计算机网络综合实验平台的构建

郭文平，陈 盈，梁旭玲

（台州学院 数学与信息工程学院，浙江 临海 317000）

1 引言

进入21世纪以来，计算机网络发展迅速，各种新技术和应用不断涌现［1］。随着互联网的普及，“网络就是计算机”的概念深入人心，也使计算机网络成为一门相对独立、涉及多学科技术的重要学科。从课程设置来看，计算机网络已成为计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、自动化、电气工程、电子科学与技术等专业的主干课程［2］；从人才培养角度来看，计算机网络已成为大多数高校计算机科学与技术专业重要的人才培养方向；从科学研究上来看，与计算机网络技术相关的研究一直是国家、省市各级各类科研项目资助的重点。

近年来，很多高校开始以计算机网络课程群来规划计算机网络方向的人才培养模式。以台州学院计算机科学与技术专业网络方向的课程设置为例，除《计算机网络》核心课程外，还开设《网络工程》、《网络安全》、《现代网络通信技术》、《网络设计开发》、《华为网络技术》等5门计算机网络相关的课程，而且每门课程都有相应的实验内容。

因此，建设一个计算机网络综合实验平台是十分必要的，也是计算机网络课程群建设的一个后续工作。

2 计算机网络综合实验平台建设现状

计算机网络课程群的实验教学涉及的实验设备众多。除了计算机外，还包括二层/三层交换机、路由器、防火墙、无线AP、光纤熔接仪等。由于每个高校的办学层次、办学定位、专业培养目标、人才培养模式等方面差异较大，导致高校在计算机网络实验室和实验平台建设方面也千差万别。

2.1 计算机网络实验室的建设现状

国内高校财力差异悬殊。对于重点高校，由于资金投入较为充足，往往已建立起比较完善的计算机网络实验室，基至按专业或课程建立起计算机网络实验室、网络工程实验室、网络安全实验室等；但对于地方性高校而言，受实验用房和资金等因素的限制，计算机网络实验室建设主要有以下几种情况:

（1）把公共机房作为计算机网络实验室

公共机房需要为全校的计算机教学服务，在这种机房里，计算机硬件无法改动，软件无法自行安装，因此无法完成计算机网络实验的教学。

（2）提供计算机网络服务的机房作为计算机网络实验室

事实上这样的机房是为全校提供连网服务或监控服务的，学生进去也是只能看不能摸，仅仅是一个参观的场所。

（3）由少量交换机、路由器和计算机组成的计算机网络实验室

这种实验室在功能上可以完成计算机网络实验，但由于数量太少，最后往往变成了教师演示各种网络实验的平台，而无法让学生完成相应的操作。

（4）直接引进成套的专业计算机网络教学平台

这种实验室的建设成本太高，以锐捷云虚拟实验平台-RG-CVM1000为例，能同时满足60人上机的整套设备，总价在100万元以上，这对于地方性高校来说，一次性投入较为困难。

2.2 计算机网络实验平台的建设现状

目前多数高校中，实验内容大都沿用与课程绑定的方式，并以渐进的方式进行教学。基本上，国内高校在开设计算机网络相关的课程时，都会安排一定的实验课时。由于受各方面条件限制，国内高校在计算机网络实验教学上主要分为以下几类，如表1所示。

表1 典型的计算机网络实验教学平台及评价

综上所述，目前国内还没有非常成熟的可供计算机网络课程群同时使用的综合实验教学平台建设方案，我们课程组老师在实验室布局设计、硬件平台和软件平台建设等方面进行了探索。

3 计算机网络综合实验平台的建设目标

以教育部“卓越工程师教育培养计划”提出的强化培养学生的工程能力和创新能力为导向[3]，计算机网络综合实验平台的建设目标如图1所示。

图1 计算机网络综合实验平台的建设目标

4 计算机网络综合实验平台的构建

4.1 计算机网络实验室的设置

（1）实验室的布局设计

计算机网络课程群的相关实验通常涉及多种网络设备，而且实验教学上也主要以分组的形成开展，因此在实验室的布局设计上与普通机房相比有其自身的特点。以30人的教学班为例，把实验室分为两个部分，一是学生的实验区，二是网络综合布线实训区。

学生的实验区分为6个小组，每个小组以5台计算机和一个机柜组成，机柜要求能够堆放5-6台设备（通常包含两台路由器、一台二层交换机、一台三层交换机、一台防火墙），要求底部安装万向轮，方便各种网络设备之间的连网。

网络综合布线实训区主要提供实训场地，培养学生的工程能力。

实验室的布局如图2所示，实践中可以根据实验用房、授课学生规模、设备数量等因素进行相应调整。

（2）实验室的网络拓扑图

图2 实验室布局示意图

实验室采用星形网络拓扑结构，接入交换机和核心交换机通过跳线架连接，可以灵活改变拓扑结构，方便分组实验或联合实验等。网络拓扑图如图3所示。的实验基地；

图3 网络拓扑图

（3）为部分师生的科学研究提供网络实验平台。

图4 计算机网络实验群

5 结束语

本文分析了计算机网络实验室和实验教学平台的建设现状，从实验室布局设计、硬件平台建设、软件平台建设和实施效果等方面讨论了计算机网络综合实验平台的构建。当然，计算机网络综合实验平台的建设是一个系统工程，需要根据技术的演进不断实践和改进，以便更好的推动实验教学，促进学生工程能力和创新能力的提高。

［1］中国互联网络信息中心.第32次中国互联网络发展状况统计报告［R］.2013年7月.http://www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201307/P020130717505343100851.pdf

［2］陈庆章,王子仁,段云飞.计算机网络实验平台和实验项目的设计［J］.计算机教育，2009（19）:127-130.

［3］教高〔2011〕1号.《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》.http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6342/201102/xxgk_115066.html

［4］董毅骅,陈盈,吴雀屏.计算机网络实验群的规划与建设［J］.计算机教育，2012（3）:98-101.