校园计算机网络实验室的设计

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２ＯＯ６年４月　第２期　

网络实验室虚拟实验系统的规划与设计　谢慧Ｈ　，聂峰　，周大伟　（１．海军工程大学武汉４３００３３；２．武警山东总队济南２５００６３）　摘要：针对目前网络专业实验教学中存在的问题，规划和设计了网络实验室虚拟实验系统，　以解决高校普遍存在的实训设备不足、型号落后、难以更新换代等问题。简要介绍了网络实验室　虚拟实验系统的设计思想、系统结构及工作机制，并对实验内容进行了分析。　关键词：计算机网络；虚拟实验；网络实验室　－　中图分类号：Ｇ４８２，ＴＰ３９１・９文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—４５５ｏ（２ｏｏ６）ｏ２一ＯＯ６８—０３　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ＸＩＥ　Ｈｕｉ　，ＮＩＥ　Ｆｅｎｇ　，ＺＨＯＵ　Ｄａ—ｗｅｉ　（１．Ｎａｖａｌ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｗｕｈａｎ　４３００３　３；２．Ｓｑｕａｄｒｏｎ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ａｒｍｅｄ　Ｐｏｌｉｃｅ　ＪｉＮａｎ　２５００６３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｉｎｇｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ｂｙ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｒｅｎｏｖａｔｅ　ａｎｄ　ｕｐｇｒａｄｅ　ｔｈｅ　ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｅｘｐｅｒ－　ｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｖｉｒｔｕａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｎｅｔｗｏｒｋ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　随着高新技术的应运而生，各种崭新的教学手　段和教学方法正向传统的以教师为中心、以课堂为　中心和以书本为中心的“三中心”教学模式发起　冲击。在现有的教学条件下，如何让学生陕速成为　一个主动的知识接受者？如何向学生提供最好的教　学服务？如何在网络上实现这种教学？虚拟现实是　当前国际上多媒体技术前沿的热点，美国、欧洲的　大学已有虚拟实验的报导，主要用于军事、宇航和　核能研究上。我们尝试把虚拟技术用于高等教育的　实验教学中。着手规划与设计“网络实验室虚拟　实验系统”。　虚拟实验室（Ｖｉｒｔｕａｌ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）的概念，最　早在１９８９年由美国的ＷｉｌｌｉａｍＷｏｌｆ教授提出，用来　描述一个计算机网络化的虚拟实验室环境。它致力　于构筑一个综合不同工具和技术的电子化、网络化　的科学研究集成环境。在这个环境里，科学家们可　以有效地利用地理上分布的各种资源（数据、信　息、设备、人力）来从事科研活动。随着网络技　术的发展，虚拟实验室将成为一种崭新的教学形　式，将基于Ｗｅｂ的虚拟实验内容存储在服务器中，　通过在网络中建立一个虚拟的实验环境，远端的学　生可以不受地域、时间的限制，利用浏览器在自己　的计算机上进行各种虚拟实验。　１　网络专业实验教学中存在的问题　作为网络工程专业的四大主干专业课，《计算　机网络原理》、《计算机网络管理》、《网络故障诊　断》和《网络工程与布线》忽视实验动手能力的　培养，是长期以来网络专业教学中最为薄弱的环　节。许多学校只能安排较多的演示性、验证性实　验，而让学生亲自动手的实验却很少开设。究其原　因。首先是资金短缺，仪器设备不足，远远达不到　・　ｃ收稿日期］２００５－０８一ｏ９；ｃ修改日期］２００５—１１—２９　・・　［作者简介］谢慧（１９７９一），士，讲师，硕士，研究方向为计算机网络。　～

东北大学锐捷网络共建双万兆IPv6实验室

在实验室核心部署了两台锐捷网络STAR RG-6806E万兆核心路由交换机，通过该交换机控制网络实验室各部分之间的相互访问，同时部署了IPv6和IPv4网络出口。

