建設目標和原則

為實現網絡工程實驗室建設的目標，綜合考慮近幾年網絡技術的發展狀況，在實驗室設計和建設中，應堅持以下七個原則。(1)可靠性。網絡系統必須要求其具有高可靠性，才能確保實驗的正常進行。同時高可靠性也可以使網絡設備在系統的負荷變化時，具有自適應和自調整能力，確定系統的運行。(2)標準性。為了保證與其他網絡的互通，網絡產品應支持TCP/IP、RIP、OSPF等國際上通用的網絡協議，從而實現網絡融合和數據整合。(3)可擴展性。根據實驗室建設的需要，現有的網絡平臺可以平滑地擴展，在擴展和升級時，不用或盡可能少地對網絡平臺進行調整，充分保護現有設備的投資。(4)先進性。為培養學生掌握最新的網絡實踐技術和教師科研的需求，網絡工程專業實驗室配備的設備應具有先進性。同時應積極跟蹤當前網絡技術發展的最新情況，不斷開設一些高水平的實驗項目。(5)可管理性。對網絡實行集中監測，分權管理，并統一分配寬帶資源。選用先進的網絡管理平臺，具有對設備，端口等的管理，流量統計分析，及可提供故障自動報警。整個網絡可以進行遠程控制。(6)安全性。安全是網絡系統生存的保證，應從整個系統的角度考慮網絡的安全，制訂統一的安全策略。不但要防范從外網進行的攻擊，而且還要考慮內網的制度建立和實施。(7)統一性。網絡工程專業實驗室的建設盡可能使用同一廠家的網絡設備，以確保其統一性。

建設方案

福建農林大學網絡工程專業人才培養的目標是使畢業學生掌握本專業的基本知識、基本理論和基本實踐技能，能夠從事本專業的網絡系統設計與分析、網絡工程設計與實施、網絡系統的管理與維護等工作。根據這一培養目標，網絡工程專業實驗室的設計應該滿足如下兩個要求。(1)網絡工程專業實驗室的建設在實用的前提下，應當在設備使用的長久性方面進行考慮，在技術上、構建能力上要保持五年左右的先進性［2］。(2)能夠讓學生充分地掌握所學知識內容，結合實際應用操作，做到理論與實際相結合。同時給學生一定的自由度，調動學生的學習積極性，不僅完成簡單的驗證性實驗，而且完成設計性和綜合性等高質量的實驗。

根據網絡工程專業實驗室的規劃需求，所設計的實驗室拓撲圖如圖1所示。實驗設備全部采用銳捷公司產品。整個實驗室分為4個區域，即教師區、學生區、實驗教學管理區、出口區。學生區分為10組，每組6臺計算機通過S2628G－E接入交換機連接到核心交換機S5750上，可以滿足60名學生同時實驗。實驗臺(RACK)也分為10組，每組有一個訪問控制服務器(RCMS)，2臺IPv6三層交換機RG－S3760E－24，2臺IPv6二層交換機RG－S2328G，4臺模塊化路由器RSR20－18。4個區由一臺核心交換機S5750連接至校園網，再通過黑盾防火墻(NG-FW4000－Q)連接到外網。實驗教學管理區是一套基于B/S架構的實驗室綜合管理平臺(RG－LIMP)。第1期實驗室建設所配置的實驗臺均為標準實驗臺，主要針對交換機、路由器進行實驗臺搭建;同時具備多個功能擴展模塊，通過相應的配置，可以在每個標準實驗臺功能上進行很好的擴展，平滑地擴展到具有無線、安全、存儲等功能的實驗臺，完成第2、3期的網絡工程專業實驗室的建設，如無線實驗臺(標準實驗臺+無線網絡)、安全實驗臺(標準實驗臺+網絡安全)、存儲實驗臺(標準實驗臺+網絡存儲)、IPV6實驗臺(標準實驗臺+IPV6)、網管實驗臺(標準實驗臺+網管認證)、綜合實驗臺(標準實驗臺+綜合組網部分)等。

能夠完成的實驗內容應滿足網絡工程專業實踐教學計劃的要求，根據交換機、路由器、局域網組網工程等課程的要求，可以完成的主要實驗項目有:(1)各種網絡接口的認識實驗。完成對常用的網絡設備、相應的接口和連接線纜了解，以及如何通過線纜連接設備等［3］。(2)交換機基本配置實驗。完成交換機基本配置、交換機堆疊、利用TFTP管理交換機配置、升級交換機操作系統、交換機集群管理、交換機端口鏡像、交換機QOS、交換機端口聚合等［4］。(3)路由器基本配置實驗。完成路由器的基本配置、利用TFTP管理路由器配置、升級路由器操作系統等。(4)路由協議實驗。完成靜態路由協議、RIPVersion1\2路由協議、OSPF路由協議、路由備份技術、路由過濾配置、路由重分布、策略路由、VRRP等。(5)局域網技術實驗。完成虛擬局域網VLAN、生成樹配置、生成樹的高級技術、VLAN配置、組播技術等［5］。(6)VPN實驗。完成通過Windows實現VPN功能、通過路由器實現VPN。(7)NAT實驗。完成網絡地址轉換、網絡地址轉換的應用等。

(1)可以通過實驗臺上的訪問控制服務器對實驗臺內的網絡設備進行管理、實驗，避免學生配置設備的時候不斷地插拔網線，而影響網絡設備的使用壽命［6］。同時在調試過程中，教師可以登錄到各個實驗臺相應的設備，觀察學生完成實驗的情況，并協助學生解決實驗故障。(2)以Web方式簡單地登錄到RCMS，同時RC-MS提供“一鍵清”的功能，可以方便地把設備還原為缺省狀態，極大程度地降低教師和實驗室工作人員的維護工作量。(3)實驗綜合管理系統(RG－LIMP)是一套基于B/S架構的實驗室綜合管理平臺，教師可以通過這個平臺對所有的實驗室資源進行協調安排和管理，不但可以實現對實驗室設備的維護、對實驗過程的監控、對實驗故障的解決和對實驗報告的管理，而且還可以自動捕獲設備配置文件。同時學生可以通過登錄這個平臺進行預定實驗、預覽實驗、完成實驗、提交實驗報告及查看實驗成績等。(4)由于實驗室已連入校園網，學生可在課后時間通過校園網絡遠程連入實驗室，通過LIMP平臺及RCMS實現遠程實驗，不但可以完成正常實驗課未完成的實驗項目，也可完成自行設計的實驗項目［7］。

下一步建設的建議

在已完成的第1期實驗室建設的基礎上，爭取經費通過增加無線網絡模塊、網絡安全模塊、網絡存儲模塊和IPV6模塊等盡快完成第2期和第3期網絡工程專業實驗室的建設。同時為更好地利用先進的實驗設備，還應完成以下三項工作。(1)組織教師根據教學大綱開發配套的實驗項目，編寫實驗指導書［8］。(2)作為校級示范實驗中心，除了完成本地的實驗，還應充分利用遠程實驗的功能開展遠程教學和實驗，滿足學生和教師課余和校外實踐的需要。同時還應輻射到其他兄弟院校，為其他院校提供實驗環境，滿足他們的實踐需求［9］。(3)實驗室可以與企業合作開展社會實踐培訓和網絡認證培訓，為社會培養中高級網絡工程技術人員，實現有效的投資回報。