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摘要：从对网络实验需求的分析入手，找出应用型高等院校网络实验室的工作重点；总结出网络实验室建设所应严格遵循的几条原则及应妥善解决的问题。
关键词：网络；实验室建设；高等院校
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)21-30440-02
Research of Network Laboratory Construction in Institutions of Higher Learning Oriented Application
WANG Zhan-zhong
(Department of Computer Science and Information Engineering, Anyang Institute of Technology, Anyang 455000, China)
Abstract: By analyzing the requirement of network laboratory, its key tasks are made definite in Institutions of higher learning oriented application. A few principles which should be strictly observed and some issues which should be solved properly given during development of network laboratory.
Key words: network; laboratory construction; Institutions of higher learning
由于Internet网络取得巨大的成功，网络走进千家万户，成为许多普通百姓的生活必需。可以说网络技术已经渗透到工业、农业以及其它各类科学技术之中。自2000年后，各层次的高校相继在计算机相关专业开设计算机网络课程，进而建设网络工程专业。近年来各高校筹措大批资金建立网络实验室，成绩斐然。但是建立网络实验室是一个复杂的工程，需要考虑方方面面的因素，否则，会出现各种问题。作者通过几年来考察高校网络实验室的经历，总结出一些成败得失，供方家们指正，以期起到抛砖引玉的作用。
1 对高校网络实验的分析
陈鸣教授在文献[1]中提出将计算机网络实验分为三类：第一类验证性实验，第二类实践性实验，第三类探索性实验。
验证性实验的主要目的是帮助学生理解复杂的计算机网络工作原理，该类实验一般较适合在线仿真实验环境中进行。如果在实际网络环境中用实验再现某些网络原理的话，则可能代价极高且效果并不理想。例如，在以太网中再现CSMA/CD协议中的分组碰撞可能需要昂贵的仪器并经过很长的时间才能观察到该现象。在这方面，文献[2]的作者们提供的在线实验示例很好地诠释了这种仿真试验方法。这是建设网络实验室应该重视的问题。不能指望所有的内容都由硬件来完成，仿真实验环境有时能收到极好的效果，这点在作者的教学中得到验证。也是应用型本科院校网络实验室从软环境的角度提升能力的可行的方式。
实践性实验的目的是帮助学生提高计算机网络应用和维护的技能，为服务社会做好准备，同时有助于他们深入地理解网络原理。如各种服务器的配置、网络设备的管理、组网技能的锻炼。这类实验最好在真实的环境下由学生实际操作来完成。这是应用型本科院校建立网络实验室配置硬件设备所应该主要考虑的内容。根据投入的资金不同网络实验室的差别极大[3]。
探索性实验主要用于发现网络新知识、验证协议或某种猜想等，这一般是专家们或研究生们所要从事的工作。不是应用型本科院校建设网络实验室主要考虑的问题。应用型大学建立实验室最主要的任务就是教学。但是学校在考虑教学的同时，一定要兼顾到教师和少数优秀学生的科研、学术创新。可以考虑购买少量的代表新技术、价值高的设备，为教师和学生的提升、发展提供机会，也保证了学校网络教学水平的稳定持续提高。
