计算机网络工程实验室的建设与优化研究

尧刚华

摘要在满足实验需要的基础上达到总体结构的完备性,层次分明,便于网络管理、升级、扩展等要求,使得学生在完成实验的基础上对网络的整体架构有清楚的了解。网络实验室的构建中,主要模拟了大型局域网、宽带数据城域网及大中型园区网的组网方式和业务思路。

关键词网络工程;实验室建设;解决方案

中图分类号G484文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0076-01

1建设要求

建设一流的网络实验室不仅有利于科研、教学,而且有利于提高学生的动手能力,进而增强他们在就业中的竞争实力并拓宽其就业渠道,从而树立学校在学术界和社会的良好品牌形象。网络实验室建设不同于校园网络建设,为了让网络实验室有效的服务于教学,不能把网络实验室等同于校园网的微缩版,必须运用专项的、先进的网络实验室解决方案。

网络实验室教学实验能够辅助高校建立完善的实验教学体系。通过理论学习与实践应用相结合的方式,使学生能够达到深入理解与熟练掌握的目的。网络实验室面向学校计算机类、电子等涉及到网络专业课程的学生,旨在提高学生在网络方面的知识、技能、管理和实际操作能力等。整个方案可以提供最具真实感的超级终端调试方式、多人调试一台设备功能、“一键恢复”功能、提供教师指导功能、远程预约实验功能等。学校总体的建设目标是提升学生理论与实践结合能力,使学生能够直接进行网络设计、安装、调试,以综合提高学生整体素质。

目前网络实验室的需要可以演示和教学以下技术内容:网络基础知识的理解和掌握;熟悉TCP/IP协议及掌握IP地址及子网的划分;常见广域网的连接技术实验(PPP、帧中继、X.25等配置组网实验);二层、三层VLAN的原理演示和配置实践(VLAN配置、VLAN路由等实验);常用路由协议、路由表项的配置运行(RIP,OSPF等实验);以太网基本协议的配置和实践(STP、VLAN等实验);访问控制列表及地址转换(ACL应用及地址转换实验);网络设计的层次概念模型以及网络设计的基本理论和实践(搭建模拟环境实验);网络线缆的制作、局域网和广域网常见接口和线缆的了解熟悉;附加对服务器、DHCP SERVER、网管软件、WWW服务器等软件的学习和应用,熟悉中小企业实际的网络运作和管理。

2设备选择

在实验室核心部署了两台联想网络核心交换机iSprit4802,并通过R2621路由器与外部网络连接。 在核心、汇聚、接入层选用了联想路由器R3640、R2621、R1760,以便进行构建多种类型的广域网。iSprit4802是全模块化、高密度端口的联想核心路由交换机,提供4插槽设计,提供多种模块,可以根据用户的需求灵活配置,灵活构建弹性可扩展的网络。iSprit4802交换机高达32G的背板带宽和24Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高速无阻塞的交换。在该项目中,选择的网络是国内第一家提出CCM管理控制器实验室解决方案的网络厂商,专门为网络实验室研发的Link Manager Net college网络实验室管理系统与CCM的联动,可以向学校提供真实易用的环境方案。实验室中心还提供一台防火墙、一套无线设备,可以满足网络安全实验的组网、网络攻击和防护、网络侦察和反侦察等一系列实验的需求,并且为将来进行万兆的网络提供硬件支持。

3网络拓扑

目前,全世界的局域网中,80%以上都是以太网。以太网采用的基本技术是载波侦听/冲突检测(CSMA/CD),同时以太网是一种发展很早的成熟的标准的网络规范,是目前世界上最流行的局域网。随着数据网络技术的发展,以太网的带宽也逐步增高,目前比较流行的是骨干为千兆传输速率,10/100M交换到桌面的以太网结构。同时二层交换技术也在向三层交换发展。考虑要将不同局域网互连的实际应用,每两组实验环境应该能够模拟2-3个局域网,如图1。

在交换网络结构中,实验组间主机可相互通信,实验组内各组控模块间可相互通信,并且实验主机可以使用管理机提供的各种服务,如图2。

在完成基础实验的基础上通过多个小组设备互联,可以根据需要来构建星型、环型等不同类型的网络,也可以构建成两个局域网,局域网之间通过广域线路进行连接,三种方式的组网如下图所示,同时小组之间可以互联达成更大的组网。这样既完成实验,又培养了学生团队合作进行网络设计和实施的团队精神(当然这种互联实验必须建立在学生对相关技术知识掌握较好的基础上,适合课程设计及综合实验考核)。另外,根据学校在计算机网络教学上的实际需要,可以提出一些有特色的实验,根据这些实验,可以再考虑实验设备的补充和调整。

4结束语

从学科建设看,建立计算机网络及应用综合实验室,利用购置的先进设备和系统,支持教师开展高水平的科学研究,将为积极申请科技项目,支持高水平的基础研究、应用研究工作,提升我院在信息化建设中网络技术研究水平,提供坚实的物质保证。从国防建设和社会发展看,计算机网络实验室的建设,一方面,能够为培养新世纪国防建设和社会发展所需的高素质人才创造良好的实验条件;另一方面,为教师开展科学研究及促进科技成果转化为生产力提供保障。

参考文献

[1]黄坤.计算机网络实验室建设的方案与实现[J].浙江万里学院学报, 2006,2.

[2]王小鸥.构建计算机网络实验室的实践与思考[J].实验室科学, 2007,4.