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摘要：文章分析了计算机网络实验的建设对于计算机网络及相关课程的必要性，对高职高专计算机网络实验室的建设问题进行了探讨，提出了网络实验室应具备的功能及建设原则，并给出一种较为全面实用的解决方案。
关键词：高职高专；计算机网络；网络实验室；建设方案
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)09-11633-02
Discussion on Computer Network Lab’s Construction ofTechnology and Vocation College
SHU Tao1，SONG Ling-yi2
(1. Nationality Teachers’ College of Kangding, Network Information Center, Kangding 626001, China; 2. Nationality Teachers’ College of Kangding Department of Computer Science, Kangding 626001, China)
Abstract: This paper firstly analyzes the necessity of computer network lab’s construction to curriculums relevant to computer network, discusses related problems on building network labs, points out the functions that the network labs should have and puts forward a lot of principles of building network labs. At last, it produces all-around and practical solutions.
Key words: Technology and Vocation College; computer networks; network labs; construction solutions
1 引言
随着计算机信息技术的迅猛发展，其应用已渗透到社会和经济生活的方方面面，社会各领域对各个层次的信息技术人才的需求不断增加，培养高水平的、具有实践能力的计算机网络及其应用人才，具有十分重要的现实意义。当前，许多高校（尤其是高职高专）在《计算机网络》教学中普遍存在“重理论、轻实践”的现象，其计算机网络、计算机应用等相关专业所培养的学生普遍存在“理论多，实践少”，特别是缺乏网络建立、配置、维护、管理等方面的实践经验，对网络知识的掌握始终停留在“纸上谈兵”的阶段。为此，建立一个能提供学习和研究开发需要的、具有较高实用性的计算机网络实验室，有助于提高学生的动手能力、创造能力及其在计算机网络应用方面的社会竞争力，提高教育教学质量。
2 计算机网络实验室的功能
2.1 网络实验功能
为学生提供方便的并且能与课程及当前应用相适应的实验，能够满足学习网络课程的不同专业学生对不同难度网络实验的要求。学生可以依托优良的实验环境，通过完善的实验体系，掌握和理解网络基本原理、网络协议等理论知识，学会网络的应用、管理、设计和开发，培养学生的动手能力。
2.2 多媒体演示功能
在网络实验内配备投影仪，教师可以对实验内容进行现场演示，带领学生一步一步完成实验，使课堂讲授、演示、实验等均在实验室内进行，既为教师授课提供了方便，又加深了学生的印象，提高了教学效果。
2.3 研究实验功能
在实验室内配置先进的网络设备，为教师进行科研提供必要的环境和条件。教师通过在专业的网络实验室中进行各种研究和实验，跟踪当前网络前沿技术动态和发展方向，开阔思路和眼界，提高科研水平。
2.4 网络技术认证培训功能
由于网络实验室的网络设备比较齐全，因此可利用自身的资源优势，和主流网络设备的供应商合作建设网络技术学院，面向学生和社会人员进行网络技术认证培训。
3 计算机网络实验室的设计