2 高校网络实验室建设的原则
根据前面对高校网络实验的分析及培养应用型人才的规律，应用型高校网络实验室建设应遵循如下几条原则。
2.1 工程性原则
应用型学生的培养，既是知识、技能技巧的培养，也是行为规范的培养。网络实验室的建设一定要符合网络工程的规范。比如网络实验室应有完备的、正规的技术资料；各种设备的安装应该符合标准、规范，设备之间应有合理的间距；所有的交换机、路由器以及其它网络设备接口的连线必须通过标准的理线架、配线架接入接出，走线应该按照综合布线的规范进行。如果有多组机柜，应该设置机柜区，并且与学生实验区相隔离。每组的机柜内部的设备不应该让学生直接操作，无论是出于安全规范的角度考虑，还是从设备的正常使用角度都应如此。机柜内设备的直接接触只能由教师来完成。学生做实验对设备的操作只能让学生从他可以接触的地方进行。某些学校的做法极为可取，在学生的操作桌面上设置配线架，通过在此进行跳线连接进行不同拓扑结构的设置、用命令远程操作设备来完成实验。这样做可以让学生在学校就了解真正的网络工程是怎样实施得，提高学生的工程意识、素质。
2.2 设备的高利用率原则
网络设备一般都比较昂贵。各高等院校取得建设经费实属不易，所以应该利用有限的资金取得最大的效益。在进行网络实验室规划时，应仔细考虑如何分组，在每组内应设置多少台主机，多少台网络设备才能既完成网络教学的任务，又能使设备的利用率最高。举一个比较极端的例子（某高校实际使用的配置）：每组内设6台微机，4台24口交换机（2台二层交换、2台三层交换），4台路由器（2台低端、2台高端），共计8组，各组配置完全一致。可以想见以设备为单位利用率有多高？以端口为单位利用率有多高？至少在有高端设备的场合，低端设备可以省掉，完全可以完成同样的任务。
2.3 兼顾实用性和技术的先进性原则
网络实验教学主要内容是常规的基本实验，大部分应用型学生做实验常用的是一些基本网络设备。实验室的建设首先考虑的是这部分基本需要。至于比较新的技术设备可以配置一些作为教师或特别兴趣的学生科研用，但不宜过多，否则造成浪费。尤其网络技术发展之快更是其它技术所不能比拟，想保持技术上的先进是一个不断追逐的动态过程，不可能一劳永逸。所以不宜过分追求新技术新设备。因为再新的技术设备，过不了多长时间也会被淘汰。
2.4 虚实结合的原则
学生做实验不一定都要在实际设备上进行。在线仿真是其中的一种形式。还有一种形式---某些网络设备的虚拟软件的使用。如某学校网络实验室采用的是CISCO公司的网络设备，硬件的配置只有四组。每组四个人，其余人的主机并没有连到硬件实验环境上，而是安装了交换机、路由器的虚拟软件。同学们一般先在虚拟软件上练习做各种实验的过程，当自己感觉比较有把握的时候，再到实际的硬件设备上操作，这应该是一个不错的设计。能解决学生多设备少的矛盾，教学效果亦相当不错。
2.5 重视软件开发利用的原则
实验室的建设并不是光硬件建设，软件建设必须引起足够的重视。现在一般集成商承建的网络实验室都有一套自行开发的软件系统，完成实验的管理。如实验的配置，实验报告的提交等等。这里要注意的一个问题是管理软件在提高管理水平的同时，一定要是高效的产品。如果软件的性能影响到实验的正常进行，那么必须整改或重新开发。其次，有些实验可能不是一次能够完成的，管理软件应该能够方便学生将做过的工作存储，以便随后继续进行。再有，应重视网上共享软件的利用。如网络协议分析软件Ethereal，sniffer等，还有文献[1]提供的PSender程序都是对已有设备的有效补充。
3 实验室的建设应重视的一些问题
3.1 实验室的建设应和认证培训相结合
一般建设一个网络实验室都是以某一厂家的产品为主建立。网络通信所涉及的技术、学科较多，新技术又层出不穷，学校教育的课程设置不可能完全适合职业的需要，尤其是本科教育要有一个科学的体系，不可能面面俱到。进行和所用网络设备相关的资格认证是对学校教学的积极补充，也是提高学生动手能力和就业竞争力的有效途径，同时也能使学校追踪有关技术的发展动态。实际上许多学校也是这样做的。典型的网络设备认证如CISCO、华为、神州数码的认证等都是很成功的。
