楊震 馮媛媛 劉萱

摘要：本文通過(guò)分析目前高校網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀與不足，提出了利用互聯(lián)網(wǎng)，讓學(xué)員很容易地與真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行交互操作；在遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制系統(tǒng)的集中管理下，全球范圍的學(xué)員和教員都可以實(shí)時(shí)、方便地接入到實(shí)驗(yàn)室，共享昂貴的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)；使網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室能以全天候的方式提供開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)服務(wù)，解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室只能在限定時(shí)間、限定地點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)以及設(shè)備易損耗等客觀問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室；互聯(lián)網(wǎng)；遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）07-0073-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract：Based on the analysis of the current situation and shortcomings of network engineering laboratories in Colleges and universities， this paper puts forward that using the Internet， students can easily interact with real network laboratory equipment； under the centralized management of remote access control system， students and teachers all over the world can access the laboratory in real time and conveniently， share expensive network laboratory equipment， and complete the corresponding. The network laboratory can provide open experimental services in an all-weather manner， and solve the objective problems of traditional network laboratory， such as limited time， limited location and equipment vulnerability.

Key words： network engineering laboratory； internet； remote access control

1 高校網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)的深入應(yīng)用和快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已廣泛地應(yīng)用于社會(huì)的各行各業(yè)。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，全國(guó)許多高校都開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程等相關(guān)專業(yè)。該類專業(yè)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)就是專業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容之一，對(duì)人才培養(yǎng)發(fā)揮著重要支撐作用。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)普遍具有以下特點(diǎn)：

1）價(jià)格昂貴，功能較全面的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)輒百萬(wàn)以上。

2）利用率不高，學(xué)生一般只能在上課期間才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和配置，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候24小時(shí)開(kāi)放機(jī)房，也滿足學(xué)生不同時(shí)段需做實(shí)驗(yàn)的要求。

3）教師備課和學(xué)生實(shí)驗(yàn)必須在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，不能通過(guò)遠(yuǎn)程在家里、教室、宿舍等異地來(lái)完成自己的實(shí)驗(yàn)。

4）大量的設(shè)備沒(méi)有缺乏功能先進(jìn)的管理軟件進(jìn)行管理和調(diào)度，如實(shí)驗(yàn)安排、遠(yuǎn)程電源管理等。

5）目前，市場(chǎng)上的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理控制系統(tǒng)一般是由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商針對(duì)自己產(chǎn)品定制開(kāi)發(fā)，不能有效兼容其他品牌產(chǎn)品。比如：神州數(shù)碼的NETCOLLEGE，銳捷網(wǎng)絡(luò)的RG-LIMP等。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)

基于以上原因，利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)尤為重要。四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室采用基于網(wǎng)絡(luò)（Internet/intranet）接入的教學(xué)系統(tǒng)OpenLab進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室是由4部分組成：管理服務(wù)器、接入PC（Console Switch）、智能電源和實(shí)驗(yàn)設(shè)備拓?fù)洹?/p>

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備拓?fù)?/p>

實(shí)驗(yàn)設(shè)備拓?fù)涫侵笇?shí)驗(yàn)所需的、可以通過(guò)Console口（串口）配置的全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括：路由器、交換機(jī)、防火墻、無(wú)線AP、語(yǔ)音電話、服務(wù)器等。采用什么廠家設(shè)備、需要多少數(shù)量和何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是由教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求和規(guī)模而確定，通常按拓?fù)洌ò?組）為單位，不同的設(shè)備拓?fù)涮峁┎煌膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容，如：《路由與交換基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)包、《無(wú)線Wireless LAN》實(shí)驗(yàn)包、《VoIP》實(shí)驗(yàn)包、《防火墻和VPN安全》實(shí)驗(yàn)包等。

2.2 接入PC

接入PC是一臺(tái)專用的接入電腦（又稱Console Switch），負(fù)責(zé)將全部網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的Console口連接起來(lái)；可以使用多臺(tái)接入PC，只要給每臺(tái)接入PC分配一個(gè)可到達(dá)IP，連接到實(shí)驗(yàn)設(shè)備接入控制網(wǎng)絡(luò)（LAN / WAN）上。接入PC是由電腦、多串口卡和專用通訊軟件組成，每臺(tái)電腦可根據(jù)實(shí)際需要選配不同數(shù)量的多串口卡。

2.3 管理服務(wù)器

管理服務(wù)器是安裝了管理軟件的WEB服務(wù)器，服務(wù)器有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口：一個(gè)是對(duì)外的服務(wù)端口，接入到開(kāi)放的LAN/WAN網(wǎng)絡(luò)上；所有用戶都是通過(guò)次端口登錄到此服務(wù)器，通過(guò)認(rèn)證后，就可以進(jìn)入權(quán)限允許的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，客戶端的操作配置工具默認(rèn)是超級(jí)終端軟件。另一個(gè)是內(nèi)部管理端口，連接到實(shí)驗(yàn)設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)上，管理分布在不同地方的接入PC。

2.4 智能電源管理單元

智能電源是帶程序控制接口的電源開(kāi)關(guān)插座，管理軟件OpenLab通過(guò)對(duì)智能電源的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電電源的啟動(dòng)/停機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程手動(dòng)控制。自動(dòng)控制模式分常開(kāi)、常關(guān)、有流量自動(dòng)開(kāi)無(wú)流量自動(dòng)關(guān)，可在不同的時(shí)間段設(shè)定不同的電源自動(dòng)控制模式。

