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摘要：网络实验室是教学平台中的重要组成部分。围绕计算机网络实验室建设，阐明网络实验室的重要性，分析现今网络实验室存在的问题，并针对教学、教研要求提出网络实验室建设规划。重点探讨了虚拟网络系统以及开发网络化虚拟仪器的关键技术。网络虚拟实验室为远程实验教学提供了理想的解决方案。不仅能完成传统网络协议认识、通信流程类实验,更侧重于实践操作、组网设计、综合开发性的实验环节。
关键词：网络实验教学;网络实验室;RACK;交换机;RCMS
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)22-5303-03
The Design of RACK Laboratory Network
AO Lei, XIAOJian-liang
(City Institute, Dalian University of Technology, Dalian 116600, China)
Abstract: Network teaching platform laboratory is an no-disk part. Computer Network Laboratory around to clarify the importance of network laboratories to analyze the current problems in the network lab, and for teaching, teaching and research laboratories requested network construction plan. Focused on the virtual network system and the development of networked virtual instrument key technologies. Network Virtual Laboratory for the experimental teaching Distance provides the ideal solution. is designed not only to complete understanding of the traditional network protocol, Quasi-experimental communication processes, but to focus more on practical operation, network design, and the comprehensive development of the experimental areas.
Key words: network experimental teaching; the network module; RACK; switch; RCMS
网络实验室的建设是为了满足全校学生的实验教学需要[1]。在学校的信息化中，网络建设总是走在最前沿的。首先，提高学生的实际动手能力。网络实验室需提供目前主流的交换设备、路由设备、安全设备、网管软件、认证系统、服务器等，可以根据教学要求进行网络实验，实验的内容应充分结合当前国内市场的典型应用，模拟真实环境。
其次，培养不同类型的网络人才。网络实验室的实验内容充分考虑到学生的专业以及今后的发展方向，为学生定制了3个方向的实验内容：网管人员、网络技术支持人员、网络研发。网络实验室需根据三种不同的角色进行相应的实验内容。
再次，成为有特色的培训基地。建成的网络实验室既可以为全校师生提供实际动手能力的环境，也要有能力为社会提供培训环境。通过这种特色的教学、丰富的有针对性实验内容，实现培养人才的目标。
最后，节约资金，实验设备可快速扩充和升级。
因此，建立一个具有教学和实验功能的计算机网络实验室，让它更好地服务于网络类课程，增强教学的实用性和岗位指向性是非常有必要的[2]。
1实验室主机柜搭建
网络实验室的核心设备采用RG-S3760-48(机架式)交换机，由于此设备支持三层协议，由该设备同时负责外网接入服务，并通过一部48口配线架与各台RACK控制台连接。如图2所示。
图1实验室主机柜配线架端口分配
其中1-6端口分配给RACK1，7-12端口分配给RACK2，13-18端口分配给RACK3，19-24端口分配给RACK4，25-30端口分配给RACK5，31-36端口分配给RACK6，47端口分配给教师，48端口分配外线使用，其他口留做备用方便以后扩充。
主交换机配置如下：
Switch(config)#ip routing//配置外线
Switch(config)#int G 0/52
Switch(config-if)#no switchport//开启G 0/52端口三层路由功能
Switch(config-if)#ip add 210.30.108.240 255.255.255.0
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 210.30.108.193//默认路由
Switch(config)#acccess-list 1 permit 172.30.0.0 0.0.255.255//配置NAT
Switch(config)#ip nat inside list 1 interface G 0/52
Switch(config)#int range vlan 10,20,30,40,50,60
Switch(config-range-if)#ip nat inside
Switch(config)#int G 0/52
Switch(config)#ip nat outside
作为网络实验室的核心设备，RACK实验台必须满足设备的先进性、实用性，RACK实验台上的设备必须能够满足教材上的所有实验，对于有精力对网络技术能够深入探索的学生，RACK实验台可以为其提供良好的实验环境，教师也可以在实验室完成研究项目，丰富了教师的知识面，提高教师的专业权威性。每个RACK由机架管理控制服务器RCMS进行管理[3]。RACK控制台配置如下：
