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为了提高计算机网络技术教学水平,促进计算机网络技术人才培养,郑州大学与神州数码网络合作,于近日部署完成了全新的网络试验室,并投入到日常的教学使用。谈起网络实验室的建设经验,每个高校都在长期的实践中积累起了一套自己的经验和办法,因而对于如何建好一个网络实验室,不同学校可能会做出不同的回答。但是,这些经验、方法尽管在细节上不尽相同,但是对于建设实验室的一些基本原则却有着惊人的一致性。
这一点同样体现在郑州大学本次网络实验室的建设上,为了更好地完成本次项目建设,神州数码网络与郑州大学在分析网络实验室具体需求的同时,将各种需求归纳为“精、深、雅、静”,即设备选择要精准、质量要精良,方案规划要深入满足实际需求,建设过程要规范标准,使用管理要化繁为简、变动为静。以此作为项目推进的重要标准,郑州大学在神州数码网络的帮助下,开始了新网络实验室的全面建设。
精: 优秀品质 精准对接
所谓“精”,即是指实验设备的精挑细选,实验室设备不同于普通的园区网或校园网设备,并不需要很高的包转发率或很大并发/新建连接数,但是设备的稳定性与多业务的支持并不能打折扣,有些时候还需要实验设备所支持的功能较园区网设备更加丰富、设备更加稳定耐用。
建设网络实验室的目的是利用实验设备搭建各种实验环境,让学生亲手调试网络设备,从而使学生更加直观的了解各种网络设备的调试和应用环境,加深对网络原理、协议、标准的理解。因此这就要求实验设备具有:高端协议支持能力,比如三层设备支持IPv6、BGP、MPLS等;拥有多业务端口、高扩展性,设备本应在具有以太、E1、高速同步异步串口的同时仍具有多扩展槽为供用户升级使用,这样才能保证学生以实验设备为基础实现主流网络应用配置及业界前沿知识,拓展学生的知识面,增强学生的实践能力。
实验设备需要更加稳定与耐用,实验室设备不会像园区网设备那样部署完之后很少去改动,实验室设备会被反复的配置、重启、甚至强制断电。实验设备除了会被多批次高强度的使用之外还要面对使用者有意无意的误操作,因此如何延长产品console口与业务接口的使用寿命就变得至关重要。解决这一问题的途径是在机柜内配置一台串口服务器CCM,可实现实验设备console口无插拔切换设备,延长设备console口的使用寿命;神州数码网络实验室推荐的设备业务端口延长至机柜配线架的方式,也可大大降低设备业务端口的损耗。
深: 深入应用 多方共赢
实验室建设不但关系到学生就业率与学生自身综合素质的提高,还关系到深入教学方法改革,最科学的教育体系建设等深层次问题,因此,只有深入了解教学需求,才有可能真正为教育用户解决实际需要。对此,神州数码认为,在深入了解教育用户需求的同时,做好对用户应用的服务支撑还有一个重要的前提是自身过硬的能力,即要服务教育用户就必须有过硬技术产品。神州数码网络公司为了实现这个核心价值,创造性地提出了新的实验室架构,在这个体系架构中,神州数码并没有把网络设备作为实验室的重点,网络设备仅仅是一个学习的载体,就像天平、试管一样是普普通通的实验设备。利用普通的设备开设出提高学生动手能力的验证型实验、设计型实验、综合型实验、研究创新型实验才是实验室建设的重中之重,这也是神州数码网络实验室方案的纲领——“坚持验证型实验、设计型实验、综合型实验、研究创新型实验的并重研发,提高学生实践能力,实现‘学以致用’的宗旨”。神州数码网络实验室方案的纲领符合了教育部教学改革的精髓,也是神州数码网络公司在实验室行业不同于其他厂家的独到理念。
围绕着这“四型”实验的纲领,神州数码提出了“体系化教程”和“专业化教学”的教育体系。“体系化教程”作为基石,按照“角色培养”的模式,提供给高校学生网络理论课程教材;“专业化教学”的实验模块主要是为了锻炼高校学生的专业素养,突出高校学生不同于高等高专学生的“专业化”特点,提供的网络实践课程教材。
为了让网络实验室得到充分的利用,真正体现出它的核心价值,神州数码网络公司为学校提供了“实验室与教学管理系统”、“实验室布局设计系统”、“师资培养系统”、“考试评估与学生实践系统”四个服务系统保证网络实验室可持续运营,使学生、老师、学校、企业四方共赢。
雅: 规矩助成方圆
雅者,正也。雅是正确、规范的意思。实际上,实验室建设的标准规范也是当前教育界十分关注的热点问题:如何才能使自身的建设有规可循,从而更好地借鉴经验,少走弯路?