目前，高校网络实验室建设主要呈现出两大特点:一是涉及的网络软硬件多而全;二是考虑到网络实验室大多是为学生建立，因此对网络实验室提出了诸如先进性、科学性、所提供的软硬件设备要满足实现安全、网管、监控等实验要求。为此，东北大学携手锐捷网络共同建设了新一代双万兆IPv6网络实验室，将网络安全和监控、网络管理和维护、有线和无线网络传输技术相互结合。使东北大学这所具有80年辉煌历史的全国“985重点工程”高校率先进入“综合实验、系统教学、面向应用、塑造人才”的崭新阶段。

东北大学位于辽宁省沈阳市，始建于1923年4月。1960年被列为全国64所重点大学之一，是国务院首批批准有权授予学士、硕士和博士学位的大学。东北大学是国家首批 “211工程”和“985工程”重点建设学校，并实现了教育部、辽宁省、沈阳市重点共建。作为以工为主的多科性国家重点大学，东北大学坚持以教学工作为中心，不断强化人才培养、科学研究、社会服务三大功能。目前学校现有教师1425人，其中中国科学院和中国工程院院士7名，国务院学科评议组成员7名，博士导师181名，教授290人、副教授553人;现在校博士研究生1721人，硕士生4212人，本科生18628人;外国留学生119人。

伴随东北大学师生规模的不断扩大，学校于1993年初就开始了校园网建设和规划，迄今为止，已经建成了国内领先的新一代数字化校园网。经过多年的校园网建设和应用，东北大学在信息化服务教学上更是取得了显著的成果。

2005年，学校针对信息学院师生对于网络实验室的教学和科研需求，决定启动新一代网络实验室建设。旨在通过网络实验室的建设，一方面让学生的学习过程与社会工作实践紧密结合，成为掌握专业技术技能的人才，增加他们就业的对口度和竞争力;同时借助这一平台与知名企业进行人才培养方面和科研应用领域的校企合作，通过合作为毕业生开辟就业面，并将教学成果和学术研究成果产业化，从而实现学校、人才与企业的共赢;另一个方面则是为广大的教师提供良好的科研平台，为学校科研及人才储备提供支持。

科技情报开发与经济　ＳＣＩ—ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２００６年第１６卷第６期　文章编号：１００５—６０３３（２００６）０６－０２４９－０２　收稿日期：２００５—１１—）９　网络与通讯基础实验室设计方案探讨　

向　驹　

（广东商学院电子商务市场应用技术重点实验室，广东广州，５１０３２０）　

摘要：随着高校扩招，基于本科教育的计算机专业实验室建设面临着越来越大的压　力。以广东商学院网络与通讯基础实验室的建设为例，从网络拓扑结构设计与设备选　型等方面加以探讨，以保证网络的可扩展性、网络性能和可靠性等。　关键词：网络与通讯；基础实验室；拓扑结构；路由器；ＱｏＳ技术；　中图分类号：Ｇ４３４　文献标识码：Ａ　

