计算机网络研究实训室建设方案

一、概述

本方案旨在规划并实施一个先进的计算机网络研究实训室，旨在为学生提供一个深入学习、实践和研究网络技术的平台。实训室将集教学、实验、研究于一体，覆盖网络基础、网络架构、网络安全、网络管理等多个领域，以培养具备扎实理论基础和实际操作能力的计算机网络专业人才。

 

二、设施要求

实训室应满足以下设施要求，以支持计算机网络研究和实训：

1．网络硬件设备：配备路由器、交换机、集线器、网桥等网络硬件设备，用于网络构建和配置实训。

2．计算机硬件：配备一定数量的高性能计算机，包括台式机、笔记本和服务器，以满足网络应用开发和测试的需求。

3．网络仿真软件：安装网络仿真软件，如GNS3、Packet Tracer等，支持网络设计和故障排除的模拟。

4．网络安全设备：提供防火墙、入侵检测系统等网络安全设备，用于网络安全的实训。

5．无线网络设备：包括无线接入点、无线路由器等，用于无线网络的配置和管理实训。

6．教学辅助设备：配备投影仪、白板等教学辅助设备，用于理论教学和实训指导。

7．云服务资源：接入云服务平台，提供云计算资源，支持学生进行云网络应用开发和部署。

 

三、课程设置

1．计算机网络基础：讲解OSI模型、TCP/IP协议栈、网络设备基础等，为深入学习奠定理论基础。

2．网络架构与设计：涵盖网络规划、IP地址规划、子网划分、VLAN配置等内容，培养网络设计能力。

3．网络服务与配置：包括DNS、DHCP、HTTPs、FTP等服务的配置与管理，以及路由协议（如RIP、OSPF、BGP）的实践。

4．网络安全技术：深入学习网络攻击与防御、加密技术、认证授权机制、安全审计等内容。

5．网络管理与运维：教授网络监控、故障诊断、性能优化、备份恢复等运维技能，以及网络自动化工具的使用。

 

四、实训模式

1．模拟实验：通过网络仿真软件模拟真实网络环境，让学生在虚拟环境中配置、测试和排错。

2．项目实践：组织学生参与校园网改造、网络工程项目设计等实际项目，提升解决实际问题的能力。

3．团队合作：鼓励学生组成项目小组，共同完成网络设计、部署、测试等任务，培养团队协作精神。

4．案例分析：分析典型网络故障案例，讨论解决方案，提升学生分析问题和解决问题的能力。

5．技能竞赛：举办网络攻防、网络配置技能竞赛，激发学习热情，检验学习成果。

 

五、唯众计算机网络实训室介绍

5.1计算机网络实训室拓扑结构

计算机网络实训室解决方案，是面向高校网络相关专业开展教学实训的综合实训基地解决方案。教学实训系统采用 B／S架构，通过公有云教学实训平台在线学习模式，轻松实现网络系统建设与运维技术的教学和学习场景的灵活性。系统采用实训设备+实训云平台的方式，通过初级、中级、高级的划分，培养真正符合企业用人要求的专业技术人才。

同时，方案对于每个教学实训内容均配备了对应的实验工具、实验环境及实验指导书。方案采用公有云的部署结构，通过实训云的方式实现在不改变用户原有网络环境、不影响机房业务的基础上，完成实训教学系统以及分组机架的部署。同时，方案部署具有灵活性，实训教学系统不仅可以部署在实验室局域网，也可以部署在校园网，实现教师学生随时随地都可以通过系统进行学习的目的。

 

计算机网络实训室拓扑结构

5.2计算机网络实训平台构架

方案架构含有分组硬件设备、教学云、实训云、评测云、课程资源、管理平台、公有云。分组硬件设备主要为教学实验环境提供网络设备以及管理系统的硬件服务支撑，云平台主要是通过教学云、实战云、测评云，实现整个实验教学过程的管理，课程资源主要是涵盖了网络技术方向的教学实验课程资源，管理平台分为学生、教师、管理员角色实现对系统的不同功能权限划分管理，公有云实现教学资源在线分析、在线资源下发。

