网络实验室建设方案建议书

目录1.网络实验室建设背景 12.高教网络实验室发展方向和意义 22.1网络实验室对学校的意义 32.1.1建设国内一流的网络实验室 32.1.2对网络教学的意义和作用 32.1.3对高校教学实验中心的意义和作用 32.1.4良好的经济和社会效益 42.2网络实验室对H3C公司的意义 42.2.1与高校共同建设一流的面向全球的认证培训基地 42.2.2扩大H3C在教育界和IT业的影响 42.3总结 43．实验室建设需求分析 53.1实验室业务需求 5优势学科课题研究 5行业应用技术研究 5基础教学和培训 63.2实验室建设要点分析 6全业务实验平台的支撑 6开放的实验设施平台 6有效的实验平台管理和实验业务管理 7丰富、清晰的培训教材 7师资培训新技术交流 7权威认证培训 8技术服务保障 84.H3CIToIP全业务网络实验室方案设计 84.1实验室总体设计 9实验室总体框架 9实验室拓扑结构 104.2网络技术理论研究与教学 11网络基础架构 11网络安全 12语音&视讯 13视讯实验 13无线通讯系统 13网络管理 141.网络实验室建设背景教育领域以教育体制改革为核心，进行了院校合并、专升本、学员扩招、新校区建设等等变革，实现了教育行业规模的扩大，基本解决了社会对高学历人才的供需矛盾，建立了院校自我积累、自我发展的健康发展机制。随着通信技术的飞速发展，社会对网络的建设人才、管理人才和运营人才有大量的需求，对人才的技术素质的要求也有很大的提高。因此，学校为了使学生能更好的学习和掌握技术知识，必须加强相关专业的教学和科研环境的建设和改造。只有提高计算机专业、信息安全专业、数据通信专业的教学质量，改进教学手段，加强实践环节，使学生尽快掌握最新的网络技术知识，具备较强的理论和实践相结合的能力，才能使学生日后更好地服务于社会，同时这也是关系学校教学评估的一项重要指标。网络实验室是随着信息科学技术教育的发展而建立起来的，在教学和科研中具有非常重要的作用，是学校教学实验环节中最重要的组成部分之一。网络实验室的建设水平、教学科研水平不仅反映出学校的办学水平，而且对学生的学习、教师的教学也将产生巨大的影响。复合型人才培养现在很多学生都面临就业难的问题，70%毕业生找工作难，而工作岗位却很多，这就说明很多毕业生和企业用人标准之间存在一定差距，很多用人单位更希望应聘者不仅具备较好的理论知识，更应具备较好的实践能力，乃至对相关行业有一定认识。这就说明掌握理论、实践能力、行业知识的复合型人才才能更具竞争优势，更能满足社会的需要。新技术、新应用研究开拓高等院校一直是国家新技术、新应用研究的重要力量。国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》提出，2020年我国全社会研究开发投入应达到9000亿元左右。同时信息产业核心技术为8大目标之一。基于以上背景，教育部对高校重点工作提出要求：积极争取承担国家重大科研任务，大力促进产学研有机结合，充分发挥高校应用研究重要方面军和科技成果转化生力军的作用，大力加强基础学科研究，重点开展交叉学科研究，支持前沿高技术研究。行业网络、信息技术发展的需求在很多行业中，IT部门更多的是提出新技术新应用的需求，而缺乏独立开发的能力，这往往是因为IT在这些行业当中是作为辅助支撑的角色。那就需要在此方面专业的研究机构提供帮助。同时高校的科研成果在各个行业当中得到采用，是形成生产力转化的重要途径。从这两点我们可以得出，高校完全可以利用自身技术与设施的优势服务于社会。在此背景下，为了顺应各种网络专业教学、科研和培养人才的需要，高等院校在基本完成教学、科研、图书馆等部门的校园网络建设后，高校网络实验室的建议已成为学校信息化的下一个重点。2.