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高校網絡實驗室建設方案范文1
關鍵詞：虛擬實驗室；模式；平臺；架構
這些年來，隨著高校的不斷擴招，給高校的實驗室造成了很大的壓力，高校中的實驗是學生學習和實踐的重要一環，各高校想盡一切辦法，開源節流，但由于一些實驗成本太高和各種條件的限制，高校實驗室對教學實驗來說仍然捉襟見肘，嚴重的影響了學校的教學和學生對知識的掌握。但隨著計算機和網絡不斷發展，在高校建立虛擬的實驗室，用計算機仿真軟件來替代部分實物實驗成為可能。在虛擬實驗室里，學生既可以在虛擬實驗臺上動手操作，又可自主設計實驗，方便快捷的從事各種實驗，有利于培養他們的操作能力、分析診斷能力、設計能力和創新意識。在虛擬實驗室中，學生更易獲得相關的知識、科學的指導和敏捷的反饋。虛擬實驗室是未來實驗室建設的發展方向，具有很高的實用價值和現實意義。
1.高校虛擬實驗室的網絡模式
在現在的網絡中存在兩種模式： B/S模式和 C/S模式。在高校中推薦采用B/S模式。因為B/S模式有以下特點：
1.1B/S模式建立在廣域網之上，不必需要專門的網絡硬件環境，可以寬帶上網，租用設備．信息自己管理．有比C/S更強的適應范圍，一般只要有操作系統和瀏覽器就行?，F在的學生宿舍基本上都可以使用網絡，且B/S模式下基本上不用裝其他的客戶端軟件，使用起來比較方便，設計人員也無需開發過多的客戶端程序，減輕了開發人員的負擔。
1.2C/S模式一般面向相對固定的用戶群，對信息安全的控制能力很強．一般高度機密的信息系統采用C/S模式結構適宜。 B/S模式建立在廣域網之上，對安全的控制能力相對弱，面向不可知的用戶群．而學生實驗的保密性一般要求不高，且學生群體比較大，流動也比較強，所以比較適合B/S模式的網絡。
1.3C/S模式程序應用邏輯在客戶端實現，對于虛擬實驗系統來說，客戶端需要配置支持虛擬實驗的虛擬機軟件，安裝支持虛擬機軟件對初學的學生來說是一件麻煩的事情，而B/S模式除了瀏覽器和一些瀏覽特殊資料格式的插件以外一般不需要其它的客戶端軟件支持，分布在學校各個角落的的學生用戶只要輸入訪問特定的網址便可以進入這個虛擬環境中進行相關實驗課程學習。
2.虛擬實驗室架構和網絡平臺的實現
2.1網絡虛擬實驗室應是一個集虛擬實驗教學管理系統、實驗課教學指導系統，網絡實驗仿真等為一體的功能強大的網上運行系統。各部分之間既相互獨立又相互聯系。學生通過鼠標點擊、拖曳和鍵盤輸入等操作就能進行實驗。微軟的.NET平臺為架構,使用ASP.NET語言開發實現,后臺數據庫使用SQL Server 2008,采用三層架構的形式，可以用來設計虛擬實驗室的實驗平臺。一個完整的虛擬實驗室系統功能模塊結構如圖1
2.2 網絡虛擬實驗室系統化主要由三大部分組成：第一部分是遠程客戶端程用戶通過瀏覽器發出請求，二部分是中間傳輸的環節信號經過校內局域網，并通過防火墻；第三部分是WEB服務器，它需啟動儀器控制服務器，通過程序分析和處理從客戶端采集來的數據得出結果返回給客戶端。
這個虛擬實驗室系統的關鍵技術是實現遠程控制，學生在客戶端的瀏覽器發出實驗請求，服務器能驅動電
機啟動相關的實驗設備，按照學生設置的參數，運行實驗得出相應的結果。并將實驗結果以視頻，文字、
圖表的形式返回給學生，最終形成實驗報告。
3.虛擬實驗室不僅在節省實驗教學資金、提高教學資源利用率，節約學生實驗時間、提高實驗效率上起到很好的作用，而且對于現實的常規實驗教學仍具有重要的意義體現在：
（1）彌補教學條件的不足。有些常規實驗的一些實驗效果因為實驗設備、實驗場地、實驗環境的原因不能很好的觀察到，一些實驗微小的變化在實際實驗中往往很難觀察到，而在虛擬實驗能夠很好的反應出來，從而豐富感性認識，加深對知識的理解。
（2）避免了危險性實驗真實操作所帶來的各種危險。有些常規實驗帶有危險性例如：化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險，生物實驗的細菌病毒帶來的危險等，在虛擬實驗室中學生可以放心大膽的去做實驗。
（3）虛擬實驗室重復性好。存虛擬實驗中，可以像玩電子游戲一樣，用鼠標鍵盤去控制實驗，一邊改變實驗條件，一邊觀察實驗結果。虛擬軟件可以按我們的要求，任意放慢實驗的過程，讓學生看到在傳統實驗中看不到的變化過程，也可以在很短的時間內完成幾百次或幾千次的實驗，讓學生看到只有經過成百上千次的實驗才能看到的結果，從而使學生在操作的過程中，在變化的過程中學習知識、驗證知識、探索知識。
4.教學型虛擬實驗室的建設的幾點建議：
（1）選擇合理的開發技術，開發出封裝性強、界面友好、響應速度快的虛擬系統。