而在教育界进行积极探索的同时,产业界也加快了前进的脚步——神州数码依靠其丰富的行业经验和领先的技术实力,在业界首先推出了整体型实验室结构。当前,这一结构已成为网络实验室行业的标准结构,是各大网络厂商在实验室项目中的必选方案。
整体型网络实训室方案兼顾了教学与管理,提供了易学易用易管理的网络实训室统一管理平台。神州数码采用专业的串行通信设备——串口控制服务器CCM作为每个实训组的中心,通过CCM的网络接口将所有的实训组上联到实训室中心交换机上,由NetCollege统一管理。NetCollege是一款基于JAVA技术和WEB访问技术的管理平台,用来管理设备、辅助教学,是神州数码专为网络实训室用户定制开发的产品。Netcollege提供可视化拓扑图以及“一键恢复”功能,方便管理;提供远程模拟串口登录设备功能,满足学习的需要;提供多人共享同一台设备,以小组方式学习的功能;提供教师实时指导学生的学习功能以及提供系统的管理、维护、运行状态实时统计更新等功能。
神州数码网络实验室中学生机采用双网卡配置也被誉为实验室中的另一标准,实验室的每学生机都需要安装两块网卡,第一块网卡用于登录设备进行配置,而第二块网卡就可以用于进行验证。两块网卡工作在在不同的网段,分配不同的IP,这样极大的提高了实验室教学的效率。
在实际的实验过程中,设备之间的连接是通过配线架来完成的,这样可防止网络设备端口的插拔能对端口造成损坏,利用配线架与跳线就可以有效的保护网络设备的端口。在实验室的试验台内,需要布设两条线路,一条线路连接到局域网配线架,另外一条线连接到实验室实验台配线架。在实验台配线架上通过设置标签和不同的颜色来标识不同的连接,既了方便学生在实验的过程中设备连接的快捷,也保护了网络设备的端口寿命。这样的布线体现了神州数码网络实验室建设设计中的专业性。
静: 动中有静,静中有动
宁静以致远,网络实验室在设备数量与设备功耗上讲相当于一个专业的小型机房。专业的机房一般都会设有专业的隔音与防辐射措施,此外,网管人员一般会远程调试机房内设备,很少会直接进入机房工作,这些措施都能保证工作人员免受噪声污染和设备辐射的危害。而网络实验室在具有与专业机房同等噪音和辐射的条件下却没有任何防护措施,教师与学生全部在机房内直接进行教学与试验,直接暴露在实验设备的噪声与辐射之中,对广大师生的身心健康构成了极大的危害,同时也影响教师的正常授课与学生对网络知识的专心思考。
解决这一问题一般有两种方法,一种是采取实验机房与实验设备隔离的方式,将设备与机房布置在不同的教室中。这种方法与专业机房类似,适用于教师预置实验环境且试验过程中不需要改变拓扑结构或手动拔插线缆的情况下。这样可以完全隔离辐射与噪音,但是如果实验需要大量手动操作时会出现学生频繁穿梭于两间教室的现象,并且学校还需要为该种布局多付出一间教室以及大量的人力成本来预置实验环境。
第二种解决方法是采用低辐射与无风扇静音设计的实验设备,这样设计虽然师生置身于机房内部,也可避免遭到设备辐射与噪音的影响,享受绿色实验室的清新,同时学校也不必为此多付出一间教室;学生可自行搭建实验环境,这样即可增加学生的动手能力,也使实验环境更加直观,更可以省去教师课前搭建实验环境的人力成本。
宁静致远的静,还体现在实验室布局的静止上,这里的静并不是说绝对静止,而是静中有动。实验室内是以组为单位进行实验的,每一组由机柜、实验设备、学生机组成。普通验证型实验大部分利用组内设备就能完成,但是综合性实验与大型试验组内设备无法满足,需要两组或多组设备才能完成实验,这时候学生会需要进行大量的跨组调试工作,这样即会使实验室内局面混乱,也会很容易致使学生的思维混乱,影响实验效果与一次成功率。Netcollege的逻辑实验组功能可应运而生,在做验证型实验的时候一个物理实验组为一个逻辑组,在做大型综合性试验的时候在远逻辑组的基础上可增加其余实验组内的任意设备,之后学生可在本组内PC登录多组网络设备进行调试。Netcollege还可以同时管理多个实验室,逻辑实验组也可以增加其他网络实验室内的实验设备,实验完成后可快速恢复原逻辑实验组结构。
与此同时,Netcollege的实验添加向导、远程实验预约、实验报告的自动批改都极大地方便了学校的教学管理,简化了教师的教学工作。通过在网络实验室中部署Netcollege,可最大限度的降低学校的运维与管理成本。
目前,新的网络实验室已经投入到教学应用当中,郑州大学师生对网络实验室表现出来的优秀品质和便捷化管理赞不绝口。而在这次合作中总结出来的“精、深、雅、静”的实验室建设理念,也将进一步融入神州数码网络公司未来的产品与方案当中,神州数码表示:将通过自身丰富的行业经验和领先的技术实力,认真分析教育用户的不同需要,从而为更多的教育用户应用建设提供优质的产品方案及服务,推动国内教育信息化的全面发展。