3 基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)

3.1 根據(jù)課程的要求和具體設(shè)備的型號(hào)制定不同的實(shí)驗(yàn)方案和手冊(cè)

不同的學(xué)校、不同的專業(yè)方向?qū)φn程有不同的要求，不同的課程內(nèi)容配套不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，使用不同廠家的設(shè)備，設(shè)備連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)有差異，操作步驟和指令有不同，所以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)是根據(jù)設(shè)備的選型情況而定。

3.2 安裝與搭建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以以實(shí)驗(yàn)小組為單位分別安裝在不同的機(jī)柜，放置在實(shí)驗(yàn)教室不同的位置上；也可以集中安裝在統(tǒng)一的機(jī)房里，集中管理與維護(hù)；前種方式特點(diǎn)是學(xué)生能直接接觸到設(shè)備，對(duì)設(shè)備有直觀的感受，便于理解，但不利于設(shè)備保養(yǎng)和維護(hù)。后種方式非常方便實(shí)驗(yàn)室管理和設(shè)備維護(hù)，但對(duì)于初學(xué)者不太容易理解。

3.3 安裝網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

安裝接入PC（Console Switch），連接實(shí)驗(yàn)室各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，安裝實(shí)驗(yàn)室管理軟件到相應(yīng)的服務(wù)器內(nèi)。

3.4 配置實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

配置實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本管理數(shù)據(jù)、智能電源的基本數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、用戶賬號(hào)、針對(duì)教師賬號(hào)的實(shí)驗(yàn)安排等。

3.5 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)

實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施和管理：

l 教師賬號(hào)--開(kāi)設(shè)/修改學(xué)生賬號(hào)，分配具體實(shí)驗(yàn)拓?fù)浣o學(xué)生，實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程；

l 學(xué)生賬號(hào)—按教師指定的時(shí)間段和拓?fù)湓O(shè)備，使用電腦遠(yuǎn)程接入到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。

3.6 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

在設(shè)備空閑的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室可以對(duì)外遠(yuǎn)程開(kāi)放，使用普通賬號(hào)進(jìn)入，系統(tǒng)帶計(jì)費(fèi)和扣費(fèi)功能，通過(guò)充值卡收費(fèi)。

4 網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的效果

基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)完成后，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行和優(yōu)化，已經(jīng)取得以下的效果：

4.1開(kāi)放實(shí)驗(yàn)

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生和老師可以在任何IP可達(dá)的地方做實(shí)驗(yàn)，如：多媒體教室、教學(xué)辦公室、學(xué)生宿舍和教師家里；實(shí)驗(yàn)室可以7X24全天候開(kāi)放使用，無(wú)須人員值守，提供最大化的實(shí)驗(yàn)時(shí)間；還可以將不同校區(qū)，不同學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理和調(diào)配，實(shí)驗(yàn)設(shè)備共享，利用所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源隨時(shí)隨地提供實(shí)驗(yàn)服務(wù)，增大對(duì)實(shí)驗(yàn)安排的彈性，比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室增多數(shù)倍的實(shí)驗(yàn)量。

4.2 輕松管理

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，雖然學(xué)生與設(shè)備物理隔離，但由于學(xué)員登錄訪問(wèn)的仍然是真實(shí)設(shè)備，因此實(shí)驗(yàn)操作命令與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酵耆恢?；這樣能解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较乱蛑苯硬灏闻渚€所導(dǎo)致貴重設(shè)備人為損壞的問(wèn)題，保證實(shí)驗(yàn)室設(shè)備正常運(yùn)作，減少維修費(fèi)用。實(shí)驗(yàn)室管理員可以遠(yuǎn)程管理實(shí)驗(yàn)室，無(wú)須值守在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，減輕實(shí)驗(yàn)室管理強(qiáng)度。提供多種在線管理工具：能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)在線用戶的使用過(guò)程、能快速恢復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的初始狀態(tài)、能過(guò)濾各種惡意操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)開(kāi)關(guān)管理和遠(yuǎn)程重啟等功能。

4.3 實(shí)驗(yàn)方便

系統(tǒng)能提供預(yù)先編排實(shí)驗(yàn)的功能，使實(shí)驗(yàn)的安排更有序?？梢灶A(yù)約實(shí)驗(yàn)拓?fù)浜蛯?shí)驗(yàn)時(shí)間，保證計(jì)費(fèi)用戶在實(shí)驗(yàn)室空閑的前提下能按計(jì)劃做實(shí)驗(yàn)。提供老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示范、學(xué)生上交作業(yè)等教學(xué)輔助工具，方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施。在線消息發(fā)布系統(tǒng)方便管理員、老師、學(xué)生和計(jì)費(fèi)用戶在線進(jìn)行信息溝通、答疑、交流以及教學(xué)信息發(fā)布等。

4.4 兼容不同設(shè)備

平臺(tái)可以管理不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、交換機(jī)、防火墻、無(wú)線AP、語(yǔ)音電話、服務(wù)器等。可以連接不同廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如思科、華為、3COM、D-Link、神州數(shù)碼、星網(wǎng)銳捷等。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提供的基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室解決方案已經(jīng)通過(guò)實(shí)踐得到充分驗(yàn)證。下一步我們將邀請(qǐng)更多院校加入，以期建設(shè)一個(gè)在全國(guó)范圍內(nèi)，有影響力的、開(kāi)放的、智能的、節(jié)能的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，為我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)提供有力的技術(shù)保障。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】