3.2 实验室的建设应和企业的需求相结合
应用型高校的教学一定要和业界实际相结合。网络设验室建设如何与企业联合是一个值得关注的问题。如果实验室的建设能和某著名企业的长期计划联合在一起，可以使实验的设置更加有的放矢。也可能引入一些一般实验室没有的设备，办出特色。如许多实力比较强的学校，和企业合作建立的网络实验室，能使学生得到极佳的锻炼。在这方面著名高校已经做得很好，一般的应用型本科院校也应努力做好这方面的工作，这是学校提升网络实验教学水平的一个途径，也是学科长远发展的需要。
3.3 实验室的建设应和学校的校园网管理中心相结合
要想把网络工程专业建设好，不要指望一个网络实验室就能完成。在学校里面最值得利用的就是校园网的资源。每个学校都有比较完备的校园网和网络管理中心。实验室的建设应考虑和校园网资源的整合问题，努力做到功能互补。在许多学校网络中心和合作企业就是网络工程专业学生实习的基地。
3.4 搞好实验技术队伍的建设
高校实验室技术队伍的建设不容乐观。尤其许多高校实验室工作的教师在工作时间、评职称等诸多方面都不具有优势，所以许多教师不愿做实验室工作。这种情况在应用型本科院校相当普遍，在著名的研究型院校做得相对比较好。要想稳定并进而提高实验室队伍的水平，就要求学校的管理部门加强试验室的管理，解决实验员的实际问题，对试验室人员的工作量进行合理的量化，体现多劳多得的原则；同时给实验员提供技术培训的机会，使他们有提高自己的机会。
网络实验室的建设是一项复杂的系统工程，需要大量的人力、物力和财力的投入，也需要许多教师、实验技术人员、管理人员和学生的共同参与，更需要学校领导的关心和重视。应将网络实验室工作纳入相关教学、科研整体工作中去总体考虑，进行全面规划。
参考文献：
[1] 陈鸣,常强林,岳振军. 计算机网络实验教程：从原理到实践[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2] James F Kruose, Keith WRoss.计算机网络：自顶向下方法与Internet特色[M].3版.陈鸣,译.北京:机械工业出版社,2007.
[3] 李名世.计算机网络实验教程[M].机械工业出版社,2003.
关键词：网络；实验室建设；高等院校
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)21-30440-02
Research of Network Laboratory Construction in Institutions of Higher Learning Oriented Application
WANG Zhan-zhong
(Department of Computer Science and Information Engineering, Anyang Institute of Technology, Anyang 455000, China)
Abstract: By analyzing the requirement of network laboratory, its key tasks are made definite in Institutions of higher learning oriented application. A few principles which should be strictly observed and some issues which should be solved properly given during development of network laboratory.
Key words: network; laboratory construction; Institutions of higher learning
由于Internet网络取得巨大的成功，网络走进千家万户，成为许多普通百姓的生活必需。可以说网络技术已经渗透到工业、农业以及其它各类科学技术之中。自2000年后，各层次的高校相继在计算机相关专业开设计算机网络课程，进而建设网络工程专业。近年来各高校筹措大批资金建立网络实验室，成绩斐然。但是建立网络实验室是一个复杂的工程，需要考虑方方面面的因素，否则，会出现各种问题。作者通过几年来考察高校网络实验室的经历，总结出一些成败得失，供方家们指正，以期起到抛砖引玉的作用。