计算机网络实训平台构架

5.2.1分组硬件设备

分组硬件设备由两部分组成，针对教学实训云平台服务器的管理与搭建，搭载着底层运行的服务器集群；针对专业技能学习，搭载着网络的分组硬件设备。

 

分组硬件设备

5.2.2 公有云平台

公有云平台主要承载着模拟教学全过程的私有云模块，教学云、实战云相关的业务平台。平台主要结合课程资源、教学业务逻辑组合而成，集教学、实训、测评，方便教师和学生开展教学的全过程。

教学云

教学云平台是一款帮助学生构建完整知识体系的利器。平台搭载教学资源，覆盖当前主流的专业岗位所需要的技术知识。学生在平台上通过对各个技术进行理论学习与实验操作，掌握技术原理，从而构建一个完善的网络知识体系。

课前：

教师系统备课，熟悉教学内容，制定实验课程计划，包括实验内容、授课班级、课程时间等；同时还可以发布课程计划，授课信息同步到学生账号。

课中：

进行实验课程课堂实训（云虚拟主机），教师学生可以进行课堂实时在线问题互答，同时实验完成后提交实验报告。

课后：

教师可以对学生提交的实验成果进行考核，同时发布实验成绩。且系统提供一键出厂恢复，轻松解决班级间课程切换。

 

唯众云课堂课程教学

 

实训云

实训云培养学生的目的是要让学生能够满足目前的岗位需求。这个需求包括技术需求和项目需求，即学生不仅要懂得技术知识，还要懂得如何做项目。因此通过教学云掌握技术知识之后，学生还需要了解这些技术知识如何在项目中进行应用，如何规范地做好项目。

实战云平台帮助学生进行真实项目能力训练，通过设置多种类型的项目，帮助学生在不同类型的项目中了解技术的应用方法以及真实项目的流程规范，更加贴近企业实际项目中的需求。

唯众云课堂实训平台

 

评测云

评测云可以由教师自行建立评测题库对学生学习情况进行摸底评测。

唯众云课堂评测云

 

5.2.3 教学资源

教学资源主要涵盖了网络专业核心课程、实训案例课程相关的微课、实验视频、教学课件、实验环境、实验指导书等内容，通过初级、中级、高级划分，使课程实训资源分类化管理，教学内容更有针对性。

 

唯众云课堂课程资源列表

 

教学实验资源包

 

计算机网络教学资源

计算机网络教学资源

计算机网络教学资源

5.2.4 项目实训教学资源

项目实训教学资源，作为日常教学的补充，提炼行业真实项目案例，并以真实项目管理规范，让学生在实训教学阶段真实感知。

计算机网络实训教学资源

计算机网络实训教学资源

5.2.5 管理平台

管理平台主要分为管理员、教师、学生三个角色，管理员可以实现硬件资源层设备添加、教师学生账号管理、授权与更新服务等功能，教师主要完成教学任务的下发、教学成果的检测，学生主要完成教师安排的教学实验内容。

5.2.6 网络实验环境

计算机网络实验环境

5.2.7 网络实训课程体系

整体网络实训课程体系要求学生熟悉网络体系架构、交换路由七管理、扩展 ACL 技术原理、VRRP 技术原理、OSPF技术原理、路由重发布、广域网技术原理、无限地勘、无线网络配置、无线网络优化、出口网关维护运维、出口网关配置、审计设备运维、审计设备配置、防火墙运维和防火墙安全规则等相关技术知识。

课程体系

       课程分为五个模块：公共基础课程模块（必修、限选、选修）、专业基础课程模块、专业核心课程模块、专业拓展选修课程模块、专业集中实训模块。

 

表2 专业课程与职业岗位能力要求对应关系分析表

表3 实践教学安排表