高校网络实验室建设的思考

高校网络实验室建设的思考

目前，网络和计算机应用科学等相关课程的学生缺乏实践经验，尤其是网络建设、配置和维护方面的实践经验。为此，在高校建立网络实验室是个十分迫切的任务。1软件系统结构设计(1）整个计算机网络系统应满足当前需要,并便于将来的网络扩展,能够做到适应网络技术发展和CAT应用的多种要求。(2）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）在进行软件系统结构设计时,应充分考虑系统软件的开发性及其对应用软件的支持,确保应用软件能在网络环境中运行,所以应采用国内及国际标准,并且所选网络产品必须是当前或未来的主流产品,能得到实力雄厚的软件、硬件厂商的支持。(4）网络应用具有高度的开放性,能与各种不同的计算机系统、通讯系统、自动控制系统连接。(5）从实用角度出发,考虑整个系统应用环境,使不同层次的用户均可以充分利用网络系统资源。(6）确保网络系统的安全可靠,不会因出现单点故障而导致网络瘫痪。同时防止病毒或非法入侵以及误操作造成故障,严格控制网络资源的访问。2实验4：pc机与hub及鸡对于实验宽带网络技术及设备的选用，原则上应能满足以上FDDI、ATM和FastEthernet三种最基本的组网技术，可根据学校条件，首先满足快速以太网的需要，要考虑到可扩充和可升级的要求。洛阳师范学院从实用性及可行性角度出发，投入大量资金购进以下网络设备，开设的网络实验主要有路由交换和对等网、客户/服务器模型实验。我校网络实验室实验拓扑图如图1。图中虚线表示相应设备的连接是可选择的，Router1和Router2均为Cisco2620路由器,而Router3为华为路由器。S1、S2是服务器一、二，均为HP服务器。Switch1和Switch2均为Cisco3550交换机。每个交换机下面分别通过双绞线连接16台PC机,而每台PC机后面还有一个网线插头，当做路由交换实验的时候，各PC机均通过网卡和交换机相连；而做对等网或客户/服务器模型实验的时候，需将各PC机与对应集线器相连，（此时各PC机与交换机连线已断开），各PC机与各Hub便形成一内部局域网，这样不至于将交换机大材小用，各集线器都是互相级联着的。这样，做不同性质的网络实验的时候，只要更换各PC机网卡后网线插头即可。图中Router3与CERNET通过光纤的连接以及Hub6与校网络中心的连接不会同时进行的，各PC机与Hub及交换机的连接也是不会同时进行的，可根据需要选择它们的连接断开与否。实验授课主要内容及方法如下：(1）基于ete的电子教室授课学生们可以以两台机器为一组来做对等网和客户/服务器模型的实验，他们可根据情况将更多的用户互联在一起。教师如何进行实验课演示，是个值得探讨的问题。如果我们只是通过单机对学生进行授课的话，只需在教师机上安装电子教室教师端，在学生机上安装电子教室学生端就行了。但是由于我们做的是网络实验，网络实验的与众不同之处就是它不是在单机上操作的，它至少需要两台机器。如果我们在两台教师机上安装电子教室教师端的话，而现有的电子教室软件又是不允许两台教师机在同一个网段同时运行的，为此我们可采用通过电子教室软件结合Netmeeting的方法进行授课。具体做法是：在各PC机中找一相邻的两台作为教师机，只在一台教师机Teacher1上安装电子教室教师端，各学生机上安装电子教室学生端；在另外一台教师机Teacher2上不须安装电子教室软件，在通过电子教室授课前，先通过操作系统自带的Netmeeting将两台教师机互联。在Netmeeting上将Teacher2的桌面设为共享，这样我们通过Teacher1电子教室教师端授课时，可通过Teacher1上Teacher2桌面的最小化和最大化让学生们在各自的PC机上看到两台教师机上的操作。当然教师是在两台教师机上操作的，并且在此之前应该保证两台教师机与学生机处于同一个网段。采用电子教室授课时，学生机的鼠标、键盘都已被电子教室锁定，所以学生们只能在各自的PC机上看到教师机的演示，而自己无法操作。