RCMS＞en
RCMS#config t
RCMS(config)#ena sec ruijie
验证密码配置成功
RCMS＞en
RCMS#
配置接口IP地址
RCMS#config t
RCMS(config)#int f 0/0
RCMS(config-if)#ip add 192.168.1.240
RCMS(config-if)#no sh
RCMS(confg-f)#end
设置tty线路和设备的映射
RCMS#
RCMS#config t
RCMS(config)#ip host RACK1R1 2001 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R2 2002 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R2 2003 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R3 2004 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1SW1 2005 172.31.0.241 l2-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW2 2006 172.31.0.241 l2-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW3 2007 172.31.0.241 l3-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW3 2007 172.31.0.241 l3-switch
2学生实验台搭建
实验室采用标准综合布线标准。使用6类双绞线作为传输介质，配线模式选择T568B，保障学生在实验时能够得到充分的带宽。
由于有时学生在实验的同时必须断开学生端电脑和实验室网络的连接，因此可以通过跳线把实验室网络的连接和学生机的网卡连接到实验台的配线架，方便学生插拔。同时为了保护路由器等设备的端口，可以采用同样的方式进行设计。如图2所示。
图2学生实验台配线架端口分配
其中1-6端口为实验室网络接口，7-12端口为学生机网卡接口，13-20端口为路由器1-4的F0/0-F0/1接口，21-24端口备用。
每组实验台所需设备类型及数量如下：
表1设备数量表
RACK控制台逻辑连线如图3所示。
图3设备网络连接图
3结论
建设网络实验室是为我校网络专业学生，提供实践环境，提升我校的实训平台，该实验室能模拟出各种网络环境，让学生学习架构各类型的网络结构体系[3]。本设计采用目前最流行的星型网络拓扑，对网络的可靠性、可扩展性、管理性都有较大的提升。
路由和交换是网络建设的基础，也是各种网络应用的传输平台[4]。本网络架构通过为学生搭建一套满足各种局域网交换和广域网路由测试需求的基础网络平台，使学生可以熟悉网络基本协议、学习组网设计、模拟各类实际环境、排除网络故障等，同时亲身体验所设计网络的高速连通性、高可靠冗余等特性，完成从认识、熟悉到设计、排错等多种教学和实验，熟练掌握网络实用技术。
实验室方案中的设备选型采用模块化设计理念，在满足网络基础架构教学的基础上，还可增加语音、安全、无线等多种设备，满足课程所要求所有教学课程要求。
参考文献：
[1]陈良彬,李强.计算机网络实验室的构建[J].考试周刊,2012(26):103-104.
[2]钟晓棠.网络实验室建设的规划与设计探索[J].黑龙江科技信息,2011(4):108-109.
[3]杨建良.普通高校计算机网络实验室的规划与设计[J].实验室研究与探索,2009,28(4):71-74.
[4]徐川,张瓅丹,程方.综合设计型网络实验的创新教学平台［J］.实验科学与技术,2009,7(2):56-58.
关键词：网络实验教学;网络实验室;RACK;交换机;RCMS
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)22-5303-03
The Design of RACK Laboratory Network
AO Lei, XIAOJian-liang
(City Institute, Dalian University of Technology, Dalian 116600, China)
Abstract: Network teaching platform laboratory is an no-disk part. Computer Network Laboratory around to clarify the importance of network laboratories to analyze the current problems in the network lab, and for teaching, teaching and research laboratories requested network construction plan. Focused on the virtual network system and the development of networked virtual instrument key technologies. Network Virtual Laboratory for the experimental teaching Distance provides the ideal solution. is designed not only to complete understanding of the traditional network protocol, Quasi-experimental communication processes, but to focus more on practical operation, network design, and the comprehensive development of the experimental areas.
