高职院校计算机网络实验室建设方案探究与实践

倪 伟

（安徽工商职业学院，安徽 合肥 231131）

摘 要：各行业都处于网络信息化高速发展的进程中，担负高等技术人才培养任务的高等职业院校应适应这一形势需要，积极开设计算机网络实训课程，增强学生的计算机网络操作技能.

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关键词 ：计算机网络；CCM；SecureCRT5.5.0

中图分类号：TP393-4文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）04-0017-03

1 引言

随着信息技术的迅速发展，网络影响力日渐深入到社会生活的各个层面，社会对计算机网络技术人才的需求量与日俱增，作为以培养生产、建设、管理和服务一线人才的高职院校在对计算机网络专业学生的教学过程中更加注重学生的综合能力培养.计算机网络是一门与实践结合紧密的课程，而许多高校由于实验条件不足，在进行该人才培养方案制定时，课程的设置重理论、轻实践，导致了计算机网络课程在现实的理论知识教学过程中普遍存在教学效率低下、学习兴趣不高、学习过程枯燥无味等问题.为解决这个问题，就必须加强计算机网络实验室的建设，通过“理”、“实”一体，“教”、“学”、“做”一体化教学全面培养学生的综合能力，为社会输送合格的网络技术人才，提高学生的核心竞争力.现就如何搞好高职院校计算机网络实验室的建设谈谈我们的做法.[1]

2 计算机网络实验室建设的思路

2.1 以人才培养方案为导向

高职院校培养的是一线技术型人才.学生的实践操作能力将直接影响他们的就业前景和岗位适应能力.因此，网络实验室的建设必须和当今主流网络技术保持兼容，设备的具体参数必须符合通行的国际标准，设备的功能范围应当覆盖主流的技术领域.

2.2 “教”、“学”、“做”一体化教学

在学习理论知识的过程中，同时进行实验操作；在实验操作的过程中，同时举一反三的体会理论知识的真谛.网络实验室不仅仅是只能做实验的地方，还应该是理论教学和实践操作相结合的多功能实验室.除了配备必须的网络设备，还应该配备相应的PC机、多媒体教学设备、安装广播式教学软件以及接通Internet访问.[2]

2.3 开放式实验

由于网络实验室的建设投资数额巨大，设备昂贵，一般院校的网络实验室仅仅在正常教学期间提供给学生实验操作，但这种情况下实际上的实验时间很少，仅仅一个故障排除过程往往就需要大量的操作时间，在华为和思科等高端认证中，故障排除占分比例最高，耗时最多.因此，网络实验室应该本着开放的原则，给学生提供更多的实践操作时间，开通外网的远程实验平台，给学生创造课外实训环境.[3]

2.4 易于维护的原则

安装相关的恢复和管理软件系统，能够实现一次性恢复所有设备到相应的配置，能够在最短时间内提供给学生正常的实验环境.

3 方案的具体实施

硬件设备：

(1)网络设备：设备清单如表1所示.

（2）台式机：选用普通台式机，带双网卡；带串口，这样可以通过RS-232线缆连接到网络设备的console口.每组9台台式机，6组一共54台机器，可以满足一个班级的实验要求.

（3）管理（复位）服务器一台，采用联想万全系列服务器，大内存，双磁盘RAID0阵列，intel高速4核至强CPU.

（4）DCRS-5650-28C三层交换机3台，用于连接所有的学生PC机、教师教学机器、管理（复位）服务器和所有的CCM串口控制器.出口连接至实验大楼的网络中心机房，实现了到Internet、存储服务器、Web服务器的连接.

（5）投影设备和教师教学PC机，用于多媒体教学.

（6）综合布线实验系统及配套的网络机柜、配线架、实验工具和耗材等.

软件设施：

（1）管理（复位）服务器上安装RedHat Linux 企业版操作系统，同时在该系统平台下安装神州数码实验室管理平台软件.该管理软件是采用B/S架构，管理员账户和学生账户都可以通过IE浏览器认证后登陆管理平台.管理员可以在平台下添加、删除和修改实验内容，还能一次性恢复所有网络设备至出厂配置.学生账户则只能在平台下进行管理员指定的实验操作，访问指定的设备，这样整个实验室将一直保持在最佳的状态，不会出现访问设备发生冲突等混乱的情况.

（2）学生PC机安装Windows 7操作系统，同时在系统平台下安装VM虚拟机软件，安装的虚拟机操作系统包括：Windows 2003 Server、Windows Server 2008以及RedHat Linux企业版操作系统.另外还安装了广播教学软件的客户端，方便多媒体教学演示、文件批量传送和学生作业提交等.

（3）本着开放性实验的原则，为了让学生更加自主的、更加灵活的进行实训操作，学生PC机上还安装了SecureCRT5.5.0软件，该软件是一个通用的远程连接软件，兼容多种协议，可以模拟超级终端、Telnet、SSH2等登录界面[4].

4 网络实验体系介绍

一个合理和优化的拓扑结构不但能够提高实验操作效率，增加学生对实验操作的感性认识，而且也使管理员的维护工作变得简单和轻松.同时应注意到拓扑结构不应该是一成不变的，而应该具有一定的可扩展性，学生可以稍加修改就能够很方便的组建自己想要的拓扑结构.