3.1 网络实验的分类
根据计算机网络类课程的教学需求，除培养学生掌握必要的计算机网络基础理论，还应结合社会的需要，培养学生的组网能力、网络管理能力、网络攻击和防范能力、网络侦察和反侦察能力、网络类软件开发及网页（网站）设计能力。
(1)网络组网方面的实验。这类实验主要培养网络组建实施能力，即在网络的规模和用户的爆炸性增长，并且设备及应用复杂情况下，减少网络负载，节约IP资源，优化整个网络，包括：网络综合布线、普通二层局域网络组网、三层局域网组网、无线局域网组网、当代城域网组网等。
(2)网络管理方面的实验，包括：网络设备管理、网络故障处理、网络性能管理、网络认证计费管理等。
(3)网络攻击与防范方面的实验，包括：DoS拒绝服务攻击防护、口令攻击、欺骗攻击、会话劫持攻击、保留访问权限、门监听代理、漏洞扫描、数据加密与解密技术。
(4)网络侦察与反侦察方面的实验，包括：网络常用监控分析软件使用、软硬件防火墙的使用、基本安全操作、日志审计。
(5)网络类软件开发及网页（网站）设计能力，能够使用流行的开发工具进行网络类软件的开发和网页（网站）设计。
3.2 网络实验室的设计思路
从技术发展角度考虑，一个先进的网络实验室必须拥有当今互联网信息管理最主流和最核心的网络技术，具体表现在：整个网络必须高效畅通、稳定可靠；可以提供全面的安全解决系统、简单方便的网络管理系统、灵活丰富的网络认证系统。在设计上应该遵循“够用为度、适度超前”的原则，所选用的实验设备和软件应具有：标准性、开放性、灵活性、高可靠性、可扩展性、先进性、可管理性、安全性、综合性、统一性等特性。
3.3 网络实验室的总体结构图
根据以上所述的设计思路和所要完成的实验，建成后的网络实验环境的总体结构如图1所示。
在该结构中，每个实验小组为一个自治系统，能够进行二层局域网组网、二层交换机管理、网络服务提供、网络攻防演练、网络管理软件使用等实验。如果要进行如三层局域网组网、无线网络、路由器配置等实验，则须通过三层交换机连入实验室。
3.4 实验设备的选择
在实验设备的选择上应满足以下几个方面的要求：第一，采用IT领域大厂生产的主流网络设备；第二，所有设备均应支持业界的标准协议；第三，具有较高的性价比。
(1)实验用计算机。在实际的网络中有两种计算机，一种是服务器，一种是客户机。但由于服务器价格普遍较高，在实验室内不可能用服务器作实验，而且现在的PC的性能已基本能够满足实验需要，所以可用PC作实验用机，每实验小组配置两台。由于许多网络软件对计算机的性能要求很高，所以实验用PC的配置应为主流配置。为了管理方便，每台PC还可以配备一块支持网络恢复功能的保护卡。
(2)二层交换机。要求选用的二层交换机应是可网管的，支持telnet方式或Web方式的管理，支持SNMP协议，具有MAC地址与端口的绑定、Port Vlan划分、Tag Vlan划分等功能。每实验小组1台。
(3)三层交换机。要求选用的三层交换机应能够支持console和telnet方式或Web方式的管理，支持SNMP协议，具有配置交换机IP地址、配置Vlan、三层接口配置、配置基于802.1x的aaa服务、配置ACL、配置igmp snooping、配置stp和rstp、配置span、配置Qos、配置IP单址路由、配置动态路由Ospf、配置VRRP、配置DHCP等功能。数量可根据实验规模配备。
(4)路由器。整个实验室配备1台，主要用于与校园网的路由、VPN实验、拨号上网实验等。
(5)无线接入点。无线组网技术的应用越来越广，也是今后发展的方向，所以在实验室应能提供无线接入。可配备5张左右USB接口的无线网卡、一台无线路由器、一台无线访问结点。
(6)服务器。为了完成企业应用实验，应在网络实验室中配置2-4台服务器，负责提供内部的DNS、DHCP、Web、FTP等服务。可用PC机安装相应的软件来实现。
(7)耗材和工具。实验中必须配备若干压线钳、打线器、测线仪等工具和双绞线、水晶头、信息模块等耗材，以供学生练习组网技能。
(8)多媒体演示设备一套。
3.5 实验室软件的配置
根据教学要求和实际需要，使学生能够适应多方面的要求，实验室还应配备各种软件。
