基于LIMP、NTC和CVM的融合网络实验室的设计和建设

张昆朋，宋振方

（洛阳师范学院信息技术学院，洛阳　471000）



基于LIMP、NTC和CVM的融合网络实验室的设计和建设

张昆朋，宋振方

（洛阳师范学院信息技术学院，洛阳471000）

摘要：

关键词：

0　引言

高校计算机网络课程教学中，实验课程的开设是必不可少的。早期实验课程使用的是网络设备模拟器，实验的开展受限于模拟器的功能和稳定性，不可能完全展示真实的实验效果。有的学校购置有实际的网络设备，但往往仅限于对设备进行较独立的实验操作，学生实验方式单一、直接，设备接口容易损坏，一旦误操作，造成较多返修，给实验室管理人员也带来较多的麻烦。

计算机网络的新技术、新设备不断涌现，社会对于计算机网络人才的素养要求也在迅速增加。为了满足市场的要求，在高校建立反映当前网络技术发展和计算机网络教学要求的高性能实验室是十分必要的［1-2］。

1　网络实验室整体设计思想

（1）先进扩展性。整个网络系统应能满足当前教学需要，并便于未来的网络扩展，能够做到适应网络技术发展和CAT应用的多种要求。

（2）兼容性。考虑整个系统将来联网提供或获取信息服务，所选硬件应具有高度的可连接性和兼容性［3］。

（3）通用性。系统软件应用具有高度的通用性、开放性，能与各种不同的计算机系统、通讯系统、自动控制系统相连接［4］。

（4）稳定性。确保网络系统的安全稳定，不会因出现单点故障而导致网络瘫痪。同时防止病毒、非法入侵或误操作造成故障，严格控制网络资源的访问［5］。

（5）多功能性。为了更加充分地利用实验室，它除了在日常教学中被完整使用，师生的科研开发及对应的社会培训也将充分体现它的多功能性。

2　网络实验室的现状

使用RCMS管理网络实验室是较普遍的选择。RCMS即组控制管理服务器，通过RCMS背面的八爪鱼线缆可以同时连接八台网络设备（四台路由器和四台交换机）的console口［1］。使用RCMS登录，实际上是使用了反向telnet原理，并提供了图形化的web界面以便于操作，如下图1所示。目前这种实验室已被不少学校投用。当然，也有一些学校出于成本考虑，并未配置RCMS管理平台，只是简单地将一些网络设备放置在桌面上，让实验者随意拔插。

RCMS的优点有：（1）提供统一的网页界面，实现统一登录管理；（2）从网页上即可登录设备，和通过设备图标颜色查看设备占用情况；（3）可以一键清理被管理设备的配置，恢复到初始状态；（4）可以屏蔽敏感命令避免误操作。其缺点有：（1）如果实验室组数较多，一键清空就需要多次登录到不同的RCMS上敲多遍；（2）若踢掉某个人的链接，需要先登录RCMS再执行命令；（3）不能自定义敏感命令列表。

图1　RCMS平台

3　网络实验室的发展

3.1基于LIMP管理的实验室

LIMP是一款软件，凌驾于所有硬件之上，通过向RCMS下发命令来管理实验室中的所有设备［7］。鉴于RCMS的几项缺点，LIMP平台给出了较完美的解决方案。LIMP管理的实验室必须有RCMS配合。

LIMP平台的优点有：（1）无论多少设备都可以一键清空；（2）可以自定义敏感命令；（3）可以方便地踢掉在线链接；（4）可以排课、检查实验报告。其缺点是物理连线仍然需要人工手动连接。

3.2NTC的使用

实际的实验教学中，学生并不需要自始至终都进行手动连线。复杂的拓扑下，可能手工连线就要占去大部分时间。NTC可以在内部实现自身端口之间的断开和互联，从而客户只需在LIMP上使用鼠标连线，即可达到不同设备之间互联的目的［6］。