１　网络与通讯基础实验室的设计　广东商学院信息学院专业发展迅速，从２００１年“计算机科学与技术”　专业正式招收本科生起．每年均发展—个新的专业。２００２年为“电子商务”　专业、２００３年为“软件工程”专业，随后计划开办“计算机网络”等专业。学　科专业的发展给各专业实验室的建设提出了更高的要求。从网络与通信基　础实验室的规划设计来看，其用户面向多个专业本科生的相关课程实验。　为了满足各专业学生的实验要求，实验室应当提供以下的实验环境和平　台：交换技术、ＶＬＡＮ技术　快速以太网通道技术、网络集群技术、网络授权　技术、网络认证技术、网络管理技术、网络安全技术、防火墙技术、ＶＰＮ技　术、语音技术、网络多媒体传播技术、多点广播技术、ＱｏＳ技术、各种路由技　术、拨号访问技术、千兆以太网技术、多层交换技术、目录服务技术等。　１．１网络与通信基础实验室的要求　广东商学院网络与通信基础实验室的要求如下：提供基于专业本科　要求的网络实验；依据实验要求．配置必需的实验设备；依据班级人数，　同时提供ｌ５组学生进行的网络实验。　１．２拓扑结构需求　拓扑结构应该灵活，支持网状拓扑；不用改动网络物理连接就可以　进行不同的实验；通过设置一个配置路由器对所有设备进行配置，学生　实验界面统一，便于教师监控和管理。　１．３网络设计原则　（１）安全性。提供内网和外网的结构，对内的网络安全通过虚拟网的　划分和路由器的ＡＣＬ功能实现，对外的网络安全通过防火墙解决方案　实现；保证与网络安全有关的实验均能进行；并对现在流行的网络安全　技术均可以提供必要的实验手段。　（２）服务质量（ＱｏＳ）保证。满足在ＩＰ网络上提供ＱｏＳ所需要的一系　列技术，并提供必要的实验手段。　（３）可扩展性。网络的扩展性应该满足以下几个方面：第一，拓扑结　构的扩展性，网络的拓扑结构必须允许在任何时间、任何地方增加网络　链路带宽和网络设备。第二，设备的扩展性，网络设备的背板容量足够满　足增加模块后的要求，设备应有足够的空余插槽等。第三，设备对新应用　的支持，ＶＯＩＰ及视频应用将进入局域网内，要求网络设备能够升级到支　持ＶＯＩＰ和视频应用。第四，可以提供新的实验课程。　（４）可靠性。设备级可靠性应包括设备内有冗余处理器、冗余电源和　风扇、全部模块能够热插拔，无单点故障；链路级可靠性应包括主机与网　络设备间的链路冗余，网络设备与网络设备间链路的冗余及关键设备的　热备份；网络级可靠性应包括网络的热备份路由及可以在多条链路上提　供负载均衡和容错能力路由。可靠性一方面应用于实验，另一方面保证　实验网络本身的可用性。　２网络系统的详细设计　根据广东商学院网络与通信基础实验室建设的需求，我们设计如下　（２００５２ｌ２）和安徽理工大学校级教学研究项目研究成果之一。　参考文献　［１］陈后金．胡健，薛健，等．信号与系统和数字信号处理课程教学改革　［Ｊ］．电气电子教学学报，１９９９，２１（４）：５－８．　［２］谢处方．饶克谨．电磁场与电磁波［Ｍ］．第３版．北京：高等教育出版　社．２００４．　［３］冯林，杨显清．电磁场与电磁波［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４．　［４］王增和，王培章．电磁场与电磁波［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．　（实习编辑：李敏）　

第２１卷　

Ｖｏｌ＿２１　第４期　

Ｎｏ．４　重庆工学院学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ￣（Ｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　２００７年４月　

Ａｐｒ．２０Ｏ７　

【计算机与信息工程】　

网络教学实验室的建设与应用‘　

黄世权　

（长江师范学院网络中心，重庆４０８００３）　

摘要：计算机网络是当前发展最为迅速的技术领域之一，根据社会人才培养的方向和网络教学实　验室建设的需求和目标，提出了规划和设想，重点讨论了网络实验室的设计与实现方案，为网络　

实验室的合理规划和建设提供了依据．　关键词：网络实验室；建设方案；网络应用　

中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—０９＂ｚａ｛￣ｒＴ）ｏ４—０１０３—０３　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　

ｆｏｒ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　

ＨＵＡＮＧ　Ｓｈｉ－ｑｕａｎ　

（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎ￣４０８００３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｏｍｉｄｅｒｉｎｇ　

ｔｈｅ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｓｏｃｉａｌ　ｔａｌｅｎｔ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｇ０ａｌｓ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ　ｐａ－　

ｐｅｒ　Ｉｐ．ａｋ￣ａ　ｂｌｕｅｐｒｉｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｂ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｌ￣ｌｌｉｌＡｌｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｌａｂ，ｗｈｉｃｈ