趙艷莉

（鄭州財稅金融職業(yè)學(xué)院,450048）

0 引言

面對大專院校和各級各類職業(yè)院校的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)和與網(wǎng)絡(luò)信息安全專業(yè)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程實踐性教學(xué)，學(xué)生需要掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全管理等方面的知識和技能，要全面地完成這些知識的實踐性教學(xué)，需要學(xué)校配備復(fù)雜的實驗環(huán)境和相關(guān)的測試設(shè)備，并投入大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備購置費用。由于這些設(shè)備的專業(yè)性很強，通常僅限于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)信息安全專業(yè)的學(xué)生，設(shè)備的利用率不高，容易造成浪費。同時，大部分網(wǎng)絡(luò)安全的實驗往往容易對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和操作系統(tǒng)造成破壞。當(dāng)前，隨著虛擬化仿真技術(shù)和模擬仿真技術(shù)的迅猛發(fā)展，很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)集成商都推出了基于自身設(shè)備的虛擬化系統(tǒng)，并且不少優(yōu)秀的第三方虛擬化系統(tǒng)也在不斷涌現(xiàn)，這些虛擬化系統(tǒng)完全能夠模擬真實的物理設(shè)備，如計算機、路由器、交換機、硬件防火墻、無線路由等，并且能像真實的設(shè)備一樣通過它進行實踐性教學(xué)。

銳捷LIMP軟件是通過web頁面管理RCMS和NTC，具有實驗設(shè)備管理、實驗課程安排等功能。RCMS是實驗室統(tǒng)一管理控制服務(wù)器，是利用八爪魚線通過反向telnet鏈接到機柜的路由器和交換機的console口上，實驗中不需要進行控制線的拔插；而NTC是一個拓撲連接器，能自動化切換實驗室機柜中真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過LIMP下發(fā)命令時將不同的端口連接在一起，通過LIMP的仿真模擬計算將命令下發(fā)到實物設(shè)備上進行實驗教學(xué)，實現(xiàn)“Any where、Any PC”的管理和使用。

1 銳捷LIMP實驗室綜合管理系統(tǒng)

1.1 管理平臺技術(shù)實現(xiàn)

星網(wǎng)銳捷公司是致力于國內(nèi)教育行業(yè)比較有名網(wǎng)絡(luò)公司，LIMP產(chǎn)品是針對職業(yè)院校網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)信息安全而開發(fā)的一款網(wǎng)絡(luò)實驗室管理平臺。從研發(fā)上而言，本軟件采用行業(yè)內(nèi)比較普遍的SUN公司J2EE架構(gòu)開發(fā)，系統(tǒng)模式采用B/S結(jié)構(gòu)，后臺數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫。主要針對各大專院校和各類職業(yè)院校及教育培訓(xùn)機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)實驗室市場，該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)實驗室綜合應(yīng)用管理方案中已經(jīng)成為銳捷網(wǎng)絡(luò)的管理核心。LIMP采用B/S的軟件架構(gòu)形式，基于Web瀏覽器的訪問，可以實現(xiàn)無論在何時何地都可以提供使用和管理的便捷性和易用性。該系統(tǒng)平臺開創(chuàng)了集高性能、功能強大、具有高穩(wěn)定性及高安全性、良好的易用性及滿足各行業(yè)需要等特性于一身的網(wǎng)絡(luò)綜合實訓(xùn)教學(xué)管理平臺。

銳捷LIMP主要提供了針對學(xué)生進行全新實訓(xùn)課程規(guī)劃、隨時增減實訓(xùn)資料、學(xué)生分組實訓(xùn)、設(shè)備統(tǒng)一控制及實訓(xùn)結(jié)果評定于一體的管理功能。通過簡約直觀B/S訪問模式的操作界面，使學(xué)生無論何時何地都可以通過瀏覽器來訪問系統(tǒng)。實現(xiàn)實驗資源全面（賬戶、試驗資料、實驗設(shè)備、實驗結(jié)果及統(tǒng)計）管理，老師能夠方便有效控制實驗時學(xué)生操作行為。提供邏輯機架管理機制（邏輯機架劃分及自動生成），方便地分發(fā)實訓(xùn)資料、有利于指導(dǎo)教師合理地安排實訓(xùn)課程。通過邏輯嚴密、操作簡單的圖形界面，指導(dǎo)教師通過管理界面對學(xué)生的實訓(xùn)結(jié)果進行集中管理，方便指導(dǎo)教師處理學(xué)生的作業(yè)和實驗報告。因此將LIMP軟件投入到實驗教學(xué)，可以克服PC、實驗室環(huán)境中在實驗設(shè)備接口、通信線路反復(fù)鏈接和移動，使得教學(xué)在時間與空間上克服傳統(tǒng)實驗方式教學(xué)上所遇到的的限制，能夠更有利靈活地擴展實驗項目，更有利于教師指導(dǎo)學(xué)生開展豐富、實戰(zhàn)應(yīng)用型實驗。同時更有利于滿足學(xué)生創(chuàng)新和求知欲望。

