关于我校计算机网络实验室的建设和改进探索

摘要:根据普通高校培养实用性网络技术人才的需求和目标,对网络实验室的建设提出了设计和规划方案。结合我校网络实验室现有资源和建设经验,提出了个人的看法和设想,为高等院校网络实验室建设和实验教学开展提供借鉴。

关键词:网络实验室;实验室规划;网络设备;存在问题

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)16-4558-02

Building and Improving the Computer Netlab about my College

HUANG Jin-yu

(Zengcheng College of Souch China Normal University, The Department of Education Information Technology,Guangzhou 511363, China)

Abstract: According to the needs and goals of bringing up the normal university network technique practical person, I make some design and planning to the building Netlab. By combining my college Netlab's existing resources and experience building, I would like to give my personal ideas network technique which can provide a reference for building Netlab and teaching experiment of the university.

Key words: netlab laboratory; planning; network equipment; problems

随着计算机网络技术的迅速发展和信息化建设的需求,带来了网络技术人才需求量的不断增长。然而,网络技术人才的培养依赖于一定的环境和条件,除了优良的师资、优质的课程、合理的学科建设,也要重视网络实验室的建设。因为实验室提供了实践和实验条件,结合了理论教学,为学生的实操能力提供良好的平台。但由于实验室建设需投入的资金大,合理规划设计难度大,很多院校的网络实践教学还停留在网络机房或普通公共机房的水平上,网络设备种类、数量有限,开展的实验内容有限,培养出来的学生对日益发展的网络技术缺乏实践能力。因此,建设一个满足现阶段网络实验教学要求的实验室,又具有良好扩展性,符合高校人才培养方向、社会网络技术人才需要,具有重大的现实意义。

1 实验室建设目标与设计原则

我校是一所以培养创新、应用型人才为主要目标的民办高校,根据明确的办学思想,在以培养学生能力为教学改革重点的形势下,建设网络实验室的目的就是为了提高教学质量,培养实用型网络技术人才,并且努力扩展成为一个集教学、研究、培训等多功能的综合专用实验室。网络实验室建设的主要目标是:

1) 建立符合网络课程教学的实验环境。让计算机网络课程的学科建设更加完善,理论教学与实验教学密切结合。实验课实操的学生能够在理论知识的指导下,深入认识了解网络设备的结构、功能和使用方法,并动手操作必要的网络设计、网络管理、网络规划和网络应用等实验。通过一系列的演示型、验证型、设计型、综合型和研究型等实验内容,开设了课程包括《计算机网络技术》《网络应用管理》《网络规划与设计》《网络安全》等,使学生掌握网络技术实操技能,加深对网络理论的理解,同时培养学生动手能力、实践能力、团队协作以及创新能力。

2) 满足教师学习、从事网络技术研究的科研需求。网络实验室应涵盖目前主流的技术和硬件设备,要具有良好的可扩展性。能利用专业的模拟软件,模拟更先进复杂的网络环境,进行学习、研究和探索。实验设备和实验内容应根据日益发展的技术,灵活地进行升级扩展和改进,从而为专业教师研究当前网络技术动态和发展提供完善的平台,并能在此环境下提高科研能力,使学校整体网络科研工作与教学应用水平得到提升。

3) 满足课余培训和实习基地建设的需要。网络实验室的对象不止是本校本专业学生,可以面向其他院系,面向社会,为社会培养实用性网络技术人才。在设备方面,应考虑多种技术、融合多个平台操作、多厂家设备的互联;在管理应用方面,与校外的培训机构合作共同建设实验室,这样可以充分利用更多的网络设备,借助企业优越的管理水平和人力资源,为学生提供专业的网络培训。如考证培训、品牌公司技术支持培训、校企合作项目的研发培训。另外,为计算机毕业生提供实习环境,为培养实践能力,提高就业竞争力提高有利条件。

从实验室的总体建设目标可知,实验室建设所体现的设计原则。首先表现为先进性和实用性,实验室代表着目前较先进的网络设备和技术,与社会发展、网络技术研究需求相适应,结合完整的网络实验教学体系,满足本科教学大纲要求;然后考虑到可靠性、开放性和综合性,作为高校教学计划、专业学科建设、科研发展的组成部分,面对广泛的使用对象,采用虚拟与现实环境相结合的管理模式,使各组实验、不同实验者、不同实验内容互不干扰;最后是可管理可扩展性,根据实验内容需要,各组之间合理共享设备,以便搭建更复杂的网络环境,实验室管理员要对整个实验室和实验环境系统了如指掌,随时根据需求提供平台。

2 我校实验室的规划与存在问题

2.1 实验内容设计

由于各高校网络设备不同,配置的软件不同,师资力量不同,教学对象不同,使得所开设的实验课程也不尽相同。针对我校办学模式和计算机专业学科培养目标,结合网络工程专业,在新建实验室之处,考虑将实验教学分成以下几部分:

