基于LIMP、NTC和CVM的融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)

張昆朋，宋振方

（洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，洛陽　471000）

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基于LIMP、NTC和CVM的融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)

張昆朋，宋振方

（洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，洛陽471000）

摘要：

關(guān)鍵詞：

0　引言

高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)是必不可少的。早期實(shí)驗(yàn)課程使用的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，實(shí)驗(yàn)的開展受限于模擬器的功能和穩(wěn)定性，不可能完全展示真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果。有的學(xué)校購置有實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但往往僅限于對(duì)設(shè)備進(jìn)行較獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生實(shí)驗(yàn)方式單一、直接，設(shè)備接口容易損壞，一旦誤操作，造成較多返修，給實(shí)驗(yàn)室管理人員也帶來較多的麻煩。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的素養(yǎng)要求也在迅速增加。為了滿足市場(chǎng)的要求，在高校建立反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)要求的高性能實(shí)驗(yàn)室是十分必要的［1-2］。

1　網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)計(jì)思想

（1）先進(jìn)擴(kuò)展性。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)能滿足當(dāng)前教學(xué)需要，并便于未來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，能夠做到適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和CAT應(yīng)用的多種要求。

（2）兼容性。考慮整個(gè)系統(tǒng)將來聯(lián)網(wǎng)提供或獲取信息服務(wù)，所選硬件應(yīng)具有高度的可連接性和兼容性［3］。

（3）通用性。系統(tǒng)軟件應(yīng)用具有高度的通用性、開放性，能與各種不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接［4］。

（4）穩(wěn)定性。確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，不會(huì)因出現(xiàn)單點(diǎn)故障而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。同時(shí)防止病毒、非法入侵或誤操作造成故障，嚴(yán)格控制網(wǎng)絡(luò)資源的訪問［5］。

（5）多功能性。為了更加充分地利用實(shí)驗(yàn)室，它除了在日常教學(xué)中被完整使用，師生的科研開發(fā)及對(duì)應(yīng)的社會(huì)培訓(xùn)也將充分體現(xiàn)它的多功能性。

2　網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀

使用RCMS管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室是較普遍的選擇。RCMS即組控制管理服務(wù)器，通過RCMS背面的八爪魚線纜可以同時(shí)連接八臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（四臺(tái)路由器和四臺(tái)交換機(jī)）的console口［1］。使用RCMS登錄，實(shí)際上是使用了反向telnet原理，并提供了圖形化的web界面以便于操作，如下圖1所示。目前這種實(shí)驗(yàn)室已被不少學(xué)校投用。當(dāng)然，也有一些學(xué)校出于成本考慮，并未配置RCMS管理平臺(tái)，只是簡(jiǎn)單地將一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備放置在桌面上，讓實(shí)驗(yàn)者隨意拔插。

RCMS的優(yōu)點(diǎn)有：（1）提供統(tǒng)一的網(wǎng)頁界面，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一登錄管理；（2）從網(wǎng)頁上即可登錄設(shè)備，和通過設(shè)備圖標(biāo)顏色查看設(shè)備占用情況；（3）可以一鍵清理被管理設(shè)備的配置，恢復(fù)到初始狀態(tài)；（4）可以屏蔽敏感命令避免誤操作。其缺點(diǎn)有：（1）如果實(shí)驗(yàn)室組數(shù)較多，一鍵清空就需要多次登錄到不同的RCMS上敲多遍；（2）若踢掉某個(gè)人的鏈接，需要先登錄RCMS再執(zhí)行命令；（3）不能自定義敏感命令列表。

圖1　RCMS平臺(tái)

3　網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展

3.1基于LIMP管理的實(shí)驗(yàn)室

LIMP是一款軟件，凌駕于所有硬件之上，通過向RCMS下發(fā)命令來管理實(shí)驗(yàn)室中的所有設(shè)備［7］。鑒于RCMS的幾項(xiàng)缺點(diǎn)，LIMP平臺(tái)給出了較完美的解決方案。LIMP管理的實(shí)驗(yàn)室必須有RCMS配合。

LIMP平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)有：（1）無論多少設(shè)備都可以一鍵清空；（2）可以自定義敏感命令；（3）可以方便地踢掉在線鏈接；（4）可以排課、檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其缺點(diǎn)是物理連線仍然需要人工手動(dòng)連接。

3.2NTC的使用

實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生并不需要自始至終都進(jìn)行手動(dòng)連線。復(fù)雜的拓?fù)湎拢赡苁止みB線就要占去大部分時(shí)間。NTC可以在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自身端口之間的斷開和互聯(lián)，從而客戶只需在LIMP上使用鼠標(biāo)連線，即可達(dá)到不同設(shè)備之間互聯(lián)的目的［6］。

NTC上架后需要將各實(shí)驗(yàn)設(shè)備的接口連接到NTC的接口上，日后各設(shè)備的接口可以在NTC內(nèi)部相連。如下圖2所示，兩設(shè)備間對(duì)應(yīng)端口連線由虛線顯示。

圖2　NTC平臺(tái)