建立一個完整的虛擬現實系統是成功進行虛擬現實應用的關鍵，而要建立一個完整的虛擬現實系統，首先要做的工作是選擇實可行的虛擬現實系統解決方案。虛擬實驗平臺的界面要友好、豐富、直觀，以提高學生的實驗興趣。
（2）更新實驗教學觀念,重新認識虛擬實驗室
受傳統的實驗觀念的影響，很多學校和學生比較注重看的見摸得著的實體實驗，并且認為虛擬實驗室是網絡技術、虛擬儀器技術、虛擬現實技術等新技術共同的產物,因此容易被理解為技術要求高、建設投入大的教學資源，從而讓人望而生畏,不敢問津。
（3）真實性
仿真系統要能夠最大限度真實的反應實驗的情況，這一點是虛擬實驗室系統的基礎。
（4） 交互性強
在仿真實驗在運行的過程中提供和學生交互的友好界面，完全按照學生的意圖和學生設置的實驗參數進行實驗，增強學生對實驗的控制力度和操作力度，同時記錄實驗的結果和數據，最終形成實驗報告。這樣可以大大的方便學生做實驗。
5.結束語
隨著網絡和通訊技術的不斷發展，高校網絡虛擬實驗室必將有廣闊的發展前景，高校網絡虛擬實驗具有眾多的優點，為加強高校網絡虛擬實驗室的建設，為了提高高校的教學質量，我們應不斷探索網絡虛擬技術的應用方法，以使高校網絡虛擬實驗室建設實現更優化更現代化。
參考文獻：
[1]賈銀軍、李新華，網上虛擬實驗室的構建，《硅谷》，2011年17期.
[2]曾創奇，關于高校教學型虛擬實驗室構建，《電化教育研究》，2005年第09期.
高校網絡實驗室建設方案范文2
關鍵詞：創新型 信息安全技術人才 實驗室 建設方案
一、信息安全攻防實驗室總體設計
信息安全實驗室使用對象主要為信息安全專業學生，要求該實驗室可開展針對信息安全領域前沿技術的相關實驗，使學生可通過每個部分的實驗深入理解信息安全的技術和過程，通過不同類型的實驗使學生理解安全機制并具備技術應用能力，并向學生提供可進行深入技術研究的平臺保障，同時配備方便易用的實驗室管理平臺。具體如下：
1.具有開放基礎硬件平臺。主要包含四個基本組成部分：基礎網絡平臺組件、集合通信組件、存儲系統組件、智能管理中心組件。根據實驗室不同的研究、開發、教學等業務提供一個全面的基礎通訊硬件平臺。[1]
2.實驗室應提供與行業應用相符的實驗環境。信息安全實驗室提供與學生目標實踐場景相符的實驗環境，使學生在真實的網絡環境中完成技術實踐，具備行業安全人才必備的思考方式和技術能力。
3.具備較強的擴展能力。隨著信息安全技術發展新趨勢，實驗室勢必要更新實驗教學的內容.適時而方便靈活的增添新的實驗教學設備，無需調整現有實驗設備和網絡架構.對新增添的設備，實驗管理平臺系統亦能夠對其管理和控制.
4.實驗室提供科學研究。針對教師科研需求，為承接課題研究的教師提供良好的實驗環境，完成網絡與信息安全方面的應用研究和技術開發，有助于快速提升教師在信息安全技術領域的教學和科研水平.同時為信息安全學科建設和人才培養方案的制定提供良好的支撐。
二、網絡與信息安全專業實驗室構建方案
1.實驗室拓撲結構
（1）、實驗室布局。實驗室采用目前較為流行的島式布局，每個實驗臺可供6人同時實驗，每個實驗小組都能在一個實驗臺上單獨完成全部實驗內容。由8個實驗臺可以構成一個實驗室，供48人左右實驗。
（2）.網絡拓撲結構。
1號線：紅色，教師機、學員機、服務器與中心交換機組連線，不可拔除。
2號線：藍色，每個實訓臺中的CCM與中心交換機組連線，不可拔除。
3號線：綠色，學員機驗證調試連線，可拔除。
2.信息安全實驗室作為教學的有力支撐
實驗室的建設是要為實踐教學服務提供支持的，因此，校企在合作建設中要必須全面支撐信息安全領域的教學內容。在高校領域，可全面開展信息安全基礎學習，同時提供了多種實驗環境，用于開展真實的網絡對抗及攻防，提供了按目標設計的實驗課程，使學生可以根據安全目標或者安全項目的實際需求根據所學的內容進行綜合性設計實驗。
（1）、安全基礎知識學習及實踐環節的主要教學內容
（2）、實驗平臺可以實現不同的攻防及對抗演練：
攻擊類： 網絡ARP攻擊、 Tomcat攻擊、應用服務入侵、XSS攻擊和協議攻擊等16個標準實驗。
防御/加固類： WinServer安全加固、Linux用戶管理、安全基線分析、信息安全風險評估、木馬處理與DOS攻擊處理等10個標準實驗。
攻防類：端口掃描攻擊檢測實驗、木馬攻防實驗、DDOS攻擊檢測實驗、 Buffer Overflow攻擊檢測實驗等5個標準實驗。[2]
（3）、根據實驗目標自主設計實驗
為了滿足實驗室的建設目標，以實際運行的、動態的、真實網絡為原型，從中提取出一個與原網絡各項性能要求近似的物理和邏輯模型，進而構建可滿足實驗運行的多種環境，達到用于進行攻防實驗、作為系統安全漏洞、評估網絡設備與安全及多種安全操作的實驗平臺。
