网络互联虚拟实训平台的研究与应用
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摘要:目前高职院校的网络互联实训室普遍面临着设备品牌单一,数量有限,更新换代周期长等困难,致使教学和实训室建设都面临瓶颈,学生操作技能练习不足,大大降低了学生的动手能力和就业竞争力。网络互联虚拟实训平台采用Browser/Server(B/S)结构,应用Web服务器、JSP动态网页设计以及网络模拟器等技术,构建虚拟实训环境,使学生在此平台内就可以模拟实际网络构建过程中对网络互联设备的配置和调试,有效地解决上述问题,促进高素质技能型人才的培养。
关键词:网络互联,虚拟实训平台,B/S结构,JSP动态网页,网络模拟器
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
随着网络技术的不断发展以及高职院校对实训教学环节的重视程度日益提升,近几年,多数高职院校都投入了相应的资金构建了网络互联实训室。但由于网络设备品牌较多,且设备的规格型号繁多,院校设备经费投入有限,绝大多数网络互联实训室的设备品牌单一,数量有限,更新换代周期长,致使教学和实训室建设都面临瓶颈,学生操作技能练习不足,大大降低了学生的动手能力和就业竞争力。在教育部下发的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)以及《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》中提到加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点,各高职院校要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。因此除了网络互联设备的投入,还必须考虑利用虚拟[1]实训平台来解决当前教学和实训中存在的一些问题,以满足教学需要。
一、网络互联虚拟实训平台应用的必要性与意义
《网络互联设备配置》是高职院校计算机网络技术专业的职业核心课程。所谓网络互联就是将多个计算机网络连接起来以构成更大的网络系统,实现信息传输和资源共享。《网络互联设备配置》主要讲授两大主流网络互联设备(交换机和路由器)的配置与调试,是网络技术人员必须要具备的重要职业技能。该课程属操作类课程,实践性极强,整个课程的教学实现要求在具备交换机/路由器等网络互联设备的实训室完成。
为了满足教学需求,当前很多高职院校都投入了几十万甚至上百万的资金购买思科、华为、锐捷等业界主流网络厂商的设备构建网络互联实训室。但由于网络互联设备比较昂贵,学校资金投入有限,绝大多数学校只能购买某一品牌部分型号的网络互联设备。不同品牌的设备,配置命令集各不相同,因此学生经过学校的学习只能掌握一种品牌网络设备的配置命令;另外,学校实训室内网络设备的更新换代速度远远赶不上实际工作现场设备的更新换代速度;而且学校实训室内设备的数量有限,以至于大中型网络互联的综合实训没有办法实现。以上因素都导致了我们培养的学生在毕业后不能在很短的时间内适应岗位工作的需要。
(一)总体设计
网络互联虚拟实训平台采用Browser/Server(B/S)结构[2],应用Web服务器、JSP动态网页设计[3]及网络模拟器等技术,构建虚拟实训环境。当前业界普遍使用的网络模拟器有RouterSim4.0、Sybex Virtual Lab、思科网络学院Flah Lab、CIM、Boson Netsim5.31、Pcker Tracer等。模拟器软件包可以安装在网络互联实训室的服务器上,也可以安装在校园网的服务器上。学生只要在浏览器页面中输入服务器的IP地址,既可登录到虚拟实训平台对网络互联设备进行配置和调试。
(二)应用流程
1.选取互联设备绘制网络拓扑图
该虚拟实训平台的应用流程如图1-1所示。学生在浏览器内输入服务器的IP地址后即登录到虚拟实训平台,首先进入该平台的工作界面。工作界面包含菜单、快捷工具栏、工作拓扑图区和设备列表区等几个部分。使用者首先需要创建网络拓扑图。为了让学生能够更好地利用此虚拟平台,可以结合各网络实训室内现有设备进行讲解,使学生了解现有设备的型号、规格、端口类型、网线及连接器等,让学生对网络设备有直观的感受。该虚拟实训平台的设备列表区可以包含不同品牌不同规格的众多设备(路由器、交换机、集线器、无线设备、终端设备、设备之间的连线等等),学生根据实际网络构建的需要依次选取相应的网络设备和连线,在工作拓扑图区内进行网络拓扑图的绘制。在此要注意网络设备接口类型以及网线的匹配。
2.配置网络互联设备
网络拓扑图绘制完成后,点击图中的任一网络互联设备,就会出现该设备的配置界面。有两种配置模式可供使用者选择:图形化配置模式和CLI命令行配置模式。对于初学者,建议采用CLI命令行模式配置设备。此时系统将调用数据库中该设备所属的命令集,接受使用者的配置命令,并及时给出对应的响应。除此之外,还要对网络拓扑中的工作站和服务器进行相应的配置,在此过程中要重点关注IP地址分配的正确性。
3.测试验证阶段
设备配置完成后要对配置结果进行测试。实际网络工程的系统测试主要包括物理测试、功能性测试和网络连通性测试等。由于是虚拟实训系统,物理测试不必进行。功能性测试主要包括交换机VLAN测试,路由器、三层交换机及防火墙路由和路由表测试、冗余链路的测试等。网络连通性测试可以采用ping、tracert等命令来实现。如果测试结果不正确,返回配置界面排查错误;测试结果正确,则完成实训报告。
4.实训报告完成阶段
完成实训报告以加深对实训过程的理解。该虚拟平台包含实训报告模块,学生可以将网络拓扑图、设备配置命令以及测试结果添加到实训报告中,利用平台提供的“提交作业”功能上传给老师进行审阅,并可以利用平台提供的输出功能将实训报告转换为文档格式以便学生保存。
三、结论
该虚拟实训平台的研究与应用将有力地解决高职院校网络互联实训室普遍存在的设备数量不足、品牌单一、型号落后、更新换代慢等实际问题,使我们高职院校的实训室能够满足教育部提出的“基地设备保持同期企业生产使用设备水平,并具有一定的超前性”要求,对培养高素质技能型人才有着积极的作用。
参考文献:
[1]胡小强.虚拟现实技术基础与应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2009
[2]屈泳.基于校园网络的虚拟实验室的设计与研究[J].现代教育技术,2010(5):133-134
[3]陈良海.计算机网络.课程虚拟实验室的研究与探索[J].电脑知识与技术,2009,5(15):3960-3961