1.2 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將教師、學(xué)生、PC、RCMS、服務(wù)器等連接起來，為學(xué)生和老師提供訪問RCMS、LIMP等管理軟件網(wǎng)絡(luò)平臺。在我院實驗室布局中，實行核心數(shù)據(jù)交換，LIMP服務(wù)器機柜，四組實驗網(wǎng)絡(luò)機柜，八組學(xué)生PC區(qū)域（每組六臺pc），一臺教師管理機，學(xué)生主機采用雙網(wǎng)卡（通信網(wǎng)卡、實驗網(wǎng)卡）等設(shè)計。其基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布如下圖所示。

1.3 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息包括設(shè)備、軟件版本、VLAN、管理IP等規(guī)劃，如下表1所示。

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實驗網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息包括設(shè)備組、RCMS IP、NTC IP、VLAN、PC、服務(wù)器IP等規(guī)劃，如下表2所示。

1.4 實驗網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

實驗網(wǎng)絡(luò)包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)機柜、學(xué)生區(qū)域、試驗臺、實驗機柜、RG-RCMS、NTC設(shè)備等，如下圖所示單組實驗網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

2 基于WEB訪問界面的LIMP實驗室教學(xué)管理模型

2.1 LIMP系統(tǒng)的組件及作用

在實際網(wǎng)絡(luò)實驗實訓(xùn)教學(xué)的過程中，通常對于LIMP實驗綜合管理平臺系統(tǒng)的組件的部署，將軟件安裝在本地實驗室環(huán)境的局域網(wǎng)架構(gòu)的獨立windows server服務(wù)器中，同時包括銳捷網(wǎng)絡(luò)實驗室機架控制和管理服務(wù)器RG-RCMS和RG-NTC 拓撲連接器、核心交換機，還應(yīng)配置銳捷網(wǎng)絡(luò)公司配套實驗設(shè)備。這里，LIMP服務(wù)器是統(tǒng)一管理實驗設(shè)備的一個平臺，是管理網(wǎng)絡(luò)實驗室的一套系統(tǒng)；而RCMS則是管理實驗設(shè)備，作為一種透明的底層線路保障，后續(xù)做實驗不需要做任何操作；NTC是拓撲連接器，是搭建實驗邏輯拓撲用的，后續(xù)做實驗不需要做任何操作；核心交換機是連接LIMP服務(wù)器、RCMS、NTC、實驗設(shè)備，用于保證整個網(wǎng)絡(luò)、實驗設(shè)備及學(xué)生做實驗用的。

2.2 LIMP系統(tǒng)工作流程

2.2.1 RCMS的工作原理：

實驗室機架控制和管理服務(wù)器RG-RCMS是銳捷公司專門針對教育行業(yè)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)室開發(fā)的統(tǒng)一控制及管理服務(wù)器，實訓(xùn)室中的使用者可以通過RG-RCMS來同時管理和控制8～16臺的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不需要進行控制線的拔插。它采用圖形操作界面來管理，當(dāng)學(xué)生做完網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)后，指導(dǎo)教師就可以利用銳捷RCMS模塊提供的統(tǒng)一清除配置功能，把連接在RG-RCMS上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置進行統(tǒng)一的釋放與清理，方便學(xué)生進行下次的網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)。

2.2.2 NTC的工作原理：

RG-NTC拓撲連接器是銳捷網(wǎng)絡(luò)公司針對網(wǎng)絡(luò)實驗室研發(fā)的拓撲自動化切換設(shè)備，RG-NTC 作為銳捷網(wǎng)絡(luò)實驗室組網(wǎng)系統(tǒng)的一部分，通過LIMP對其進行配置，實現(xiàn)任意2個端口之間的連接，代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗室通過手動將實驗PC、實驗設(shè)備之間的連接。系統(tǒng)切換完對于用戶非常直觀、完全透明，不管使用者或是管理者只需要通過LIMP系統(tǒng)提供的友好配置界面即可完成操作。同時實現(xiàn)對經(jīng)過其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完全物理傳輸，不對數(shù)據(jù)包做任何改變?？梢詫崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)口的連接。設(shè)備采用標準網(wǎng)絡(luò)機架設(shè)計，能夠很好的融入實驗機架。通過調(diào)整布線，為網(wǎng)絡(luò)實驗室?guī)肀憬莸耐負溥B接與管理方案。

表2

對于每一個LIMP管理模擬真實的實訓(xùn)，指導(dǎo)教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定教學(xué)計劃，其實訓(xùn)要求、預(yù)備知識、實訓(xùn)內(nèi)容和操作步驟以及實訓(xùn)時使用的拓撲圖等相關(guān)資料都要事先保存在LIMP服務(wù)器中，這樣，學(xué)生就可以根據(jù)預(yù)備知識的學(xué)習(xí)及實訓(xùn)的要求以自身角色通過WEB登錄LIMP服務(wù)器來模擬并完成實訓(xùn)，并將實訓(xùn)中獲得的中間數(shù)據(jù)和最終結(jié)果上傳至LIMP服務(wù)器，最后由教師根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)來指導(dǎo)學(xué)生并進行相應(yīng)的評價。