3.實驗室管理
（1）、統一平臺管理
所有用戶（管理員、單一學員用戶、通用學員賬戶）的操作統一到一套系統上，即全部用戶面對的只有一個管理控制中心；所有用戶只需要在IE中輸入管理控制中心服務器的IP地址，輸入相應的用戶名和密碼，即可以獲得不同的用戶權限。
（2）、分組教學，團隊合作完成實訓任務
通過獨立的分組設計，組與組之間的成員不會相互干涉，相對獨立，避免了組與組之間的成員誤操作或者惡意操作帶來的危害。
（3）網絡設備配置與拓撲信息保存功能：網絡環境中包括各個網元設備的配置信息與網絡整體環境的端口連接關系，對于大部分大型實驗都無法在較短時間內完成，所以多次反復的進行實驗操作是十分關鍵的。統一管理平臺能夠將這些信息存檔保存，而且能夠實現在短時間內還原到真實設備上，讓實驗環境快速還原。
三、信息安全攻防實驗室建設特點
1.豐富的安全實驗功能及網絡攻防功能
實驗室建設除可以完成密碼學等基礎實驗，還可以完成密碼學應用，應用服務器安全、網絡攻防；聯合防火墻、IDS、攻防實驗平臺等安全設備實現在復雜網絡環境中的網絡對抗實驗。[3]
2.易于擴展
實驗室綜合管理平臺既可以對一間教師的設備進行管理，也可把多間教室合并成一個大的邏輯實驗室。增減實訓組或實驗室都十分靈活。
3.提供來自實際案例的綜合性實驗
學生將來在工作崗位要真正接觸到實際問題，針對這一需求，提供來自實際案例的綜合性實驗。在綜合性實驗中告訴學生某一個大型企業的情況，共有多少人，哪些部門，地理分布如何，管理水平如何，有哪些應用系統等等。讓學生根據這些背景，運用所學的知識，去設計這個大型企業的整網安全解決方案。
4.配有內容豐富的實驗指導手冊
網絡與信息安全實驗室配套了內容豐富的專業實驗手冊，以供教學參考。實驗手冊中對每個實驗的教學目的、實驗的真實環境描述、實驗的設備、實驗設備間相連的網絡拓撲、實驗操作步驟、實驗結果及驗證等內容，描述詳盡、圖文并茂，可以直接當作教材用。
參考文獻
[1] 陳 琪， 蔣函夏. 新時期高校網絡安全實驗室的建設研究[J].信息通道 ， 2014，（2）
高校網絡實驗室建設方案范文3
關鍵詞：高職院校；信息安全專業; 專業實驗室；方案設計
1、引言
目前，信息安全已發展成為一個綜合、交叉的學科領域，它需要綜合利用計算機、通信、微電子、數學、法律、管理、教育等等諸多學科的長期知識積累和最新研究成果。信息安全也是一個復雜的系統工程，涉及到信息基礎建設、網絡與系統的構造、信息系統與業務應用系統的開發、信息安全的法律法規、安全管理體系等。信息安全作為一門新興、綜合、交叉學科，涉及的領域也很多，因此除了工程教育共有的特點，信息安全人才培養有其獨有的特點：信息安全領域知識覆蓋面寬、信息安全知識更新快、信息安全教育是一種持續教育、信息安全教育需要面向多樣化、層次化的人才需求、信息安全教育更注重應用和實踐能力。
作為高職院校信息安全專業，應該在專業培養目標明確的前提下，充分考慮信息安全人才培養的特點，對專業實驗室建設進行科學設計，準確定位，才能發揮專業實驗室對培養學生核心能力，提高動手能力的重要作用。
2、專業實驗室建設的定位
高等職業教育培養的是面向生產、建設、服務和管理第一線的高級應用型人才，“高級”強調的是理論基礎寬厚，“應用型”強調的是技能熟練程度，因此培養具備較扎實的專業理論知識和一定實踐操作技能的“高級藍領”（社會上把企業中的人員按其受教育程度、工作性質、創造的價值、獲取的報酬等綜合因素分為金領、白領、藍領。隨著我國加入WTO與經濟全球化的發展，我國的國民經濟結構調整使許多企業進行了產品結構的調整，崗位技術含量正在不斷增加，“藍領”“白領”的邊際正在模糊和淡化，“高級藍領”應運而生。
以浙江警官職業學院司法信息安全專業為例，該專業的培養目標是為司法行政機關及其他行政機關、企事業單位培養信息安全管理員(運行維護)，為信息安全企業培養安全服務工程師，為公安機關培養網絡警察，培養能夠勝任“信息安全事件的預防、發現、處置”工作的技能型、管理型、復合型人才，主要滿足一線工作崗位、實踐操作技能強、具有大專學歷層次的信息安全人才需求。因此，高職院校司法信息安全專業更加注重實踐教學，更加注重學生動手能力的培養，更加注重學生職業能力的培養。
3、專業實驗室規劃與設計
3.1專業實驗室規劃
信息安全綜合實訓室的建設緊緊圍繞網絡信息安全事件“預防發現處置”工作流程為主線，以學生職業能力培養為中心，實現“教、學、做”一體。目標為培養掌握最前沿高級信息安全的實用技能型人才，突出網絡信息安全事件處置能力的培養，加強網絡安全技術應用與管理能力、信息安全事件處置能力的實訓。