NTC上架后需要将各实验设备的接口连接到NTC的接口上，日后各设备的接口可以在NTC内部相连。如下图2所示，两设备间对应端口连线由虚线显示。

图2　NTC平台

所以在配置好NTC设备的脚本和IP后。还要在LIMP中将实际物理的连线在LIMP上再映射一遍［7］。如下图3所示，两设备间对应端口的连线由虚线变为实线。

图3　NTC平台设备连接

3.3LIMP和NTC的融合

将LIMP和NTC结合起来使用可较好解决多门网络课程的实验课问题。逻辑连接示意图如图4。

图4　LIMP和NTC的融合

3.4CVM的使用

在网络教学中，会涉及很多基于像Windows或Linux系统的课程，实验中需要用到很多测试用计算机。CVM用来替代PC，CVM可以看成是同时可以运行多台运行不同特定系统的PC。学生通过LIMP来做指定的实验内容，就能够调用CVM中的具备条件的系统，并运行在CVM指定端口上。

上图5中引入CVM后实验步骤如下：

第①步：学生机访问LIMP来开始实验；第②步：LIMP调用具体的CVM课件来运行在某个端口上；第③步：学生连线，开始进行网络实验。

图5　CVM平台

3.5基于LIMP、NTC和CVM的融合实验的设计

逻辑连接示意图如下图6。

图6　LIMP、NTC和CVM的融合

将以上三个平台结合起来形成一个融合网络实验室，其将继承以上三个平台的优点，并弥补了它们各自单独使用的不足。我校网络实验室采用了锐捷的基于LIMP、NTC和CVM的融合网络实验室，该实验室方案具有创新的课程体系、创新的实践环境和创新的资源共享等特点。其开设的课程涵盖路由、交换、安全、无线、测试、协议分析、存储、融合通信等多个领域。

4　结语

高等院校给学生和教师提供适应社会需求的网络实验室和学习开发环境［8］，融合网络实验室的建设对于培养高水平的网络技术人才来说是一项重要的举措。融合实验室的使用改变了学校教学的实践环境，可以进行课程统一规划和管理、各院系间资源可共享，使得学校的实验课程从过去只能开单一的课程，发展到可涵盖多个领域；使得学校的实验环境从过去对单纯设备使用的简易环境，发展到大规模、与真实网络更接近的多样性环境，从而帮助学校培养出技能更强的专业化人才，更符合社会需求，与时俱进地提升学生面向市场的竞争力。

参考文献：

［1］张昆朋.高性能网络实验室的设计和建设［J］.洛阳师范学院学报，2010（2）:85-87.

［2］田运生，刘维华，王景春.综合性设计性实验项目建设的探索与实践［J］.实验技术与管理，2012（2）:126-129.

［3］李雪红，王建波，李冬玲，等.大学实验室建设的原则［J］.实验室研究与探索，2008（8）:136-137.

［4］焦炳连，浦江.网络工程专业实验室的建设［J］.实验室研究与探索，2006（3）:315-318.

［5］琚生根，陈黎，周刚，等.“计算机网络”实验课程的教学探讨［J］.实验技术与管理，2013（4）:159-161.

［6］杨建良.普通高校网络实验室的规划与设计［J］.实验室研究与探索，2009（4）:71-74.

［7］王毅，张文科，程书红.网络互联实验室的建设设计［J］.实验室研究与探索，2009（8）:77-80.

［8］谭励，于重重.高校综合网络实验室建设方案的设计与实施［J］.实验室研究与探索，2005（8）:42-45.

作者简历：

张昆朋（1976-），男，河南伊川人，硕士，讲师，研究方向为计算机网络及信息安全

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：

分析高校网络实验室建设的必要性和设计目标，分析网络实验室的现状和发展，详细分析RCMS管理平台的特点，介绍LIMP、NTC和CVM技术在网络实验室中的应用，最后将三者融合起来在我校网络实验室中投入应用。该实验室开设的课程涵盖路由、交换、安全、无线、测试、协议分析、存储、融合通信等多个领域，并且也成为专业资格认证培训和教师科研的重要基地。

网络实验室；网络技术；网络互联；RCMS

基金项目：

河南省洛阳师范学院信息技术学院网络工程专业综合改革试点项目（No.2012）

文章编号：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