0序言
高校建设实验室的目的是为实验教学、科学研究、实验技术研究提供必要的条件,包括实验时间、实验仪器设备、实验场地、实验资料、实验指导人员等部分或全部的实验者有目的地开放[2],本文针对计算机网络技术开放式实验室的建设、管理等具体问题给出了相应的方案,同时,对于实验室开放所带来的安全、管理等方面的问题,作了深入探讨。
1网络技术实验室的特点、现状及存在问题
[4]1.1网络技术实验室的特点
计算机网络技术实验与其他实验有着较大的区别,主要体现在以下几个方面:(1)计算机网络技术实验无需亲临现场与其他实验要求实验者必须在试验设备的帮助下现场完成不同,网络技术实验只需相应的网络设备和网络拓扑支持,无需实验者在现场完成实验。(2)实验设备要求通常需要多台设备才能进行一个实验。例如基础路由实验,最少需要3台路由器,而像高级路由实验,则需要5-6台设备才能完成,且实验设备为实验者独享。若以30人/班计算,为满足一个班的学生实验,需90-180台左右的设备,建设成本巨大。
1.2网络技术实验室的现状及存在问题
(1)实验设备不足[5]目前的计算机网络技术实验室建设,大多采用文献[3]中所采取的方式和布局。基于上述特点,使用传统的实验室建设和管理式存在以下问题:*设备数量的限制造成并非每一个学生都能在课堂内接触到具体的操作;*课堂时间的限制造成一些综合性较强的实验无法在课堂内完成。(2)实验开设方式受限在实验项目的开设,主要以独立验证性实验为主,综合性,创造性实验较少,设备的利用率低。在训练和引导学生创新方面,并未起到应有的作用。(3)管理方式呆板传统的实验室管理方式,极大的限制了教师设计实验的规模和完成实验的时间。实验规模小,不能满足实验要求,规模大,在有限的时间内无法完成,影响实验效果。进而影响到学生能力的培养。(4)设备损坏加剧现场完成实验,学生会进行多次无必要的拓扑更改和线缆连接,造成设备接口的快速损坏,导致实验无法正常进行。
2开放式网络技术实验室建设
2.1使用终端服务器(T_Server)实现
根据网络技术实验的特点,开放实验室需为学生提供连接到实验设备的网络连接。可在实验室设置一台T_Server实现。拓扑如图1所示。,T_Server和实验设备通过双绞线连接,在T_Server上配置带管理IP地址的环回接口,并映射设备名和T_Server的IP地址。关键配置如下:T_Server(config)#iphostr1200110.1.1.1T_Server(config)#iphostr2200210.1.1.1……T_Server(config)#linecon0T_Server(config-line)#noexec-timeoutT_Server(config)#linevty04T_Server(config-line)#passworduserT_Server(config-line)#login代码中的“r1”和“r2”是实验设备名,“2001”和“2002”是作为连接相应设备的端口号,10.1.1.1是T_Server的Loopback接口的IP地址。T_Server#r1//(访问r1路由器)Tryingrouter1(10.1.1.1,2001)…OpenRouter>enable//登录成功该方式要求设备上具备初始配置,并在设备启动时加载。
2.2使用串口控制管理服务器(CCM_Server)实现
CCM-16设备是神州数码公司为实验室推出的调试控制设备。该设备标配16个RJ45接口,可同时管理16台设备。具有TCPRealPort工作模式和TCP/UDPSocket工作模式。(1)TCPRealPort工作模式在该模式下,用户使用模拟控制台登录到CCM上对设备进行管理。需在客户机上安装COMPortoverTCP/IP软件,用于虚拟COM口。将虚拟COM口与IP地址及物理端进行映射口后,即可使用虚拟COM口访问不同端口上的设备。如图2所示。(2)TCP/UDPSocket模式在该模式下,用户使用网络控制台登录到CCM上对设备进行管理。只需指定相应的TCP/UDP端口和CCM物理端口的对应关系即可。登录方式与使用超级终端方式相同。
3开放式实验室的管理问题
开放式实验室的管理,是发挥实验室作用的重要环节。(1)安全管理实验室有大量设备,要能够实时开放,电源管理将是重中之重。对于用户的身份认证,防止恶意登录和恶意破坏也是实验室安全管理的另一重点。(2)拓扑管理拓扑结构需满足实验要求,并最大限度的保持拓扑的稳定。如图3所示是本文在单组设备中所使用的拓扑结构,能够满足11个实验的需求。
4应用效果
笔者通过对实验室资源的整合,并基于校园网开放实验室,在教师实验设计的灵活度和学生完成试验的程度方面,效果良好。然而,问题也是显而易见的,配置文件修改、口令的添加/修改、设备的长时间运行造成的大量电能的消耗等,因此,实验室的安全管理方面仍需要进一步的细化。
5结束语
建设开放式实验室,可充分利用实验室资源,为学生学习提供更好的条件。本文根据网络技术实验室的特点,提出了基于校园网开放式网络技术实验室的建设方案,下一步的研究方向是在开放实验室的前提下,提高实验室的安全性方面的研究。
作者:高振江 马浩淼 单位:西安航空学院 陕西师范大学