3.2專業實驗室設計
信息安全綜合實訓室實驗實訓綜合系統分別由信息安全基礎實驗室系統(實驗性質、仿真環境)、信息安全仿真實訓平臺(實訓性質、仿真環境)、信息安全綜合實訓平臺(實訓性質、全真環境)三部分組成,學生通過該實驗實訓系統的訓練，逐步完成從基本技能培養崗位能力建立崗位能力提升及強化三個層次職業能力的三次提升。
（1）信息安全基礎實驗室系統——（實驗性質、仿真環境）
信息安全基礎實驗室系統能夠提供多種常用信息安全產品的仿真環境，能夠完成人機操作、多機操作等攻防實驗內容。配合理論教學供學生進行日常上機實驗，教師可以參照實驗室教材與標準講義，指導學生通過實際操作理解典型網絡攻擊的原理與手法，進而掌握針對這些典型攻擊的各種網絡安全防御手段，同時掌握常用網絡安全防御軟件的配置使用方法。 （教學軟件+硬件集成為一體）
要求滿足：50人能同時進行交互操作。
（2）信息安全仿真實訓平臺——（實訓性質、仿真環境）
信息安全仿真實訓平臺通過還原職業活動情景的方式，仿真多種企業環境，重建企業不同的網絡安全需求，采用案例分析模式，任務驅動的教學方式，培養學生對企業各種安全問題的綜合處理能力，使其掌握不同網絡環境下對一系列安全產品的綜合部署和配置方法。支持多人配合完成實訓任務，具有高互動性和真實性，培養學生團隊工作意識。實訓方案來源于真實企業需求，并參照國家職業技能鑒定標準符合當前信息安全保障工作對實用型信息安全人才的要求，實現學習與就業的無縫銜接。（教學軟件+硬件集成為一體）
要求滿足：50人能同時進行交互操作。
4、結語
信息安全綜合實訓室主要是針對司法信息安全專業崗位（信息安全管理員-運行維護）所要求的核心能力（網絡安全技術應用能力和信息安全事件的綜合處置能力），進行設計的。信息安全綜合實訓室的建設為信息安全人才培養提供了全方位的實驗環境, 學生在這里通過實驗、實訓，能夠加深對網絡攻擊技術、網絡滲透技術、服務器入侵技術、網絡防護技術、數據恢復技術及計算機信息的加密與解密等技術原理的理解，掌握防火墻、IDS等網絡安全產品的搭建、配置與使用，電子證據的固定與分析，電子數據恢復，信息安全事件的綜合處置等核心技能，對于提升學生就業能力將有直接幫助，同時，對改善學校辦學條件、提高教學質量、培養高素質操作技能強的信息安全人才具有十分重要的意義。
參考文獻
[1]李建華，張愛新等.信息安全實驗室的建設方案[J].實驗室研究與探索，2009（3）：65-67
[2]鐘平,王會林.高校網絡安全實驗室建設探索[J].實驗室科學,2010(2):122-124
高校網絡實驗室建設方案范文4
關鍵詞：高等院校；實驗室；資源共享
隨著高等院校越來越注重學生的應用能力培養，很多高校在實驗室的建設上不斷地投入人力、物力和財力，但在這個過程中實驗室的重復建設、資源配置不合理等高校實驗室利用率不高的問題不斷出現。為了充分提升高等院校實驗室資源利用率，就需要在實驗室的建設和使用上進行合理的規劃。
一、實驗室在高校中的重要作用
高校在教育學生的過程中，一般分為理論課和實踐課，除了校外實踐基地之外，實驗室也是高校進行實踐課教學的重要手段。實驗室的教學能夠提高學生解決問題的能力、創新能力和獨立思考能力。具體而言，實驗室的建設在高校發展中具有以下重要作用。
第一，它是高校實踐教學的重要組成部分。高校的實踐教學大多是在實驗室中完成的，這是由于很多校外實踐基地依賴企業，高校的主觀能動性較差。而實驗室作為高校中重要的組成部分，教師和學生都能夠較為容易地在實驗室中獲得一些實踐經驗，可以把理論內容學以致用。第二，它是培養創新型人才的搖籃。目前各高校均想培養應用型人才、創新型人才，這些人才的要求就是理論扎實、動手能力強，理論知識可以通過老師講解、學生自學等方式較為容易地掌握，但是沒有進入社會的學生是很難獲得動手實踐的機會的，這就需要進行實驗室教學，使學生獲得一些實踐機會，培養獨立思考、努力創新的意識。
二、高校實驗室資源利用率不高的表現
高校實驗室資源利用率不高的一個原因就是不同院系同種類型的實驗室重復建設的問題，即由于實驗室分屬高校內不同院系造成的實驗室“孤島現象”，由于高校實驗室不能夠實行全校統一管理，造成了重復建設和資源配置不合理等現象，具體表現有：
1.實驗室資源配置不合理
（1）實驗室的管理體制、機制陳舊。一所高校用于實驗室建設的經費是有限的，這就導致不同院系在實驗室建設方面存在競爭關系，不同院系對于實驗室建設經費的分散使用導致很難引進水平較高、質量領先的使用設備，也導致了實驗室的維護經費緊張的現象出現。（2）院系之間資源共享性較差。一方面，由于高校內不同院系分管各自所屬的實驗室，所以院系間的實驗室資源信息溝通不完善，導致資源不能有效共享。另一方面，由于實驗室的損耗費用和維護費用由所屬院系負責，所以院系之間也缺乏實驗室資源共享的積極性，基本上都抱著能不共享就不共享的心理在管理各自的實驗室。