(1)操作系统。操作系统分为网络操作系统和个人操作系统，网络操作系统配备：Linux、Windows 2000 Server、Windows Server 2003等，个人操作系统配备：Windows98、Windows 2000 professional、Windows XP、Windows Vista等。
(2)网络管理软件。可选择游龙科技的SiteView、HP公司的OpenView、Cisco公司的Works、3Com公司的Transcend Network Supervisor、北塔公司的网络运维专家BT_NM等，这些软件既可用于网络的日常管理和监控，也可用于网管软件的实践教学。
(3)网络安全软件。配备微软公司的ISA Server用于完成NAT、防火墙等实验。
(4)网络应用软件。网络应用软件实在太多，实验室不可能全部安装。主要安装一些常用的，如：抓包软件Ethereal、Sniffer，Cisco交换机和路由器模拟软件Boson系列，FTP服务器软件Serv-u等。
(5)计费认证系统。可采用市场占有率较高的城市热点计费系统。
(6)开发工具。安装如Visual Studio、Delphi等编程工具，Macromedia Studio、FrontPage等网页设计工具，Sql Server、MySql等数据库，可以让学生进行网络编程和网页设计实验。
从投资上看，软件的投入可能远比硬件的投入高，特别是像网络操作系统、网络管理软件、网络安全软件、计费认证系统、开发工具等价格昂贵，学校可根据对学生培养目标灵活配置。在购置软件时，可与软件厂商联系取得他们的支持，以减少投资。由于软件更新较快，实验内安装的软件也应不断的更新，使学生跟上发展的步伐。
4 结束语
高等职业教育的特点和培养目标是要把学生培养成具有一定的科学文化水平和很强动手能力的应用型人才。而动手能力培养的关键在于实践教学基地建设、实验室建设和高素质的指导教师。高职高专院校通过建设集教学、研究和实验功能为一体的高水平网络实验室，有利于网络课程教学，有利于培养学生实践动手能力，有利于学生就业，有利于开展学术研究。
参考文献：
[1] 谭励, 于重重. 高校综合网络实验室建设方案的设计与实施[J]. 实验室研究与探索，2005.8.
[2] 杨永华, 应海盛, 卢畅. 高校网络实验室的建设[J]. 浙江海洋学院学报（自然科学版），2005.6.
[3] 朱建平. 高职教实验室建设的实践与探讨[J]. 高校实验室工作研究，2003,(1).
关键词：高职高专；计算机网络；网络实验室；建设方案
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)09-11633-02
Discussion on Computer Network Lab’s Construction ofTechnology and Vocation College
SHU Tao1，SONG Ling-yi2
(1. Nationality Teachers’ College of Kangding, Network Information Center, Kangding 626001, China; 2. Nationality Teachers’ College of Kangding Department of Computer Science, Kangding 626001, China)
Abstract: This paper firstly analyzes the necessity of computer network lab’s construction to curriculums relevant to computer network, discusses related problems on building network labs, points out the functions that the network labs should have and puts forward a lot of principles of building network labs. At last, it produces all-around and practical solutions.