1 对高校网络实验的分析
陈鸣教授在文献[1]中提出将计算机网络实验分为三类：第一类验证性实验，第二类实践性实验，第三类探索性实验。
验证性实验的主要目的是帮助学生理解复杂的计算机网络工作原理，该类实验一般较适合在线仿真实验环境中进行。如果在实际网络环境中用实验再现某些网络原理的话，则可能代价极高且效果并不理想。例如，在以太网中再现CSMA/CD协议中的分组碰撞可能需要昂贵的仪器并经过很长的时间才能观察到该现象。在这方面，文献[2]的作者们提供的在线实验示例很好地诠释了这种仿真试验方法。这是建设网络实验室应该重视的问题。不能指望所有的内容都由硬件来完成，仿真实验环境有时能收到极好的效果，这点在作者的教学中得到验证。也是应用型本科院校网络实验室从软环境的角度提升能力的可行的方式。
实践性实验的目的是帮助学生提高计算机网络应用和维护的技能，为服务社会做好准备，同时有助于他们深入地理解网络原理。如各种服务器的配置、网络设备的管理、组网技能的锻炼。这类实验最好在真实的环境下由学生实际操作来完成。这是应用型本科院校建立网络实验室配置硬件设备所应该主要考虑的内容。根据投入的资金不同网络实验室的差别极大[3]。
探索性实验主要用于发现网络新知识、验证协议或某种猜想等，这一般是专家们或研究生们所要从事的工作。不是应用型本科院校建设网络实验室主要考虑的问题。应用型大学建立实验室最主要的任务就是教学。但是学校在考虑教学的同时，一定要兼顾到教师和少数优秀学生的科研、学术创新。可以考虑购买少量的代表新技术、价值高的设备，为教师和学生的提升、发展提供机会，也保证了学校网络教学水平的稳定持续提高。
2 高校网络实验室建设的原则
根据前面对高校网络实验的分析及培养应用型人才的规律，应用型高校网络实验室建设应遵循如下几条原则。
2.1 工程性原则
应用型学生的培养，既是知识、技能技巧的培养，也是行为规范的培养。网络实验室的建设一定要符合网络工程的规范。比如网络实验室应有完备的、正规的技术资料；各种设备的安装应该符合标准、规范，设备之间应有合理的间距；所有的交换机、路由器以及其它网络设备接口的连线必须通过标准的理线架、配线架接入接出，走线应该按照综合布线的规范进行。如果有多组机柜，应该设置机柜区，并且与学生实验区相隔离。每组的机柜内部的设备不应该让学生直接操作，无论是出于安全规范的角度考虑，还是从设备的正常使用角度都应如此。机柜内设备的直接接触只能由教师来完成。学生做实验对设备的操作只能让学生从他可以接触的地方进行。某些学校的做法极为可取，在学生的操作桌面上设置配线架，通过在此进行跳线连接进行不同拓扑结构的设置、用命令远程操作设备来完成实验。这样做可以让学生在学校就了解真正的网络工程是怎样实施得，提高学生的工程意识、素质。
2.2 设备的高利用率原则
网络设备一般都比较昂贵。各高等院校取得建设经费实属不易，所以应该利用有限的资金取得最大的效益。在进行网络实验室规划时，应仔细考虑如何分组，在每组内应设置多少台主机，多少台网络设备才能既完成网络教学的任务，又能使设备的利用率最高。举一个比较极端的例子（某高校实际使用的配置）：每组内设6台微机，4台24口交换机（2台二层交换、2台三层交换），4台路由器（2台低端、2台高端），共计8组，各组配置完全一致。可以想见以设备为单位利用率有多高？以端口为单位利用率有多高？至少在有高端设备的场合，低端设备可以省掉，完全可以完成同样的任务。
2.3 兼顾实用性和技术的先进性原则
网络实验教学主要内容是常规的基本实验，大部分应用型学生做实验常用的是一些基本网络设备。实验室的建设首先考虑的是这部分基本需要。至于比较新的技术设备可以配置一些作为教师或特别兴趣的学生科研用，但不宜过多，否则造成浪费。尤其网络技术发展之快更是其它技术所不能比拟，想保持技术上的先进是一个不断追逐的动态过程，不可能一劳永逸。所以不宜过分追求新技术新设备。因为再新的技术设备，过不了多长时间也会被淘汰。