高教网络实验室发展方向和意义网络实验室的发展，按照实验室作用范围和设备的情况，可分为四个阶段：图-1网络实验室发展的四个阶段第一阶段是基础网络实验室，是以基础网络知识培训为主要目的，网络实验室功能有限，仅用于满足本科生、研究生最基本的教学需求，在网络技术上是以路由交换技术为主，在网络设备上体现为仅有最基本的路由器、交换机组成网络；第二阶段为综合网络实验室阶段，融合全部IP通信技术的实验内容，从技术复杂性和全面性上比第一阶段有了长足的进步，网络实验室除了为基本教学服务外，还可进行较复杂的技术验证和实验，在网络技术上涵盖了全部IP通信技术，如路由交换技术、无线技术、语音视频技术、安全技术和存储技术等等，网络设备上体现为增加了无线、防火墙、IP语音视讯、存储系统等产品；第三阶段为学科建设和技术原创实验室阶段，利用实验室具有的开放性的IP通信平台接口，承接课题研究，为本校优势学科建设以及科研服务，此阶段的网络实验室除了具备以上两个阶段的要求外，还提供了开放性的IP通信接口；第四阶段为多元化多业务实验室阶段，在第三阶段的基础上将科研课题成果在行业中形成生产力转化，服务社会，带动教育、其它行业的信息化建设，成为学校所属区域乃至全国信息化建设的龙头，构建一条实验室的价值链。其中的每一个更高发展阶段，都包含了低阶段的所有设备和功能，而且根据学校的实际情况可以一步到位，也可以分期建设、分步实施。在全国的高校中需要建设一流的网络实验室，其重大意义如下：2.1网络实验室对学校的意义建设国内一流的网络实验室建设网络实验室要有较高的起点和全局的规划，网络实验室的最终目的是第四阶段，即促进产学研一体，促进科研成果的转化并最终成为生产力，其次是开展技术研究会，并满足学校教学的需要。网络实验室的设备包括接入层、汇聚层、核心交换层的各种数据通信设备，还包括视讯会议、IP电话、存储等各种设备。对网络教学的意义和作用1． 填补了计算机网络实验教学方面的空白；2． 极大改善计算机网络实验教学的条件3． 具备了跟踪先进网络和通信技术，开阔学生的思路和眼界，提高教学水平和教学质量；4． 在计算机网络技术方向，为学院创新人才培养基地提供良好的教学与科研条件。5、打造优势学科建设基地，通过先进网络建设理念的引进、新技术的采用，先进的实验室建设，提高学校的计算机、通信等信息学科的学术地位，有助于高校建设优势学科，以先进的教学科研、实验环境，争取国家重点科研项目对高校教学实验中心的意义和作用通过网络实验室的教学和业务培训，可使实验中心的教师的业务水平大幅度的提高，并且能够紧跟网络技术发展的最新方向，并且先进的网络实验室有利于高素质人才的引进，形成一个良性循环。良好的经济和社会效益目前社会对高素质的网络工程技术人员需求量很大，网络培训不但能够为社会服务，而且也能够为高校的毕业生走向工作岗位创造良好的条件，进一步加强高校毕业生基础理论知识扎实、动手能力强的优势。 高校的投资能够得到较好的回报，实验中心的运作能够步入良性循环； 因为实验室是基于开放平台的，提供中间件、软件的接口，高校还可基于此实验平台开展一些对社会的软件、应用、实验、开发、认证、培训等的增值服务 使实验室成为其它行业信息化建设的演示平台、实验基地，向当地社会提供技术交流、课题研究支撑，成为区域信息化建设的龙头 各种增值服务的收益能够为学校、计算机学院、教学实验中心作出应有的贡献。2.2网络实验室对H3C公司的意义与高校共同建设一流的面向全球的认证培训基地利用高校计算机学院的实力和知名度，学校所在的地理位置，计算机学院教学实验中心的实验环境、软件和硬件条件，以及学校各级领导大力支持等，来建设H3C网络实验室，可以说福建外经贸学院是H3C公司非常理想的合作伙伴。扩大H3C在教育界和IT业的影响高校每年向国家输送大量高素质的毕业生，这些学生在高校H3C网络实验室进行网络实验，他们将对H3C的设备和技术有深刻的认识和了解，对H3C在高校和各行各业扩大影响和提高知名度很有益处。2.3总结通过上面分析，我们可以得出如下结论：高校建设高水平的网络实验室，对高校自身的教学和发展，对产生良好的社会和效益，以及对H3C公司均有重大的意义。因此，高校与H3C合作建设网络实验室具有坚实可靠的现实基础和美好的前景，相信通过知名高校和知名网络解决方案提供商之间的校企合作，一定能够把网络实验室建设得很完善。3．