1) 基础性实验:网络设备的认识,网络操作系统的认识,网络编程软件的使用等实验,满足基础技能的训练,网络基础课及部分专业课的上机操作。

2) 专业性实验:包括网络协议分析设计,服务器配置,交换机路由器配置,组网及网络安全等实验内容,满足网络专业课、课程设计等实践操作。

3) 虚拟化实验:包括虚拟机的使用,模拟网络操作系统平台,利用模拟软件模拟网络安全(网络攻击)防御,大型局域网、广域网技术实验。

2.2 实验室总体规划

我校网络实验室位于教学楼主楼,面积约一百平方米,由于场地和硬件设备限制,采取如图1方式的布局,每组4个同学共同操作1组网络设备,此种摆设方式优点在于方便学生集中操作设备。

根据学校教学的实际情况,由于在实验时需要每两个学生机柜需要相连,所以电脑台分成四排背靠背摆放,这样不会造成线与人之间有交叉。

该拓扑图中,每台学生电脑配备有两个信息模块,一条线连接的模块为学生机到Cisco 实验机柜,另外一条线路连接的模块为连接到中心实验机柜D-LINK多媒体教学网络进行理论讲课以及连接到专用服务器。每个实验机柜分别铺设2条网线到中心实验机柜,用于连接核心网络设备进行实验。从老师讲台铺设2条网线到中心机柜,一条用做实验时使用,一条用做连接多媒体教学网络使用以及服务器配置实验时使用。当老师需要实验的时候,可以通过telnet方式连接到中心机柜的CISCO 网络设备进行实验教学,这样就做到一个实验两种用途,打破了传统的理论课和实验课不能同时教学的方式。图中每两组机柜有一台专用服务器,共4台实验专用的服务器。在中心机柜到校园网之间,有一台管理服务器,供实验室管理员管理使用,用作上网服务器和文件资源共享(教学文件、实验资料)服务器。

2.3 实验室主要设备清单及网络拓扑设计

如图2所示,实验室总共有40台HP台式机,五台方正服务器;金盾主机柜42U一个,Cisco 2821路由器一台,串口路由模块NM-8A/s一个,Cisco WS-C3560-24TS-S三层交换机两台,Cisco PIX-506防火墙一个;金盾学生机柜24U八个,Cisco 2811路由器八台,Cisco WS-C2960-24TT-L二层交换机八个,八个接入路由器模块WIC-1T,CAB-V35MT线缆和CAB-V35FC线缆各16对;另外,FLUKE CIQ-100网络鉴定测试仪一个,Fluke ES2-LANES网络通测试仪一个,FLUKE NT标准型网络万用表一个,IS50布线工具包两套。

2.4 实验室存在问题

网络实验室自落成至今,基本完成了基础性实验和大部分专业性实验,符合学院对专业学科的教学要求,完成实验教学任务。但是我认为,为更好完善实验教学平台,拓宽实验教学内容,有必要解决存在的若干问题,对实验室进行扩展升级,真正实现实验室最大的价值。比如,在资金允许的条件下,增加网络设备,达到每一组拥有至少两台路由器,专用服务器一台;每两组拥有独立三层交换机、防火墙等等;每组配备一套布线工具包,包括测线仪、万用表等。目前要完成复杂结构的交换路由实验,需借助专业的交换路由模拟软件来辅助教学;服务器配置实验也必须借助虚拟机来完成教学内容,在安装有win2003/linux操作系统的虚拟环境中操作。另外,网络实验室目前主要只是作为网络实验课的教学和专业培训课,无法成为专业教师作为科研的实验室,一是由于我校还处在发展中的民办高校,教师科研意识跟能力相对薄弱,学院正在采取一系列措施,鼓励支持教师提高科研能力,逐步探索提高科研管理方式;二是现有资源远满足不了项目的研究、开发,得不到最大的利用率。

3 未来实验室的建设和改进

假如学院对网络实验室进行第二期改造,可针对以上存在问题设计和升级设备。同时,增设无线设备(无线网卡、无线AP接入点等)。无线技术的应用越来越广,无线组网及配置技术要在实验教学中体现。另外广域网接入及网络安全通信技术也是规划的重要部分,如专业防火墙接入、VPN通信、VOIP通信系统、IPV6实验等等。如果场地允许,可进行扩张,开设更多的实验组,容纳更多的组成员,当然,应考虑教师教学过程的可操作性和实验室日常管理与维护,实验组还是6-8组为宜,组成员4-6个学生。

4 结束语

学校的网络实验室建设,关系到高校办学条件、教学质量、科研能力、培养技术人才的建设,起着关键性的作用,并具有十分重要而深远的意义。随着网络技术的日益发展,还需我们不断学习、探索,提出新的设想,使网络实验室达到更完善的规划和建设,满足高校教学、科研及其他方面的需求,从而体现最大的利用率和价值。

参考文献:

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