Key words: network experimental teaching; the network module; RACK; switch; RCMS
网络实验室的建设是为了满足全校学生的实验教学需要[1]。在学校的信息化中，网络建设总是走在最前沿的。首先，提高学生的实际动手能力。网络实验室需提供目前主流的交换设备、路由设备、安全设备、网管软件、认证系统、服务器等，可以根据教学要求进行网络实验，实验的内容应充分结合当前国内市场的典型应用，模拟真实环境。
其次，培养不同类型的网络人才。网络实验室的实验内容充分考虑到学生的专业以及今后的发展方向，为学生定制了3个方向的实验内容：网管人员、网络技术支持人员、网络研发。网络实验室需根据三种不同的角色进行相应的实验内容。
再次，成为有特色的培训基地。建成的网络实验室既可以为全校师生提供实际动手能力的环境，也要有能力为社会提供培训环境。通过这种特色的教学、丰富的有针对性实验内容，实现培养人才的目标。
最后，节约资金，实验设备可快速扩充和升级。
因此，建立一个具有教学和实验功能的计算机网络实验室，让它更好地服务于网络类课程，增强教学的实用性和岗位指向性是非常有必要的[2]。
1实验室主机柜搭建
网络实验室的核心设备采用RG-S3760-48(机架式)交换机，由于此设备支持三层协议，由该设备同时负责外网接入服务，并通过一部48口配线架与各台RACK控制台连接。如图2所示。
图1实验室主机柜配线架端口分配
其中1-6端口分配给RACK1，7-12端口分配给RACK2，13-18端口分配给RACK3，19-24端口分配给RACK4，25-30端口分配给RACK5，31-36端口分配给RACK6，47端口分配给教师，48端口分配外线使用，其他口留做备用方便以后扩充。
主交换机配置如下：
Switch(config)#ip routing//配置外线
Switch(config)#int G 0/52
Switch(config-if)#no switchport//开启G 0/52端口三层路由功能
Switch(config-if)#ip add 210.30.108.240 255.255.255.0
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 210.30.108.193//默认路由
Switch(config)#acccess-list 1 permit 172.30.0.0 0.0.255.255//配置NAT
Switch(config)#ip nat inside list 1 interface G 0/52
Switch(config)#int range vlan 10,20,30,40,50,60
Switch(config-range-if)#ip nat inside
Switch(config)#int G 0/52
Switch(config)#ip nat outside
作为网络实验室的核心设备，RACK实验台必须满足设备的先进性、实用性，RACK实验台上的设备必须能够满足教材上的所有实验，对于有精力对网络技术能够深入探索的学生，RACK实验台可以为其提供良好的实验环境，教师也可以在实验室完成研究项目，丰富了教师的知识面，提高教师的专业权威性。每个RACK由机架管理控制服务器RCMS进行管理[3]。RACK控制台配置如下：
RCMS＞en
RCMS#config t
RCMS(config)#ena sec ruijie
验证密码配置成功
RCMS＞en
RCMS#
配置接口IP地址
RCMS#config t
RCMS(config)#int f 0/0
RCMS(config-if)#ip add 192.168.1.240
RCMS(config-if)#no sh
RCMS(confg-f)#end
设置tty线路和设备的映射
RCMS#
RCMS#config t
RCMS(config)#ip host RACK1R1 2001 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R2 2002 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R2 2003 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1R3 2004 172.31.0.241 router
RCMS(config)#ip host RACK1SW1 2005 172.31.0.241 l2-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW2 2006 172.31.0.241 l2-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW3 2007 172.31.0.241 l3-switch
RCMS(config)#ip host RACK1SW3 2007 172.31.0.241 l3-switch
2学生实验台搭建
实验室采用标准综合布线标准。使用6类双绞线作为传输介质，配线模式选择T568B，保障学生在实验时能够得到充分的带宽。
由于有时学生在实验的同时必须断开学生端电脑和实验室网络的连接，因此可以通过跳线把实验室网络的连接和学生机的网卡连接到实验台的配线架，方便学生插拔。同时为了保护路由器等设备的端口，可以采用同样的方式进行设计。如图2所示。
图2学生实验台配线架端口分配
其中1-6端口为实验室网络接口，7-12端口为学生机网卡接口，13-20端口为路由器1-4的F0/0-F0/1接口，21-24端口备用。
每组实验台所需设备类型及数量如下：
表1设备数量表
RACK控制台逻辑连线如图3所示。
图3设备网络连接图
3结论
建设网络实验室是为我校网络专业学生，提供实践环境，提升我校的实训平台，该实验室能模拟出各种网络环境，让学生学习架构各类型的网络结构体系[3]。本设计采用目前最流行的星型网络拓扑，对网络的可靠性、可扩展性、管理性都有较大的提升。
路由和交换是网络建设的基础，也是各种网络应用的传输平台[4]。本网络架构通过为学生搭建一套满足各种局域网交换和广域网路由测试需求的基础网络平台，使学生可以熟悉网络基本协议、学习组网设计、模拟各类实际环境、排除网络故障等，同时亲身体验所设计网络的高速连通性、高可靠冗余等特性，完成从认识、熟悉到设计、排错等多种教学和实验，熟练掌握网络实用技术。
实验室方案中的设备选型采用模块化设计理念，在满足网络基础架构教学的基础上，还可增加语音、安全、无线等多种设备，满足课程所要求所有教学课程要求。
参考文献：
[1]陈良彬,李强.计算机网络实验室的构建[J].考试周刊,2012(26):103-104.
[2]钟晓棠.网络实验室建设的规划与设计探索[J].黑龙江科技信息,2011(4):108-109.
[3]杨建良.普通高校计算机网络实验室的规划与设计[J].实验室研究与探索,2009,28(4):71-74.
[4]徐川,张瓅丹,程方.综合设计型网络实验的创新教学平台［J］.实验科学与技术,2009,7(2):56-58.