实验室建设需求分析福建外经贸学院网络实验室是福建外经贸学院的重点项目之一，它的建设将对提升学校的科研实力、学术界知名度、人才吸引力等方面综合指标起到至关重要的影响。在这样一个科研实验平台建设之前，首要问题就是从福建外经贸学院自身的实际情况出发进行分析，即对实验室建设能够带来的意义，以及建设一个什么样的实验室才能充分保障科研、教学等关键业务。3.1实验室业务需求优势学科课题研究 每个高等院校都将科研实力与科研成果的产出视为学校的核心竞争力，而且每个高等院校也都有自身的优势学科。而福建外经贸学院是一所以人文科学、社会科学、管理科学为主的综合性研究型全国重点大学，在社会科学理论、法律、财政金融政策、新闻与社会发展等学科都产生了无数研究成果。在理工学科比如数据库系统、管理信息系统、系统科学、电子商务等学科在学术界都具有领先地位。在下一代互联网大潮即将影响、应用到社会的方方面面之际，如何将福建外经贸学院优势的学科继续保持领先的地位，并将这些优势融合到全新的互联网络通讯技术中，将对福建外经贸学院学提出了更高的挑战要求。在这种融合中，将会出现一系列的空白课题等待研究并解决，这就要求有针对性的开展大量的课题研究计划并建设一个高质量的、能够支撑福建外经贸学院优势学科研究的、符合下一代互联网信息技术发展趋势的科研实验室平台来实现。 对于优势学科的课题研究，除了需要一个全业务实验平台的支撑，同时还应重视科研成果的生产力转化。这一转化工作实际上最有效的途径就是产学研结合的道路，选择一家拥有强大研发实力的企业、一家有强大市场拓展能力的公司作为合作伙伴，将对科研成果转化起到高效催化剂的作用。行业应用技术研究 建设实验室只是一个层面，另一个层面是实验室的设施要符合现阶段和将来教育行业网络的发展。第一，实验室设施要在教育行业网络当中有广泛的应用；第二，提供实验室设施的合作伙伴应当具有较好的行业背景，只用这样在将来开展合作时才有可能成为深层次的合作者。基础教学和培训 课题研究、应用研究更多的是实验室高层次发展路线，但是不能忽视学校承担育人的责任。随着互联网技术发展，越来越多的行业对信息化人才缺口巨大。《中国共产党十六大报告》明确指出：“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，信息技术的普及需要大量的懂信息技术的技能型人才。目前福建外经贸学院网络实验室除了承担教师和研究人员的课题研究，同时还要承担三类人群的教学和培训任务，即：校内选修网络技术课程的广大本科生；对外合作、对口单位的委托进修培训；校外对网络知识有强烈求知欲确苦于没有实验环境的人。所以实验室的建设也要充分考虑这一点，不仅为科研服务，也为学校标准教学业务服务，更可以为社会服务。这样不仅仅大幅提升了网络实验室的使用率，更加提升了实验室的建设、使用价值。3.2实验室建设要点分析全业务实验平台的支撑 无论是课题研究还是行业应用研究，都对网络实验环境提出了广度和深度上的要求。软件研制、标准规范这样的课题研究是对前沿性的技术特性深度挖掘，诸如：面向IPv6的互联网安全体系结构和关键技术研究、网络监控管理、基于IPv6的P2P弹性重叠网络智能节点的研制、CNGIQOS技术、支持移动/漫游的多媒体会晤业务系统……都要求实验设备具备深度业务扩展的空间。对于行业应用和教学培训业务，实验内容的广度将是第一要求。因为各个行业现在已经不在简单关心网络设备的搭建，了解数据报文如何被路由、如何被交换就够了，而是面向更复杂的应用环境，对网络安全、三网合一、移动通讯、网络用户行为的控制管理、网络优化要求更多；正因为这一点，教学培训的内容也应与时俱进，不拘泥于基础理论的课程，面向学员更广泛的学习需求，这样培养的人才能真正跟上信息时代发展的步伐。开放的实验设施平台 实验设施平台具备开放性实际上是对科研研究工作的一种深度支持的表现。本身研究工作就是要实现前人未能实现的技术与应用，在现有网络实验室的设施上要求具备提供二次开发接口的能力。