Key words: Technology and Vocation College; computer networks; network labs; construction solutions
1 引言
随着计算机信息技术的迅猛发展，其应用已渗透到社会和经济生活的方方面面，社会各领域对各个层次的信息技术人才的需求不断增加，培养高水平的、具有实践能力的计算机网络及其应用人才，具有十分重要的现实意义。当前，许多高校（尤其是高职高专）在《计算机网络》教学中普遍存在“重理论、轻实践”的现象，其计算机网络、计算机应用等相关专业所培养的学生普遍存在“理论多，实践少”，特别是缺乏网络建立、配置、维护、管理等方面的实践经验，对网络知识的掌握始终停留在“纸上谈兵”的阶段。为此，建立一个能提供学习和研究开发需要的、具有较高实用性的计算机网络实验室，有助于提高学生的动手能力、创造能力及其在计算机网络应用方面的社会竞争力，提高教育教学质量。
2 计算机网络实验室的功能
2.1 网络实验功能
为学生提供方便的并且能与课程及当前应用相适应的实验，能够满足学习网络课程的不同专业学生对不同难度网络实验的要求。学生可以依托优良的实验环境，通过完善的实验体系，掌握和理解网络基本原理、网络协议等理论知识，学会网络的应用、管理、设计和开发，培养学生的动手能力。
2.2 多媒体演示功能
在网络实验内配备投影仪，教师可以对实验内容进行现场演示，带领学生一步一步完成实验，使课堂讲授、演示、实验等均在实验室内进行，既为教师授课提供了方便，又加深了学生的印象，提高了教学效果。
2.3 研究实验功能
在实验室内配置先进的网络设备，为教师进行科研提供必要的环境和条件。教师通过在专业的网络实验室中进行各种研究和实验，跟踪当前网络前沿技术动态和发展方向，开阔思路和眼界，提高科研水平。
2.4 网络技术认证培训功能
由于网络实验室的网络设备比较齐全，因此可利用自身的资源优势，和主流网络设备的供应商合作建设网络技术学院，面向学生和社会人员进行网络技术认证培训。
3 计算机网络实验室的设计
3.1 网络实验的分类
根据计算机网络类课程的教学需求，除培养学生掌握必要的计算机网络基础理论，还应结合社会的需要，培养学生的组网能力、网络管理能力、网络攻击和防范能力、网络侦察和反侦察能力、网络类软件开发及网页（网站）设计能力。
(1)网络组网方面的实验。这类实验主要培养网络组建实施能力，即在网络的规模和用户的爆炸性增长，并且设备及应用复杂情况下，减少网络负载，节约IP资源，优化整个网络，包括：网络综合布线、普通二层局域网络组网、三层局域网组网、无线局域网组网、当代城域网组网等。
(2)网络管理方面的实验，包括：网络设备管理、网络故障处理、网络性能管理、网络认证计费管理等。
(3)网络攻击与防范方面的实验，包括：DoS拒绝服务攻击防护、口令攻击、欺骗攻击、会话劫持攻击、保留访问权限、门监听代理、漏洞扫描、数据加密与解密技术。
(4)网络侦察与反侦察方面的实验，包括：网络常用监控分析软件使用、软硬件防火墙的使用、基本安全操作、日志审计。
(5)网络类软件开发及网页（网站）设计能力，能够使用流行的开发工具进行网络类软件的开发和网页（网站）设计。
3.2 网络实验室的设计思路
从技术发展角度考虑，一个先进的网络实验室必须拥有当今互联网信息管理最主流和最核心的网络技术，具体表现在：整个网络必须高效畅通、稳定可靠；可以提供全面的安全解决系统、简单方便的网络管理系统、灵活丰富的网络认证系统。在设计上应该遵循“够用为度、适度超前”的原则，所选用的实验设备和软件应具有：标准性、开放性、灵活性、高可靠性、可扩展性、先进性、可管理性、安全性、综合性、统一性等特性。
3.3 网络实验室的总体结构图
根据以上所述的设计思路和所要完成的实验，建成后的网络实验环境的总体结构如图1所示。
在该结构中，每个实验小组为一个自治系统，能够进行二层局域网组网、二层交换机管理、网络服务提供、网络攻防演练、网络管理软件使用等实验。如果要进行如三层局域网组网、无线网络、路由器配置等实验，则须通过三层交换机连入实验室。
3.4 实验设备的选择
在实验设备的选择上应满足以下几个方面的要求：第一，采用IT领域大厂生产的主流网络设备；第二，所有设备均应支持业界的标准协议；第三，具有较高的性价比。
