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1、摘 要: 针对高校教案的需求提出了计算机网络实验室建设的总体构思 , 设计基于思科网络设备的网络实验室建设与维护方案, 并予以实施。关键词 : 计算机网络实验室。方案。实施随着信息技术的迅速发展, 网络技术已经渗透到社会生活的各个层面, 社会对计算机网络技术人才的需求量与日俱增, 因此培养具备网络设备配置、管理维护、安全管理能力的人才成为高校计算机专业的一项重要任务。计算机网络是一门与实践结合紧密的课程 , 而许多高校由于实验条件不足, 在进行该课程的设置时重理论、轻实践, 造成学生对计算机网络学习积极性不高, 缺乏深刻理解 , 实践能力薄弱。为解决这个问题, 就必须加强计算机网络实验室的建设
2、 , 培养学生的实际动手能力, 才能为社会输送合格的网络技术人才。1 实验室的总体构思实验室的方案设计基于以下几个方面考虑 : (1 内容丰富1/14实验室设备能涵盖局域网、广域网、无线、网络安全、 VoIP、综合布线等实用技术功能模块, 在此基础上实现实践课程与理论课内容的紧密结合 , 全方位为学生提供实践动手的机会。 (2 设备完善同类网络设备具备多种不同的型号, 为学生在实验中提供广泛的操作平台, 在对比中学习 , 学习中对比 , 进一步拓宽眼界。(3 拓扑灵活灵活的拓扑设计只需要通过简单的跳线即可改变拓扑 , 满足多种实验要求, 并且可以根据多种需求进行扩展 , 让学生在实验中有机会充
3、分发挥创新能力, 根据实验目的自行完成实验的设计与配置 , 并且可实现实验室内部网络与校园网的轻松连接。(4 易于维护紧凑连续的实验课程安排要求在一个班级完成实验后能够迅速恢复实验设备, 以免影响下一个班级的上机使用 , 这就需要一个易于维护与恢复的实验环境 , 包括对网络设备及终端计算机的恢复。2/14(5 安全可靠设备系统具备较高的安全性、容错能力, 并且能防止内部网络受到外部攻击和感染病毒 , 保证网络设备以及终端计算机的安全。 (6 环境友好结合多媒体教案 , 加强教与学的互动, 让学生边学边做 , 边做边学。2 实验室的实施方案经过多方面考察与研究, 鉴于 Cisco 公司提供业界范
4、围最广的网络硬件产品及其较完善的技术方案, 我校计算机网络实验室采用该公司的网络设备,其中主要网络设备清单见表1。从实验室建设的总体构思出发 , 方案主要包括了五大模块: 核心机房、实验机柜组、终端实验用计算机、无线设备、教案用多媒体设备。实验室总体拓扑见图1。核心功能机柜中的设备有 : Cisco 6509 核心交换机 1 台, 带 VPN模块 3725 路由器 2 台, 防火墙PIX515E 1 台, 入侵检测 IDS-4215 1 台。作为思科3/14重要的智能多层模块化交换机, Catalyst 6509系列能够提供安全的端到端融合网络服务。配置的Su-pervisorEngine 7
5、20集成了高性能的720Gpbs交换矩阵与新型的路由和转发引擎, 其数据交换可达到400Mpps,还具备增强型QOS机制、基于硬件的GRE隧道和 NAT,高达 200Mpps的硬件 IPv6 能力 , 可进行通信网络的顺利过渡。另外, 通过增加配置光口模块 , 可满足光纤接入需求, 再加上交换模块包括了48 个具备自动感应和自动协商的RJ45 端口 , 可具有非常高速的核心交换能力。带VPN模块的 3725路由器可提供VPN相关实验的良好环境。防火墙在实验室内网联入校园网时, 在内网电脑、服务器与外网之间起到保护作用, 阻挡外网的不良攻击, 再与入侵检测 IDS 设备相结合 , 更有效地阻断攻
