淺議高職計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)[J].廣西輕工業(yè)，2009（12）：76.