4.1 CCM功能

CCM俗称串口控制器或控制台控制管理器.它是一个异步串行口(RS-232等)和以太网RJ45接口间的一个转换器，带有CPU、内存和嵌入式OS及完整TCP/IP协议栈的独立智能设备.

CCM通过自身的多个RS-232接口线缆连接多个网络设备的console口，实现将传输过来的IP数据分组转换为适合RS-232格式的数据，然后传递给对应的网络设备的console口.学生PC机通过网络连接CCM而间接的连接所有设备的console口，并且能够通过CCM一次性对所有连接的网络设备进行恢复出厂设置操作，大大减轻了网络实验室的维护工作，提高了实验室的运行效率.

图1中，CCM通过自身的RS-232接口线缆来连接所有网络设备的console口，通过RJ45以太网接口来连接DCRS-5650交换机.CCM自身带有console口，通过PC机的COM口来连接并进行初始化配置IP地址等网络参数.配置CCM的IP地址关键参数后，学生PC机通过Telnet的方式来登录CCM，实现到CCM连接的网络设备的控制台登录.

4.2 学生PC机双网卡结构和普通二层交换机的星型连接

学生PC机同时安装两块网卡与交换机互联，“网卡一”连接DCRS-5650-28C三层交换机， CCM控制器通过RJ45以太网接口连接到DCRS-5650-28C三层交换机.在对CCM进行初始化配置的时候，配置CCM的IP地址及相关网络参数和“网卡一”处于同一个IP网段，学生PC机使用Telnet登录到CCM上，配置和CCM连接的网络设备.“网卡一”和管理（复位）服务器以及教学用PC机都处于同一个IP网段，可以访问服务器，同时老师可以通过广播式教学软件进行多媒体教学、文件（作业）传输和提交、学生PC机的监看、演示转播以及连接到Internet.

“网卡二”用来进行网络设备配置的验证和测试.“网卡二”和所有网络设备都通过UTP线缆连接到一个普通的二层交换机上，它们处于同一个物理局域网，可以很方便的在网络设备之间进行连通性测试或其他功能性测试.

4.3 管理（复位）服务器的作用

管理（复位）服务器上安装了和CCM配套的专用的实验室管理平台系统，能够根据教学要求添加指定的实验内容，还能够控制CCM一次性恢复所有的网络设备至出厂设置.主要功能说明如下：

4.3.1 B/S架构的管理平台

学生可以通过IE浏览器来登录实验室管理平台，在该平台下进行指定的实验操作，简单、方便、易操作.在管理平台下登录某个网络设备，就是通过后台的telnet命令登录到CCM上，经由CCM转换后，连接到网络设备的console接口上.

4.3.2 账户管理

管理员可以批量建立学生的账号，每个学生都可以用自己的账号来登录平台.账号分管理员账号、教师账号和学生账户.

4.3.3 创建实验内容

教师账号登录后，可以创建实验内容.根据实验大纲的要求添加所需要的实验设备和允许访问的IP地址范围.管理平台提供在线帮助，并提供丰富的实验案例.

4.3.4 一次性恢复网络设备至出厂设置

每次课堂实验后，都需要将网络设备恢复至初始设置.实验管理平台能够通过CCM给所有网络设备发出特殊的恢复信号，恢复网络设备至出厂设置，这样就不会影响下一次的实验操作.

4.4 SecureCRT5.5.0软件

在基本的教学进度完成后，学生对网络设备的基本配置已经掌握，可以让学生根据自身的学习进度来自由组织实验拓扑结构，定制自己的实验内容，而老师也不大可能根据每个学生的自身情况来通过实验室管理平台创建不同的实验内容.此时，通过SecureCRT软件来进行网络设备的连接就是一个很好的选择.

实际上，SecureCRT软件把所有需要的设备连接要求组织在一个界面中，方便所有学生来连接网络设备，而不需要通过实验室管理平台.

4.5 关于实现远程实验操作

在课余时间，学生可以通过校园网使用SecureCRT软件来连接网络设备进行部分实验操作.方法是通过DST-NAT和静态路由相结合的方式，将各个CCM的IP地址映射到外部网络.通过SecureCRT软件的Telnet功能或Windows自带的telnet功能连接CCM上的IP地址.[5]

5 结语

由于计算机网络技术发展十分迅速，设备的更新换代很快，为了充分发挥资金效率，在网络实验室的建设中，核心设备应采用分期建设，既要满足当前教学需求，又要考虑今后的扩展和升级的要求.

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参考文献：

〔1〕杨艳卉.高职院校网络技术实验室的构建思考[J].品牌与标准化，2010（3）：27.

〔2〕史玉琢.高职院校计算机网络实验室的建设[J].科技向导，2011（33）：42.

〔3〕龙红.高职院校网络实验室建设探讨[J].信息安全与技术，2010（11）：83.

〔4〕宫谦，所震芸.高职院校网络实验室建设探讨实践[J].经营管理者，2008（12）：108.

〔5〕唐勇.浅议高职计算机网络实验室建设[J].广西轻工业，2009（12）：76.