2.實驗室信息平臺建設不完備
高校網絡實驗室存在資源不充足、分布不均勻、共享不完善、位置分散不易管理等問題，究其原因就是高校未建立實驗室平臺的共享信息資源，導致學生在學習過程中難以實時性地學習，也導致不同院系的資源共享存在問題。
3.實驗室資源開放性不夠
高校實驗室相對于我國整個社會來說資源豐富，應該在空閑期間向社會開放，以提高實驗室的利用率，并能夠為高校增加收入、節省成本。雖然很多高校都認為這種辦法可行，但是也存在著種種困難。高校管理者對于實驗室資源的管理不能形成負責機制，只是機制，應該由政府出臺一些行政法規來鼓勵高校資源面向社會，以合理利用高校實驗室資源。
三、高校實驗室資源利用率提升策略
在高校實驗室資源利用率不高的大背景下，提升實驗室資源利用率是高校資源合理配置、提高教學質量的必要之舉。筆者認為應該從以下幾個方面來進行。
1.合理配置實驗室資源
合理配置實驗室資源就是要共享實驗室資源，打破院系之間的“孤島現象”，這就要做到院系之間進行實驗室共享，具體如下：
（1）做到不同院系之間信息資源的共享，指的是在不同院系之間實行實驗室信息公開透明化，具體包括科研設備公開透明化、人才梯隊建設公開透明化、科研成果公開展示和科研項目立項的公開。以上這些信息資源共享之后，不但不會降低各院系的實驗室力量，還可以整合全校的實驗室力量，吸引相關研究領域的教師進入科研中、實驗中，能夠提升整個學校的科學研究能力。
（2）做到不同院系之間設備和儀器的共享，指的是實驗室的科研設備不同院系之間共享，這樣可以避免不同院系的相同實驗室重復購買、重復建設的問題。不同院系相近學科還可以共同建設一個實驗室，在購買軟硬件過程中，考慮兩個院系的共有需求和獨特的需求，使共有實驗室可以滿足多個專業相近院系的需求。針對實驗室設備磨損等問題，可以請一個實驗老師進行具體的管理，每個院系做完實驗之后進行檢查，實行分時間段負責制，誰損壞誰賠償。
（3）做到不同院系之間服務資源的共享。由于實驗室不同院系的交叉使用，就不可避免會出現一些權責難以分清的狀況，這就需要幾個使用同一個實驗室的院系分享服務資源，劃分服務權責，最大限度地降低矛盾發生的可能性。
2.利用云計算技術在高校間共享資源
高校應利用云計算技術來服務網絡實驗室，既能降低購買設備的成本，又能使學生實時性地學習。云計算技術就是利用網絡構建龐大的資源共享實驗室，可以通過云技術把實驗室內容共享到教師的辦公室、學生宿舍，乃至于社會和家庭。其優點顯而易見：（1）利用云計算技術不用更新硬件設備，通過網絡就可以獲得不同高校的優質資源；（2）在知識更新速度極快的今天，云計算技術可以使學生獲得實時性的知識；（3）通過云計算技術可以使高校實驗室數據存儲在云端，減少了計算機故障、病毒等因素導致的數據損失；（4）云計算技術有助于降低高校因更新服務器、計算機硬件、軟件設備產生的成本，節省高校寶貴的科研經費。云計算技術能夠提高高校的資源利用率，幫助優化高校實驗室資源。除此之外，云計算技術還能夠為高校相同、相近專業的溝通建設橋梁，高校之間的互相學習和溝通也有助于我國高?？蒲兴降奶嵘?。
3.實現實驗室面向社會開放
高校實驗室面向社會開放既能夠合理利用高校資源，也能夠滿足一些社會人士對實驗室的需求。在實驗室開放的過程中，需要政府和高校雙雙負起責任。一方面，政府應該允許高校實驗室有償開放，給予高校實驗室資源合理開放的政策性支持。另一方面，建立有效的實驗室開放管理體制，明確什么樣的實驗室不能開放，什么樣的實驗室可以開放，實驗室開放后如何管理。此外，還應該在開放過程中給予學生勤工儉學的崗位，培養學生管理實驗室的技能，在學生的管理過程中，通過培訓社會人士，既能鞏固自己所學知識，又能夠培養學生的個人素質、能力。建立起良好的實驗室開放制度，高校可以通過實驗室的有償開放獲取一部分經費，從而減輕了實驗室的維修、固定資產折舊費等負擔；而社會公眾對于實驗室的需求可以得到滿足，從而能夠激發社會對于科學方面的熱情，所謂“高手在民間”，也許還能夠為我國的科研創新提供新的力量。
高校在發展過程中為了更好地和社會接軌就必須建立實驗室，但是目前高校實驗室資源浪費嚴重，本文認為應該從合理配置實驗室資源、利用云計算技術實現高校間共享資源和通過向社會開放高校實驗室三個方面提升高校實驗室的利用率。
參考文獻：
[1]徐迪威.云計算關鍵技術探究[J].現代計算機：專業版，2010（07）.