利用LIMP課堂模擬教學(xué)的過程如下：

首先，教師和學(xué)生分別以自身的角色登錄到LIMP實驗室平臺；然后，學(xué)生通過指導(dǎo)教師事先下達的教學(xué)計劃來查看本次實訓(xùn)課的預(yù)備知識及實訓(xùn)內(nèi)容、要求、操作步驟及拓撲圖等信息，在明確了實訓(xùn)要求及內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)生在LIMP實驗室平臺上按照操作步驟來一步步完成實訓(xùn)，并且實訓(xùn)過程中均可以隨時提交中間結(jié)果到LIMP服務(wù)器。在實訓(xùn)過程中，學(xué)生若有問題，可以查看預(yù)習(xí)實訓(xùn)中的資料，或向指導(dǎo)教師提問，指導(dǎo)教師逐一對問題進行解答或由實訓(xùn)小組共同討論。最后，學(xué)生利用WEB界面來填寫并提交實訓(xùn)報告，而指導(dǎo)教師則根據(jù)學(xué)生提交的實訓(xùn)報告及實訓(xùn)結(jié)果來獲取學(xué)生關(guān)于實訓(xùn)的完成情況并當(dāng)場或在課后進行評價。

3 基于WEB訪問界面的LIMP實驗室教學(xué)管理平臺

3.1 基于B/S架構(gòu)的教學(xué)管理平臺的主要功能

LIMP網(wǎng)絡(luò)綜合教學(xué)管理平臺的用戶包括：administrator（系統(tǒng)管理員）、teacher（指導(dǎo)教師）、興趣小組（group）和參與做實驗的學(xué)生（student），提供圖形化的實驗排課管理界面。

其主要功能有：

（1）用戶帳號管理功能模塊：不管是參與實驗室指導(dǎo)教師還是興趣小組的學(xué)生，都必須通過用戶管理模塊注冊成為平臺的授權(quán)用戶，才有權(quán)登錄和使用本系統(tǒng)平臺。

（2）結(jié)果管理與統(tǒng)計功能模塊：參加實驗的學(xué)生可以在登錄后，無論何時都查看所學(xué)課程的各個實訓(xùn)的實際完成情況和指導(dǎo)教師的評價和建議。

（3）實驗資料管理功能模塊：負責(zé)指導(dǎo)實驗的教師在登錄后，可以對本人所承擔(dān)課程的實訓(xùn)項目進行增加、刪除、更改實訓(xùn)項目內(nèi)容、實訓(xùn)要求、操作步驟等與實訓(xùn)相關(guān)信息管理工作。

（4）學(xué)生實訓(xùn)評價功能模塊：指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的實訓(xùn)完成情況對實訓(xùn)結(jié)果及完成情況進行評價，以作為教師對學(xué)生所學(xué)課程的考核依據(jù)。

（5）資料的下載功能模塊：在該教學(xué)平臺上，學(xué)生可以隨時下載教師提供的相關(guān)學(xué)習(xí)資料，以拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)的視野和空間。

3.2 基于Web訪問模式的LIMP教學(xué)管理平臺的構(gòu)成

（1）系統(tǒng)通過良好的操作界面：B/S的訪問模式，實現(xiàn)管理端界面和自助端界面統(tǒng)一，圖形界面邏輯嚴密、操作簡單易用，所有功能均可以通過用戶權(quán)限進行控制。

（2）邏輯機架機制：系統(tǒng)提供邏輯機架劃分，同時按照實驗設(shè)備占用情況提供邏輯機架劃分，提高設(shè)備的利用率，滿足不同用戶不同實驗的需求。

（3）全新課程規(guī)劃功能：系統(tǒng)提供圖形化的實驗排課、提供周視圖、月視圖供師生查看課程計劃；教師通過課程實現(xiàn)了時間、用戶、實驗內(nèi)容、實驗設(shè)備的統(tǒng)一管理和集中調(diào)配。

（4）教學(xué)管理功能：提供設(shè)備監(jiān)控功能，實現(xiàn)對設(shè)備的占用監(jiān)視和管理操作。提供實驗配置自動抓取匹配、實驗報告管理功能、實驗成績管理功能。

4 結(jié)束語

銳捷公司的LIMP提供了一體化的管理功能，包括學(xué)生、設(shè)備、課程、評價體系的管理。通過類似于Windows的圖形化窗口，讓學(xué)生可以在任何地方通過瀏覽器來訪問LIMP系統(tǒng)。此外，LIMP系統(tǒng)還提供了針對實驗結(jié)果的一個強大管理機制，該系統(tǒng)可以讓教師無論是在家里、辦公室、外地都可以通過外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)處理學(xué)生的作業(yè)和實驗報告，真正滿足了學(xué)生開放式、真實性、實踐性、創(chuàng)造性的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)。

[1]銳捷網(wǎng)絡(luò)大學(xué) www.ruijie.com.cn

[2]王輝,李晉光.基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真軟件的實驗教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè).電子設(shè)計工程，2010,(12