还有一点应该注意到，就是教师机上的电子教室教师端应该加个密码，这样教师在演示完实验后，两台教师机也可以当学生机实验用，以提高设备的利用率。(2）对网络进行的配置做路由交换实验的时候，学生们可通过各自的PC机独自进行。教师可通过一台教师机利用电子教室来进行授课。这里有个问题需要注意，若同时有多个同学对路由器及交换机通过Telnet进行配置，那么肯定会出乱子。所以对路由器及交换机进行的配置是教师在演示时操作的，教师在对各路由交换设备配置完后，需将各设备加上密码，以防他人通过Telnet联入。而学生们对各路由交换设备的操作是通过模拟软件进行的，每台计算机上需安装路由交换模拟软件。模拟器的功能虽然没有真实设备的功能多，但对一般的实验绝对是可以满足的，因而通过对模拟器的操作实际上可以达到和对真实设备操作相似的效果。当然学生们通过模拟器做的实验不一定是上面真实设备的拓扑图实验，他们可通过模拟器做任何拓扑结构的实验。3网络实验室技术维护和管理方法3.1实验系统的安装对于CMOS内容经常被更改的问题，机房管理人员对CMOS统一加密，并删除计算机中的DEBUG程序，以防止利用DEBUG编程攻破CMOS密码。机器里安装的操作系统均为Windows2000server,由于实验的需要，因此安装系统的C分区均采用NTFS的文件系统。若个别系统被学生加上登录密码，可事先制作一张NTFS启动盘，通过启动盘启动机器后，删除其SAM文件即可清除其系统登录密码。在机房管理得当的情况下，被学生加上系统登录密码的机器是很少的，因而不至于会给机房管理人员带来很大的额外工作量。3.2数字视频监控系统的个体功能由于实验性质的不同，因此我们不可能在机器上安装硬盘保护卡，可使用″克隆（Ghost）″软件。″克隆″软件是一个出色的硬盘对拷工具。它可以把一个磁盘上的全部内容复制到另外一个磁盘上，也可以把磁盘内容复制为一个磁盘的映像文件，以后可以用映像文件创建一个原始磁盘的拷贝。它可以最大限度地减少每次安装软件的时间，如果有好几台配置相似的机器需要安装同样软件，就会发现使用Ghost使事情变得十分简单。其实现步骤为：(1）将学生机的硬盘分区形成2个以上逻辑盘C：盘、D：盘和其它盘；(2）将操作系统和所有应用软件安装在C：盘，而D：盘用于学生保存各种程序文件；(3）在DOS下使用Ghost，将C：盘所属的分区镜像为1个文件，并保存于D：盘中的某个目录中。将此目录隐藏或使用某些加密软件加密，这样，备份的镜像文件就不会被学生删除；(4）当学生误删除文件而造成系统无法启动或应用程序无法使用时，只需使用启动盘启动DOS，运行Ghost软件，读入D：盘中备份的镜像文件，将数据恢复入原始分区即可。此方法可方便地实现对批量机器的软件安装和恢复，一次备份，多次使用，并且恢复及时。也可制做多个版本的镜像文件，例如在D：盘中分别保存用于考试和日常使用的2个镜像文件，在考试前，将用于考试的镜像文件恢复到所有的学生机中；而考试后再恢复日常使用的镜像文件，这样即可轻松达到准备考试环境的要求。为了更加有效地进行网络实验课教学，我校采用专人教学，也就是把网络理论课教师和实验课教师分开，理论课教师只进行理论课的教学，而实验课教师专门进行实验课的教学，并委派实验课教师参加网络设备调试师及CCNA的培训学习。我校网络实验室不仅供实验教学用，业余时间也对本校教师及学生开放，以提高其利用率。通过网络实验室的建设，可以提供一个全新的网络平台，学员可以在网络实验室学习掌握网络基础知识和网络总体架构，通过动手配置路由器、网络交换机设备，建设主机系统，掌握网络互联方面知识，掌握不同操作系统的使用，能够配置网络基本应用服务（DHCP服务器、DNS服务器、FTP服务、WWW服务、代理服务及邮件服务）；掌握数据库的基本概念及其使用，具有建设小型数据库应用系统的能力；了解网络安全基本知识和安全策略，能够设置防火墙的基本安全策略；掌握网络管理的基本概念和基础知识，能够利用网络管理软件分析网络拓扑结构和网络故障；了解多媒体应用系统构架及其应用，进行一些多媒体应用系统的建设（如VOD等）；掌握系统管理基本概念，能够采用管理软件对系统作进一步的分析和优化；了解如何对网络结构、系统性能及应用