比如：多数行业都需要集成呼叫中心的业务，那么我们IP语音设施必须要提供中间件平台，针对行业应用定制开发个性化的产品和方案，最终形成有效的研究成果转化；针对中国信息安全的国情，很多国外先进的研究机构不一定十分了解，研究中国信息环境下安全问题的“数字疫苗”，并分发到相应的入侵抵御系统，那么“数字疫苗”也是一种研究成果的转化。有效的实验平台管理和实验业务管理 为了提供实验室的利用效率，科研人员和培训学院在使用时，一般是分期、分批的方式使用。那么这对实验平台和科研进度、教学进度带来一定挑战。比如实验室可以分成多个实验小组，每个小组对自己的实验设备拥有控制权限，而不应该干扰其他实验小组的工作；一个实验小组在利用完设备后，下一个小组将会对这些设备进行全新的配置，那么就应该在第二个小组回到实验室后，统一将设备配置状态恢复到上一次的科研进度；由于晚上做实验的人比较少，可以利用开放远程实验的方式，允许科研人员从实验室外（家中、宿舍、外地宾馆……）远程访问实验室，并且对访问权限和安全性进行控制。丰富、清晰的培训教材 对于实验室承担的培训工作，比如基础课程的培训、行业组网应用培训，应该具有丰富、清晰的教材，包括教师指导书、学员课本和实验手册。这样可以充分提高教学培训的效率。但是不是所有标准化教材都能满足所有实验室，很多学校在承担特殊化的培训工作时，往往需要定制开发教材，这就需要实验设备提供商和学校联合开发相应的课程。师资培训新技术交流 虽然多数科研人员和授课教师都有很深的学术功底，但是不见得对实验设备了解非常深入，这就对科研进度和培训工作带来影响。供应商在提供实验设备的同时应该对科研人员和授课教师进行详细的设备使用培训，使他们能够更好的开展后续工作。为了使研究、培训内容跟上最新技术的发展，应当有业界技术领先的企业定期和科研人员、授课教师充分交流前沿技术的发展，已达到开拓科研视野、增加企业产品方案竞争力的双赢目的。权威认证培训 来到实验室接受培训和参加技术进修的学员，实际上对实验教学内容和实验设施比较挑剔的。这是非常现实的，因为每个人都不希望来到实验室还是学习很多过时的技术，也不希望学习一些非主流设备。除了自身技术技能的提升，另外一个学员关心的问题是能够拿到一个非常权威的、被广泛认可的能力证明，这对学员个人今后的发展会有较大促进作用。技术服务保障 虽然实验室网络可靠性不及电信、金融系统对设备可靠性要求高，但是如果科研课题进度非常紧，或者学员是付费使用实验室，那么实验平台对可靠性以及厂家对故障的服务响应就非常重要了。另一个维度来讲，实验平台涉及多种高、精、尖技术，厂家服务人员对技术掌握的深度和范围也显得非常必要。4.H3CIToIP全业务网络实验室方案设计H3C的IToIP（ITonIP）的网络实验室架构理念，是以IP网络为核心整合IT的“计算”、“通信”、“存储”三大基础资源的新IT网络实验室架构。其精髓在于“全业务”，即网络实验室包括了所有的业务；其核心内涵可以用七个字概括：整合、开放、价值链。整合——网络实验室是各种IT技术融合的黏合剂与催化剂。网络实验室不再仅仅是数据通信网络，而且还是语音、视讯等多媒体融合通信的网络，是IP与存储技术的融合，改变传统的存储方式，进行存储逐步虚拟化的网络；是基于“IP集合通信”实现分散的多业务、多技术体制、多媒体网络的整合。开放——网络实验室的体系是开放的，体现在以下几点：实验室的设备可以根据需要分期建设，持续扩展，平滑升级，不需要更换原有设备；实验室的使用也是开放的，从使用人群来看，不仅面向校内的师生，也可面向社会开放，从使用地点来看，不仅可在校内的网络实验室进行实验，也可通过VPN技术构建远程访问实验室，即使在家里也可以使用网络实验室；实验室的架构是公开的，可通过开放的中间件平台进行各种软件的二次开发和定制，实现各种富有特色的行业解决方案等。价值链——通过网络实验室的建设，相关科研项目的开发、社会培训的开展，校企业合作的深入，构造信息化建设的价值链，首先幅射教育行业，其次可幅射到其它各个行业，成为其它行业信息化考察学习的实验基地，最终打造成为区域信息化的龙头。