摘要：本文從分析網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特點入手，對我院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗的設(shè)置進行了探討，重點研究了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室的組建方案。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；實驗教學；實驗室建設(shè)

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是一個新興專業(yè)，可借鑒的資料和經(jīng)驗不多，特別是在該專業(yè)的實驗室建設(shè)、實驗教學內(nèi)容選擇、實驗教材建設(shè)方面仍在不斷實踐和探索。開展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室建設(shè)的研究，根據(jù)專業(yè)特點和培養(yǎng)目標，提出該專業(yè)的實驗室建設(shè)參考方案，有利于促進該專業(yè)的實驗室建設(shè)，改善專業(yè)課程實驗條件，加強實踐性教學環(huán)節(jié)，提高教學質(zhì)量，為社會培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的合格人才。

1實驗課的特點和實驗設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)實驗是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教學中的重要一環(huán)，而實驗室的建設(shè)則是網(wǎng)絡(luò)實驗教學的基礎(chǔ)。實驗室是否具有高標準，實驗設(shè)備是否具有先進性、權(quán)威性、全面性，將是決定能否提高實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，在承擔網(wǎng)絡(luò)工程實驗室的建設(shè)時，要充分考慮其實驗特點，多方位考察社會對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才的需求要素，并以此為依據(jù)考慮實驗室的規(guī)劃和實驗設(shè)備的選擇。

1.1實驗課的特點

(1) 實驗的知識跨度大。一般的實驗是根據(jù)單科理論課程開設(shè)實驗，網(wǎng)絡(luò)工程實驗卻要結(jié)合多門理論課程來開設(shè)實驗。

(2) 實驗平臺的復雜性?！皵?shù)字電路”、“計算機組成原理”等課程的實驗均在一套實驗設(shè)備中完成，每組一個實驗箱或一臺微機。計算機網(wǎng)絡(luò)實驗至少要兩臺微機才能構(gòu)建一個最簡單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。根據(jù)實驗?zāi)康牟煌?，某些實驗需要多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過一定的方式連接起來才能運行。

(3) 實驗設(shè)備昂貴。與計算機硬件、軟件實驗相比，網(wǎng)絡(luò)工程實驗所需的設(shè)備價格較高。如路由器、可網(wǎng)管的交換機、防火墻、線纜測試儀、協(xié)議測試儀等，價格都在萬元到幾十萬元之間。

1.2實驗設(shè)置

一個專業(yè)所要開設(shè)的實驗類型，應(yīng)該從該專業(yè)的培養(yǎng)目標和學生知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)成這兩個方面的需要來考慮。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)涉及到較深的通信理論、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)組建與管理等知識，既有理論知識的驗證又有實踐技能的訓練。

網(wǎng)絡(luò)工程實驗主要包括：網(wǎng)絡(luò)的組建、網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)及調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的配置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成、網(wǎng)絡(luò)安全與防火墻技術(shù)，主要實驗內(nèi)容如下。

1) 交換實驗，主要是熟悉交換機的常用配置，包括交換機的基本配置、VLAN劃分、生成樹協(xié)議、交換機的端口聚合等。

2) 路由實驗，主要熟悉路由配置，包括路由器、三層交換機、靜態(tài)路由、RIP路有協(xié)議、OSPF路有協(xié)議、廣域網(wǎng)協(xié)議、PPP協(xié)議的驗證等。

3) 網(wǎng)絡(luò)安全，主要熟悉互聯(lián)網(wǎng)主流安全技術(shù)配置，包括交換機的端口安全、IP訪問控制列表、基于時間的訪問控制列表、專家級訪問控制列表、防火墻的配置、局域網(wǎng)于Internet之間的互聯(lián)等。

4) 綜合實驗，通過實驗室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬搭建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，完成綜合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例，包括交換的三級網(wǎng)絡(luò)和路由的三級網(wǎng)絡(luò)兩大綜合實驗。

5) 進階實驗，主要是實驗臺的配置、交換機路由器的遠程管理、交換機的堆疊、交換機路由器操作系統(tǒng)的重寫、配置文件的備份還原、常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置等。

2建設(shè)目標和功能需求

2.1建設(shè)目標

1) 提高學生的實際動手能力。網(wǎng)絡(luò)實驗室需提供目前主流的交換設(shè)備、路由設(shè)備、安全設(shè)備、網(wǎng)管軟件、服務(wù)器等，可以根據(jù)教學要求進行網(wǎng)絡(luò)實驗，實驗的內(nèi)容應(yīng)充分結(jié)合當前國內(nèi)市場的典型應(yīng)用，模擬真實環(huán)境。

2) 培養(yǎng)不同類型的網(wǎng)絡(luò)人才。網(wǎng)絡(luò)實驗室的實驗內(nèi)容應(yīng)充分考慮到學生的專業(yè)以及今后的發(fā)展方向，根據(jù)不同的角色進行相應(yīng)的實驗內(nèi)容教學。

3) 成為有特色的培訓基地。實驗室的建立，可以為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生提供實際動手的環(huán)境，也要有能力為社會提供培訓環(huán)境。通過這種特色的教學，豐富的、有針對性的實驗內(nèi)容，實現(xiàn)培養(yǎng)人才的目標。

4) 豐富老師的知識面，提高在職老師的專業(yè)權(quán)威。網(wǎng)絡(luò)工程實驗室涵蓋目前主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)，可以讓老師系統(tǒng)地研究當前網(wǎng)絡(luò)最前沿的技術(shù)動態(tài)和發(fā)展方向，并通過該實驗室將理論和實踐有機結(jié)合起來，編寫出新穎的教材，發(fā)表權(quán)威的學術(shù)報告，在教育界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域樹立專家形象。