2.4 虚实结合的原则
学生做实验不一定都要在实际设备上进行。在线仿真是其中的一种形式。还有一种形式---某些网络设备的虚拟软件的使用。如某学校网络实验室采用的是CISCO公司的网络设备，硬件的配置只有四组。每组四个人，其余人的主机并没有连到硬件实验环境上，而是安装了交换机、路由器的虚拟软件。同学们一般先在虚拟软件上练习做各种实验的过程，当自己感觉比较有把握的时候，再到实际的硬件设备上操作，这应该是一个不错的设计。能解决学生多设备少的矛盾，教学效果亦相当不错。
2.5 重视软件开发利用的原则
实验室的建设并不是光硬件建设，软件建设必须引起足够的重视。现在一般集成商承建的网络实验室都有一套自行开发的软件系统，完成实验的管理。如实验的配置，实验报告的提交等等。这里要注意的一个问题是管理软件在提高管理水平的同时，一定要是高效的产品。如果软件的性能影响到实验的正常进行，那么必须整改或重新开发。其次，有些实验可能不是一次能够完成的，管理软件应该能够方便学生将做过的工作存储，以便随后继续进行。再有，应重视网上共享软件的利用。如网络协议分析软件Ethereal，sniffer等，还有文献[1]提供的PSender程序都是对已有设备的有效补充。
3 实验室的建设应重视的一些问题
3.1 实验室的建设应和认证培训相结合
一般建设一个网络实验室都是以某一厂家的产品为主建立。网络通信所涉及的技术、学科较多，新技术又层出不穷，学校教育的课程设置不可能完全适合职业的需要，尤其是本科教育要有一个科学的体系，不可能面面俱到。进行和所用网络设备相关的资格认证是对学校教学的积极补充，也是提高学生动手能力和就业竞争力的有效途径，同时也能使学校追踪有关技术的发展动态。实际上许多学校也是这样做的。典型的网络设备认证如CISCO、华为、神州数码的认证等都是很成功的。
3.2 实验室的建设应和企业的需求相结合
应用型高校的教学一定要和业界实际相结合。网络设验室建设如何与企业联合是一个值得关注的问题。如果实验室的建设能和某著名企业的长期计划联合在一起，可以使实验的设置更加有的放矢。也可能引入一些一般实验室没有的设备，办出特色。如许多实力比较强的学校，和企业合作建立的网络实验室，能使学生得到极佳的锻炼。在这方面著名高校已经做得很好，一般的应用型本科院校也应努力做好这方面的工作，这是学校提升网络实验教学水平的一个途径，也是学科长远发展的需要。
3.3 实验室的建设应和学校的校园网管理中心相结合
要想把网络工程专业建设好，不要指望一个网络实验室就能完成。在学校里面最值得利用的就是校园网的资源。每个学校都有比较完备的校园网和网络管理中心。实验室的建设应考虑和校园网资源的整合问题，努力做到功能互补。在许多学校网络中心和合作企业就是网络工程专业学生实习的基地。
3.4 搞好实验技术队伍的建设
高校实验室技术队伍的建设不容乐观。尤其许多高校实验室工作的教师在工作时间、评职称等诸多方面都不具有优势，所以许多教师不愿做实验室工作。这种情况在应用型本科院校相当普遍，在著名的研究型院校做得相对比较好。要想稳定并进而提高实验室队伍的水平，就要求学校的管理部门加强试验室的管理，解决实验员的实际问题，对试验室人员的工作量进行合理的量化，体现多劳多得的原则；同时给实验员提供技术培训的机会，使他们有提高自己的机会。
网络实验室的建设是一项复杂的系统工程，需要大量的人力、物力和财力的投入，也需要许多教师、实验技术人员、管理人员和学生的共同参与，更需要学校领导的关心和重视。应将网络实验室工作纳入相关教学、科研整体工作中去总体考虑，进行全面规划。
参考文献：
[1] 陈鸣,常强林,岳振军. 计算机网络实验教程：从原理到实践[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2] James F Kruose, Keith WRoss.计算机网络：自顶向下方法与Internet特色[M].3版.陈鸣,译.北京:机械工业出版社,2007.
[3] 李名世.计算机网络实验教程[M].机械工业出版社,2003.