4.1实验室总体设计实验室总体框架根据H3CIToIP全业务网络实验室理念架构，按照模块化的设计思想，整个实验室包含以下几个部分：增值价值链基础数学基础教学模式增值价值链基础数学基础教学模式下一代网络分析安全关联分析数字疫苗开发CNGI题研究行业技术应用科研课题研究金融网络电力网络政府网络电信网络NBX语音软件大企业网络联合开发教材共建网络学院行业培训技术提升完善教材体定期技术交流虚拟信息架构-中间件SOA行业网络应用咨询基础网络平台集合通信存储系统智能中心科研、教学业务管理实验室运营管理远程开放实验室实验平台管理实验室业务实验室全业务支撑开放基础硬件平台实验室综合管理图-2H3CIToIP全业务网络实验室理念架构图1、开放基础硬件平台：开放基础硬件平台包含四个基本组成部分：基础网络平台组件、集合通信组件、存储系统组件、智能管理中心组件。根据实验室不同的研究、开发、教学等业务提供一个全面的基础通讯硬件平台。2.实验室业务支撑层：面向实验室三个主要业务方向，该层面主要提供培训教学教材体系与技术交流服务；面向科研课题研究的中间件系统；中间件平台包含IMC、NBX中间件、IPS疫苗定制等二次开发接口等系列规范的接口；面向行业技术应用与科研成果的转化需求提供行业网络应用咨询服务。3.实验业务层面：实验业务层面为最终的应用层，即实验室可以开展的相关业务，从实验室建设的阶段分析和长期发展趋势来看，基础教学培训、课题研究、行业应用研究都是必不可少的环节和应用内容。H3C多元化多业务实验室将基于开放基础硬件平台和针对性的实验室业务个性化服务实现H3C－学校网络实验室－社会各行各业完整的增值价值链体系。4.实验室综合管理实验室的管理不仅仅是简化实验员的操作过程，H3C的解决方案依靠路由器反向Telnet功能实现一组实验设备的集中控制外，更加注重实验室的业务层管理，包括实验室远程开放功能、运营管理以及实验过程、实验配置、实验包管理等内容。详细内容请参考后续实验室管理章节设计内容。实验室拓扑结构图-3实验室拓扑结构图H3C网络实验室方案从逻辑上可分为实验台区域、学生机区域、教师管理区域等。根据实验小组的划分及实验内容的不同，将不同类型的网络设备分类组成各个实验台，并且可以将不同类型的实验设备在不同实验台内进行划分部署。教师、管理员、实验室操作员、远程操作员可利用交换机和VPN网关将用户终端和设备管理服务器进行连接，使用者再通过设备管理服务器对相应的实验台内系列设备进行配置和实验，从而访问实验设备。网络实验中需要教师进行大量的管理工作，如管理实验设备，配置网络实验环境，管理学员的认证、授权等。H3C提供的DMC和NEMS产品使教师可以方便、快捷地完成这些工作。4.2网络技术理论研究与教学网络基础架构路由和交换是网络建设的基础，也是各种网络应用的传输平台。H3C公司的网络基础架构方案通过为学员搭建一套满足各种局域网交换和广域网路由测试需求的基础网络平台，使学员可以熟悉网络基本协议、学习组网设计、模拟各类实际环境、排除网络故障等，同时亲身体验所设计网络的高速连通性、高可靠冗余等特性，完成从认识、熟悉到设计、排错等多种教学和实验，熟练掌握网络实用技术，并通过H3C的多种认证考试。实验室方案中的设备选型采用模块化设计理念，在满足网络基础架构教学的基础上，还可叠加语音、安全、视频等多种设备，满足H3C网络学院所要求所有教学课程要求，结合H3C的认证计费功能、远程VPN接入功能等，还可在计算机教学领域提供对外有偿教学服务。实验拓扑图图-4实验拓扑图网络安全安全威胁无处不在，简单的防火墙已远远不能保护网络的安全，用户在尽情享受网络带来的巨大便利性的同时，如何保障关键信息不受侵犯，还需要多层次、多种安全技术的相互配合。对于来自Internet的外部安全威胁，防火墙是网络安全的第一道防线，而与防火墙相配合的IPS/IDS、VPN等设备和技术，则能充分弥补防火墙只能在IP层抵御网络攻击的不足。而最大的威胁还是来自用户网络内部。据统计，80%的网络攻击和泄密行为都是在网络内部发生，如何防范非法用户的接入，如何为不同部门、不同类型的应用、不同的人员提供不同的网络访问控制权限，成为内部网络安全的关注点，这涉