2.2功能需求

1) 網(wǎng)絡(luò)工程實驗室的建設(shè)，需要以教學為目的，以滿足學生的學習操作為指導。通過網(wǎng)絡(luò)實驗，學生能夠?qū)W習到網(wǎng)絡(luò)的組成、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互連與操作。

2) 讓學生親自動手構(gòu)建一個中小型的網(wǎng)絡(luò)，提高學生對網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計能力、分析問題的能力，讓學生對網(wǎng)絡(luò)有一個更深入的了解。

3) 由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和設(shè)備升級很快，因此實驗內(nèi)容應(yīng)當選擇基本的、成熟的、常用的網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)作為實驗內(nèi)容。

4) 以最少的設(shè)備、最小的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完成最多的網(wǎng)絡(luò)實驗。解決學生對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，特別是交換機、路由器等方面的實際動手調(diào)試、設(shè)置和操作的問題，能夠解決一般網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題。

5) 在產(chǎn)品選型上應(yīng)考慮具有開放性、標準性、兼容性、易管理性。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上應(yīng)保證具有一定的先進性。

3實驗室組建方案

考慮網(wǎng)絡(luò)工程實驗特點、實驗設(shè)置、建設(shè)目標和功能需求，節(jié)省投資、時間和空間，應(yīng)該為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)一個具有綜合性、經(jīng)濟性和先進性的專業(yè)實驗室。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以隨時增加新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或模塊來擴展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與功能。

我校2004年開辦網(wǎng)絡(luò)工程本科專業(yè)以來，非常重視實踐教學，積極開展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗教學改革的研究，根據(jù)專業(yè)特點和培養(yǎng)目標，汲取了重點大學的先進辦學理念和經(jīng)驗，結(jié)合我校實際和銳捷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的性能，給出了該專業(yè)實驗室的組建方案，并逐步創(chuàng)造條件予以實施。下圖是網(wǎng)絡(luò)工程實驗室組建方案。

該實驗室解決方案(標準型實驗臺)把實驗室分為4個區(qū)域：出口接入?yún)^(qū)域、教師區(qū)域、學生區(qū)域和實驗臺區(qū)域。

實驗臺區(qū)域：由4個實驗臺，1臺訪問控制服務(wù)器CMS組成，每個實驗臺可由一組5~8個學生同時做實驗，可以滿足20~32人的實驗要求。每個小組都安排5~8臺PC機，學生通過PC機來調(diào)試設(shè)備，以提高對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的了解。

每個實驗臺配置：2臺三層交換機，作為每個小組的三層路由設(shè)備；2臺二層寬帶交換機，作為每個小組的二層接入交換機；4臺模塊化路由器，作為每個小組的路由實驗環(huán)境；

學生做實驗時，通過訪問控制服務(wù)器CMS對實驗臺內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備進行配置、管理、實驗操作，無須來回插拔控制線。學生只有登錄權(quán)限，沒有修改權(quán)限。教師在教師機上可以登錄到學生實驗的設(shè)備上，指導檢查學生的實驗過程和結(jié)果。

在一個標準實驗臺內(nèi)可以完成所有的路由實驗、交換實驗，基本滿足實驗教學需要。另外，可以根據(jù)需求進行組合，滿足不同層次實驗的需要。組合如下：

標準型實驗臺(路由實驗、交換實驗)

功能型實驗臺A(標準型＋無線AP＋2塊VOIP語音卡＋ADSL)

功能型實驗臺B(A＋安全，通過1臺防火墻)

功能型實驗臺C(B＋IPV6，通過1塊NP多業(yè)務(wù)卡來實現(xiàn))

功能型實驗臺D(C＋網(wǎng)管實驗，通過一臺防火墻、一套安全認證計費軟件、一套網(wǎng)管軟件來實現(xiàn))

這樣，可以完成教學所需要的局域網(wǎng)基礎(chǔ)實驗、廣域網(wǎng)基礎(chǔ)實驗、VOIP實驗、安全實驗、無線實驗、網(wǎng)絡(luò)管理實驗、IPV6實驗。整個實驗室的實驗臺臺數(shù)，實驗組數(shù)由學生人數(shù)和實驗室建設(shè)經(jīng)費共同決定。如果每個班40人，每個實驗臺5人，共需8個實驗臺。我們建有兩個實驗室，根據(jù)實驗室面積大小，每個實驗室內(nèi)有4個實驗臺，實驗臺為環(huán)型，可同時滿足一個班40人的實驗。

4結(jié)束語

21世紀是計算機網(wǎng)絡(luò)時代，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及應(yīng)用在各行各業(yè)中已顯示出重要的地位。學校網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)，對改善高校辦學條件，提高教學和科研質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)管理和技術(shù)人才具有十分重要而深遠的意義。為了保證學生所學技術(shù)的實用性和先進性，要求網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教師和網(wǎng)絡(luò)實驗室的管理人員必須與時俱進，不斷學習最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)方案不斷地進行研究和改進。

參考文獻：

[1] 楊文安. 計算機網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計與實施[M]. 北京:科學出版社，2003.

[2] 實曉秋. 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓[M]. 北京:高等教育出版社，2004.

[3] 焦炳連，浦江. 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室的建設(shè)[J]. 實驗室研究與探索，2006，(3).

[4] 游勝. 網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學的研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2005，(3).