高校網絡實驗室建設方案范文5
關鍵詞:網絡實驗室;路由器;交換機;企業網
隨著科學技術的不斷發展,社會對網絡的依賴性與日俱增,國內外各行各業正處于全面的網絡化進程中,互聯網、物聯網等應用正在加速發展,不僅需求高級網絡技術人才,還特別需求網絡實施、維護管理等方面的高技能人才。而目前普通高校網絡實驗偏重于網絡原理,實驗室的建設基于驗證網絡技術,與企業網絡的需求沒有直接的關系。就目前使用比較廣泛的銳捷網絡實驗室而言,它分為“面向網絡教學”和“面向網絡研究”兩個層面;面向教學的網絡實驗,讓學生搭建網絡、動手調試、配置網絡,加深對網絡原理、協議、標準的認識;面向研究的網絡實驗,進行各種前沿的實驗,研究人員可以跟蹤先進網絡和通信技術,開闊思路和眼界,提高科研水平。實驗室的結構以RACK組為單元,如圖1所示。所有實驗設備根據一個涵蓋所有實驗的大拓撲預先連接好,學生根據不同的實驗要求在IE界面上選擇設備進行實驗,很少接觸設備,如圖2、圖3所示。
技師學院是我國培養高技能人才的主陣地,注重培養學生實際的操作能力和解決實際問題的能力,所以,建立一個符合現代企業需求的功能細分型網絡實驗室十分必要。
1 功能細分型網絡實驗室的建設思路和所具備的功能
組建符合企業需求的網絡實驗室必須了解什么是企業網絡?企業網絡有哪些需求?企業網是企業內部網的簡稱,又稱Intranet,是Internet技術在企業內部的應用,它實際上是采用Internet技術建立的企業內部網絡,它的核心技術是基于Web的網絡應用。企業強調應用為上,注重安全、穩定、可靠、高效和易于維護及運行的低成本。所以,技工院校網絡實驗室的建設必須以企業需要為導向,將實驗內容化為一個個任務或課題,盡可能做到一個任務解決一種應用,將網絡技術具體化到實際應用中,將抽象的理論和具體的實踐結合起來。所以符合現代企業需求的功能細分型網絡實驗室不同于常規意義上的網絡技術實驗室。
(1) 常規網絡實驗室的功能和作用
普通高校的網絡實驗通常是以驗證網絡技術為主,以CISCO(或銳捷、華為)的CCNA、CCNP、CCIE考核內容作為網絡技術教學和實驗的主要內容,在實驗室中,學生不用了解網絡的施工和物理拓撲,所有設備都已安裝連接好。學生面對的只是一張張網絡拓撲圖和配置界面。目前,技工院校的網絡技術教學和網絡實驗室也參照了普通高校的模式,實習內容同樣偏重于驗證網絡技術,有的只是增加了少量的動手操作,主體上沒有大的變化。在這種模式下,同學們學習和驗證書本上所講解的一個個網絡技術,對企業網的概念和需求了解甚少,實際應用能力不高;同時,網絡研究方面的實驗收效甚微。急需一種真正開放設備端口,從基礎做起,讓學生從最基本的線纜制作開始,到原理圖與施工圖的對照,邏輯拓撲圖到物理連接等操作的實驗環境。以企業網內容的學習為主導,這樣培養的學生才能滿足企業的崗位需要。
(2) 功能細分型網絡實驗室的功能和作用
職業院校是培養高技能人才的學校,注重學生的實際動手能力,以技能培養為重點,注重與企業的合作,讓企業網絡的需求融入到教學中,讓實驗室模擬一個真實的企業網絡,實現企業網絡的架構設計、方案實施、應用平臺搭建和運行維護等功能,使得學生貼近市場的需求,與企業接軌。
在這種需求下,需要一個全新的網絡實驗室結構和實驗內容,既滿足于基礎網絡技術的學習,又滿足市場的需求。用任務驅動教學法,將企業網拆分成若干個任務或模塊,先小后大,先簡后繁,先易后難,一套完整的實驗就是一個完整的企業網,每個模塊的學習都能讓學生掌握一個具體的應用。
2 實驗室的架構和設備組成
(1) 功能細分型網絡實驗室總體結構
網絡實驗室以組為單位,每個組有相同的配置,模擬一個小型的企業網絡。每組大約4～5名同學,大多數實驗以組為單位,少數實驗多組合作。根據實驗的需求,由學生自己完成線纜的制作和設備的連接,見圖4。
每組有一個機柜和6臺計算機,分別是LINUX服務器、客戶機、WINDOWS SERVER 2003服務器等,有獨立的外網接入,組與組之間可通過以太網(或串行線)連接。同時,實驗室中另有共用核心交換設備和服務器群與各小組進行連接,作為共用服務器,存放各種軟件、資料和學生成績。為了教課的需求,每組有2臺PC通過無線網絡構成一個獨立的多媒體教學網。
(2) 每組網絡設備的組成
每個機柜中設備組成:1臺三層交換機(模擬核心層),2臺三層交換機(模擬匯聚層),2臺二層交換機(模擬接入層),2臺路由器。為了保護設備的端口,采用3個配線架,將所有設備的端口(包括consol端口)用線纜都連接到配線架背面壓線端(每臺交換機建議連接5到8個端口),配線架RJ45端口上標明所連接的設備和端口號,同學們的所有接線操作都在配線架上完成,見示意圖5。配線架上其余端口用于組與組和組與核心設備及服務器群的連接,見圖6。