(1)实验用计算机。在实际的网络中有两种计算机，一种是服务器，一种是客户机。但由于服务器价格普遍较高，在实验室内不可能用服务器作实验，而且现在的PC的性能已基本能够满足实验需要，所以可用PC作实验用机，每实验小组配置两台。由于许多网络软件对计算机的性能要求很高，所以实验用PC的配置应为主流配置。为了管理方便，每台PC还可以配备一块支持网络恢复功能的保护卡。
(2)二层交换机。要求选用的二层交换机应是可网管的，支持telnet方式或Web方式的管理，支持SNMP协议，具有MAC地址与端口的绑定、Port Vlan划分、Tag Vlan划分等功能。每实验小组1台。
(3)三层交换机。要求选用的三层交换机应能够支持console和telnet方式或Web方式的管理，支持SNMP协议，具有配置交换机IP地址、配置Vlan、三层接口配置、配置基于802.1x的aaa服务、配置ACL、配置igmp snooping、配置stp和rstp、配置span、配置Qos、配置IP单址路由、配置动态路由Ospf、配置VRRP、配置DHCP等功能。数量可根据实验规模配备。
(4)路由器。整个实验室配备1台，主要用于与校园网的路由、VPN实验、拨号上网实验等。
(5)无线接入点。无线组网技术的应用越来越广，也是今后发展的方向，所以在实验室应能提供无线接入。可配备5张左右USB接口的无线网卡、一台无线路由器、一台无线访问结点。
(6)服务器。为了完成企业应用实验，应在网络实验室中配置2-4台服务器，负责提供内部的DNS、DHCP、Web、FTP等服务。可用PC机安装相应的软件来实现。
(7)耗材和工具。实验中必须配备若干压线钳、打线器、测线仪等工具和双绞线、水晶头、信息模块等耗材，以供学生练习组网技能。
(8)多媒体演示设备一套。
3.5 实验室软件的配置
根据教学要求和实际需要，使学生能够适应多方面的要求，实验室还应配备各种软件。
(1)操作系统。操作系统分为网络操作系统和个人操作系统，网络操作系统配备：Linux、Windows 2000 Server、Windows Server 2003等，个人操作系统配备：Windows98、Windows 2000 professional、Windows XP、Windows Vista等。
(2)网络管理软件。可选择游龙科技的SiteView、HP公司的OpenView、Cisco公司的Works、3Com公司的Transcend Network Supervisor、北塔公司的网络运维专家BT_NM等，这些软件既可用于网络的日常管理和监控，也可用于网管软件的实践教学。
(3)网络安全软件。配备微软公司的ISA Server用于完成NAT、防火墙等实验。
(4)网络应用软件。网络应用软件实在太多，实验室不可能全部安装。主要安装一些常用的，如：抓包软件Ethereal、Sniffer，Cisco交换机和路由器模拟软件Boson系列，FTP服务器软件Serv-u等。
(5)计费认证系统。可采用市场占有率较高的城市热点计费系统。
(6)开发工具。安装如Visual Studio、Delphi等编程工具，Macromedia Studio、FrontPage等网页设计工具，Sql Server、MySql等数据库，可以让学生进行网络编程和网页设计实验。
从投资上看，软件的投入可能远比硬件的投入高，特别是像网络操作系统、网络管理软件、网络安全软件、计费认证系统、开发工具等价格昂贵，学校可根据对学生培养目标灵活配置。在购置软件时，可与软件厂商联系取得他们的支持，以减少投资。由于软件更新较快，实验内安装的软件也应不断的更新，使学生跟上发展的步伐。
4 结束语
高等职业教育的特点和培养目标是要把学生培养成具有一定的科学文化水平和很强动手能力的应用型人才。而动手能力培养的关键在于实践教学基地建设、实验室建设和高素质的指导教师。高职高专院校通过建设集教学、研究和实验功能为一体的高水平网络实验室，有利于网络课程教学，有利于培养学生实践动手能力，有利于学生就业，有利于开展学术研究。
参考文献：
[1] 谭励, 于重重. 高校综合网络实验室建设方案的设计与实施[J]. 实验室研究与探索，2005.8.
[2] 杨永华, 应海盛, 卢畅. 高校网络实验室的建设[J]. 浙江海洋学院学报（自然科学版），2005.6.
[3] 朱建平. 高职教实验室建设的实践与探讨[J]. 高校实验室工作研究，2003,(1).