6、击事件,4/14进一步提高网络安全性。5/146/142. 1核心机房核心机房主要包括了一个核心功能机柜和一个服务器机柜。连接方式见图 2。服务器机柜包括安装了 IPCC(IP ContactCen-ter 系统的服务器 3 台, DELL 服务器 4 台。思科IPCC(IP ContactCenter系统 , 具体功能包括智能呼7/14叫路由、自动呼叫分配(ACD功能、交互式语音响应(IVR 集成等功能 , 可基于现有 IP 网络 , 与传统呼叫中心的平台与网络进行集成。DELL服务器安装了 W indows server2003和 Linux 系统 , 可以为实验室网络提供 WWW、FTP
7、、DNS、 DHCP、NAT等多种服务。2. 2实验机柜组实验室共有 6 个分组实验机柜 , 每个分组实验机柜中有 6 台设备 : 3725 路由器 1 台, 2620 路由器 2 台, 3750 交换机 1 台 , 2950 交换机 2 台。机柜中不同的设备具有不同的特性 , 能较全面地涵盖实验内容, 具体拓扑连接方式见图2。其中 Cisco 3725路由器具备多个NM和 HDSM插槽 , 可根据服务需求进行扩展配置 , 而且语音模块可实现普通模拟语音与 IP 语音的对接 , 与核心机房中的 IPCC 系统相结合可建立真实的语音通信环境。 2620 路由器具有高速路由性能 , 能提供全面的协
8、议和服务 , 包括虚拟专用网、防火墙保护、加密、WAN优化和经过改进的多媒体支持功能 , 并且支持8/14多服务语音数据网络。Catalyst3750交换机可实现高达 32Gbps 的堆叠互联 , 可以使用服务质量(QoS、速率限制、访问控制列表和基本的静态和路由功能 , 利用 2950 交换机可以将组内的学生实验使用的计算机组成局域网。各实验分组机柜中的设备均上连至本机柜中的 3750 交换机 , 汇聚后再通过 3750 交换机上连至核心功能机柜中的核心交换机6509, 如图 2, 可将实验室网络设备形成星形拓扑的连接方式。分组实验柜和核心功能柜中的理线架均采用双排理线架 , 学生若要进行跳
9、线, 只需在理线架上进行简单插拔 , 而不需要对设备的物理端口进行插拔线操作 , 既方便灵活又可起到保护设备物理端口的作用。2. 3终端实验用计算机36 台实验用终端计算机平均分为6 组, 每组 6台, 各组对应一个分组实验机柜, 每台终端计算机的COM口通过地板下面的桥架布线与分组实验机柜中对应设备的Console 端口连接 , 形成一个学生单9/14独对应一台设备的环境, 可以通过终端软件登录设备控制端口进行实验操作。每组6 台计算机的Eth-ernet 口又全部连接至对应分组实验机柜中的一台 2950 交换机 , 组成一个小型局域网。 2950 交换机再通过机柜中的 3750 交换机上连
10、至核心交换机 , 最终实现实验室中所有终端计算机的互联。2. 4无线设备无线路由器和无线访问点, 可按实验拓扑要求灵活地连接至实验组机柜任何一台设备的 RJ45 端口, 实现多种无线组网方案。每台计算机均安装无线网卡 , 让学生了解体验并掌握无线网络的特点与配置方法。3 实验环境(1 终端计算机安装W indows2003 Server操作系统 , 运行“超级终端”或其它同类终端软件 , 与设备 Console 端口连接后即可登录设备进行配置。(2 教师在授课时若需演示设备配置过程, 可使用多媒体讲台上的计算机 Telnet 任一分组实验柜中的任一设备 , 如图 1 所示 , 再通过讲台前的投影屏10/14幕让学生清晰地了解实验步骤, 并可与教师同步动手操作。这为教师提供了相当灵活的互动演示环境, 也便于对设备进行监控与排错。(3 由于学生使用的终端计算机COM口与相应设备的 Console 端口连接 , 而 Ethernet 端口则均上连本组机柜中 2950 交换机的 FastEthernet 端口。在实验过程中既可通过 Consol