(3) 實驗設備的選擇依據
在企業網的組成中,網絡架構通常采用CISCO推薦的三層結構形式。所以,實驗室中設備選擇也依據這種結構,設備選擇如表1所示。
因為是實驗室,選擇設備只考慮功能的齊全而不強調性能的強弱,可降低整個實驗室的成本。另外,網絡架構的層次還可以是2-3-2的結構,只需將3550和2960互換一個就可以了。
整個實驗室的設備連接如圖7所示,實驗室核心交換機通過雙絞線與每組的接入路由器相連接,作為每組的Internet連接。在核心交換機上啟用ACL來限制組與組之間的相互通信,保證每個組與外網地址連接。
3 實驗小組的拓撲結構和所完成的功能
3.1 實驗小組結構圖
一個組由八張桌子圍成一個八角形,六臺計算機,兩張作為學生操作的工作臺,桌子的中間放置一個小機柜,機柜的門朝向空出的桌子,便于同學們的設備操作?？兆雷由显I盤位置安裝抽屜,用于放置工具和小配件等,見圖8。
每張桌子上都有兩個RJ45模塊,一個連接到電腦的網卡,另一個連接到USB口(也可以到COM端口)。計算機用USBCOM轉接線連接設備的consol口,進行設備的初始配置,如圖8。
3.2 網絡實驗的拓撲圖
實驗主要有兩方面內容:一是網絡的基礎課程實驗,以驗證網絡技術為主;另一個是組建和實現企業網絡的結構和功能。網絡基礎實驗的拓撲根據實驗指導書的要求進行設備連接和配置。而企業網的學習隨實驗的進度不斷完善和擴大拓撲,如圖9。
設備連接的幾點說明:
(1) S1為核心層交換機,S2和S3為匯聚層交換機,S4和S5為接入層交換機,R1為互聯網接入路由器,R3為串行網絡或VPN實驗用路由器。
(2) 網絡的邏輯結構:R1、R3、S1、S2、S3等五個設備構成第三層IP網絡,設備之間通過OSFP動態路由協議通信,S4和S5構成第二層網絡,S2和S3匯聚設備上進行策略應用和完成VLAN間路由。R1作為互聯網的接入設備啟用NAT和ACL功能,還可以考慮實現防火墻的部分功能,如圖10。
(3) 我們還組建了一個獨立的無線教學網,作為老師教學用,具體結構如圖11。無線網卡僅與教師機成為一個無線介質網絡。這樣不論學生機的網絡配置和實驗內容是什么,都不影響教師進行講課。
(4) 多組合作的思考,在進行多組合作方面,相鄰兩個組之間通過串行網絡或以太網絡進行聯接,以實現遠程網絡VPN或其他擴展實驗。
4 實驗室IP地址的規劃
整個實驗室地址采用172.16.0.0/16的網絡地址,見表2。
由于實驗室的核心交換機與每個小組之間采用了第三層網絡進行連接,所以,只要路由和核心設備配置正確,每臺PC都能訪問外網和服務器群。
5 實驗室在功能上的擴展
(1) 組與組之間的實驗擴充
通過多組合作組建更大的網絡,模擬一個大型企業多個分公司的網絡,完成通過公網和VPN技術進行通信的實驗,還可以進行網絡遠程控制的實驗。
(2) 無線網絡的實驗
隨著無線網絡802.1n標準的確定,無線網絡作為有線網絡的延伸和補充,在各企業已成為必需的,所以,給每個組增加無線AP和多塊無線網卡,進行無線網絡的橋接、中繼等組網實驗。
(3) 設備的統一管理和配置的清除功能
在本實驗室中,我們沒有實現所有設備的統一管理,如何清除學生保存的配置,或設置的enable密碼等,我們考慮通過限制用戶登錄級別來完成,思科的網絡設備還可以通過修改注冊碼命令,使網絡設備啟動時不讀取NVRAM中的配置文件。計劃使用終端訪問服務器和八爪魚線對所有的設備進行控制。
總之,結合職業院校的教育特點和目前企業網絡對人才的需求,我們對技工院校類的網絡實驗室的建設提出了組建功能細分型網絡實驗室的概念,一方面是與高校的純理論性和研究性的網絡技術教學進行區分,偏重于實際動手能力的培養;另一方面更注重將技術理論的學習貫穿于實際的應用中,將純理論性的教學具體化、實用化;再者,通過與企業實際應用的結合,將企業的需求作為教學的重點,能較好地提高學生就業的能力。
參考文獻
高校網絡實驗室建設方案范文6
關鍵詞：虛擬實驗室 遠程教育 虛擬建模 VRML
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0154-02
當今社會網絡的充分發展，改變了傳統的教學模式，因學習能夠不受時空限制，遠程教育已成為廣受歡迎的新型教學模式。工科專業如何適應遠程教育成了亟待解決的新課題。眾所周知，工科教學實踐性強，遠程教學中，開發網絡實驗室必不可少。網絡實驗室提供虛擬的實驗設備，讓學習者通過網絡瀏覽器，按照一定的實驗步驟，完成某種專業實驗，從而達到專業訓練的目的。本文將研究如何利用虛擬現實建模語言在進行建模，構建遠程網絡實驗室。