所以在配置好NTC設(shè)備的腳本和IP后。還要在LIMP中將實(shí)際物理的連線在LIMP上再映射一遍［7］。如下圖3所示，兩設(shè)備間對(duì)應(yīng)端口的連線由虛線變?yōu)閷?shí)線。

圖3　NTC平臺(tái)設(shè)備連接

3.3LIMP和NTC的融合

將LIMP和NTC結(jié)合起來使用可較好解決多門網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)課問題。邏輯連接示意圖如圖4。

圖4　LIMP和NTC的融合

3.4CVM的使用

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，會(huì)涉及很多基于像Windows或Linux系統(tǒng)的課程，實(shí)驗(yàn)中需要用到很多測(cè)試用計(jì)算機(jī)。CVM用來替代PC，CVM可以看成是同時(shí)可以運(yùn)行多臺(tái)運(yùn)行不同特定系統(tǒng)的PC。學(xué)生通過LIMP來做指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，就能夠調(diào)用CVM中的具備條件的系統(tǒng)，并運(yùn)行在CVM指定端口上。

上圖5中引入CVM后實(shí)驗(yàn)步驟如下：

第①步：學(xué)生機(jī)訪問LIMP來開始實(shí)驗(yàn)；第②步：LIMP調(diào)用具體的CVM課件來運(yùn)行在某個(gè)端口上；第③步：學(xué)生連線，開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

圖5　CVM平臺(tái)

3.5基于LIMP、NTC和CVM的融合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

邏輯連接示意圖如下圖6。

圖6　LIMP、NTC和CVM的融合

將以上三個(gè)平臺(tái)結(jié)合起來形成一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，其將繼承以上三個(gè)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，并彌補(bǔ)了它們各自單獨(dú)使用的不足。我校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室采用了銳捷的基于LIMP、NTC和CVM的融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室方案具有創(chuàng)新的課程體系、創(chuàng)新的實(shí)踐環(huán)境和創(chuàng)新的資源共享等特點(diǎn)。其開設(shè)的課程涵蓋路由、交換、安全、無線、測(cè)試、協(xié)議分析、存儲(chǔ)、融合通信等多個(gè)領(lǐng)域。

4　結(jié)語

高等院校給學(xué)生和教師提供適應(yīng)社會(huì)需求的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)習(xí)開發(fā)環(huán)境［8］，融合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)對(duì)于培養(yǎng)高水平的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才來說是一項(xiàng)重要的舉措。融合實(shí)驗(yàn)室的使用改變了學(xué)校教學(xué)的實(shí)踐環(huán)境，可以進(jìn)行課程統(tǒng)一規(guī)劃和管理、各院系間資源可共享，使得學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課程從過去只能開單一的課程，發(fā)展到可涵蓋多個(gè)領(lǐng)域；使得學(xué)校的實(shí)驗(yàn)環(huán)境從過去對(duì)單純?cè)O(shè)備使用的簡(jiǎn)易環(huán)境，發(fā)展到大規(guī)模、與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)更接近的多樣性環(huán)境，從而幫助學(xué)校培養(yǎng)出技能更強(qiáng)的專業(yè)化人才，更符合社會(huì)需求，與時(shí)俱進(jìn)地提升學(xué)生面向市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

［1］張昆朋.高性能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)［J］.洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（2）:85-87.

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［4］焦炳連，浦江.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006（3）:315-318.

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［6］楊建良.普通高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃與設(shè)計(jì)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009（4）:71-74.

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［8］譚勵(lì)，于重重.高校綜合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005（8）:42-45.

作者簡(jiǎn)歷：

張昆朋（1976-），男，河南伊川人，碩士，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息安全

Design and Construction of Integrated Network Laboratory Based on LIMP，NTC and CVM

ZHANG Kun-peng，SONG Zhen-fang
（Academy of Information Technology，Luoyang Normal University，Luoyang 471000）

Abstract：

Keywords：

分析高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性和設(shè)計(jì)目標(biāo)，分析網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展，詳細(xì)分析RCMS管理平臺(tái)的特點(diǎn)，介紹LIMP、NTC和CVM技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用，最后將三者融合起來在我校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中投入應(yīng)用。該實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的課程涵蓋路由、交換、安全、無線、測(cè)試、協(xié)議分析、存儲(chǔ)、融合通信等多個(gè)領(lǐng)域，并且也成為專業(yè)資格認(rèn)證培訓(xùn)和教師科研的重要基地。

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；RCMS

基金項(xiàng)目：

河南省洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目（No.2012）

文章編號(hào)：1007-1423（2016）13-0043-04

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.13.012

收稿日期：2016-02-25修稿日期：2016-04-16

Analyses the necessity and design goal of constructing a college network laboratory，analyses the present situation and development of modern network laboratory，analyses the characteristics of RCMS management platform in details，and introduces the application of LIMP，NTC and CVM technology in network laboratory. Finally，the three technologies are combined to put into application in our network laboratory. The laboratory courses cover many areas，such as security，wireless routing，switching，testing，protocol analysis，storage and communication，etc. And it is an important base of training of professional qualification authentication and teachers' science research yet.

Network Laboratory；Network Technology；Network Interconnection；RCMS