1 機電虛擬實驗室的構建
虛擬現實建模語言VRML（Virtual Reality Modeling Language）是目前網絡上三維網站制作的主流語言，它的突出優點是交互式、具有平臺無關性等特點，可以幫助人們建立模擬真實世界的場景模型或虛擬三維環境場景建。
機電虛擬實驗室是基于Web技術、VR虛擬現實技術，為機電專業相關課程的遠程教學構建的開放式網絡虛擬實驗教學系統，將部分教學實驗室的數字化和虛擬化，包括實驗室環境、實驗設備儀器、實驗對象、實驗信息資源等。例如，《電工學》課程實驗當中，學習者通過選取虛擬元器件搭建電路，檢測電路輸出，使其對電路的設計、元器件的功用等有更深認識；《機械制造技術》課程實驗可以選取相關機構虛擬部件，進行機械總體的搭建，從而讓學習者掌握機床的相關構成。通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。
VRML的訪問方式基于C/S模式，它用文本信息描述三維場景，在網絡上傳輸。服務器提供VRML文件，客戶通過網絡下載希望訪問的文件，通過本地平臺的瀏覽器（Viewer）對該文件描述的VR世界進行訪問，并根據VRML規范在本地機上解釋生成三維場景。文本描述的信息在網絡上的傳輸比圖形文件迅速，同時把復雜的處理任務交給本地機從而減輕了網路的負荷。正是這種優勢，才使VRML在網絡應用中有很快的發展。
2 VRML虛擬設備開發實例
《數控機床概論》課程是機電專業的一門傳統課程，因設備大而且貴，傳統知識展示只有文字、圖紙和圖片，因機構相對復雜，學習者往往覺得晦澀難懂。為了更形象和直觀闡述這部分知識點，現使用VRML來實現虛擬機床部件結構和裝配的輔助實驗教學。開發機床各個部件的基本步驟如下：
（1）基本造型。制作一系列空間形體的三維造型和動畫，并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等特性參數；利用VRML的造型設計和VRML Script的動畫鏈接虛擬出組裝機床所需的主要硬件，將VRML文件嵌入到網頁。
（2）建立虛擬運動空間，引入VRML的相關節點，實現基于三維的實驗室模擬功能。通過VRML的動畫節點控制和VRML Script的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果。
（3）VRML場景優化，在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化。
在網絡學習中，學習者通過瀏覽器，可將隨意旋轉的三維的虛擬硬件模型，與教材中的二維圖片信息進行對比和參照學習，加深對知識的理解和掌握。在學習的過程中，只要按相應的步驟點擊相應的按鈕，拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動機床組件到指定的位置進行安裝。學習者根據裝配指示，按照安裝步驟完成機床床身、導軌、工作臺、刀具等部件的組裝。通過VRML Script語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如，搖動手輪，工作臺托架就會滑動，甚至還可設計馬達轉動時的聲音，使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
2.1 基本造型
基本造型是通過VRML文件來對三維部件進行描述的。VRML文件一般有四個主要成份：VRML文件頭、原型、造型和腳本、路由。并不是所有的文件都包括這些要素，唯一必須的是VRML文件頭。VRML文件包含描述機床組成部件的空間造型及屬性節點。單個節點描述造型、顏色、光照、視點、以及造型、動畫定時器、傳感器、內插器等的定位和朝向等。
以下為一個機床工作臺建構架構：
Group { # 定義工作臺
children [它描述一個幾何形狀及其顏色等特征
Shape { #定義幾何體方盒節點
geometry Box { ... } # 長方體
} # Shape定義結束
] # children定義結束
} #Group定義結束
機床工作臺相當于一個大組件Group，在此組節點范圍之內定義工作臺的所有幾何等形體要素，具體的小零部件，用子域來進一步定義，這樣就可以把虛擬場景組織成條理清晰的樹形分支結構。
2.2 機構部件的動畫效果
為了使虛擬空間具有動感，需要設計相關部件的運動。VRML中的動畫產生是由于變動了任何一個坐標系的位置、方向和形體比例，從而使物體按你所想的方式飛行、平移、旋轉或按比例縮放。可以通過在構造指令中定義相關綁定指令，通過綁定多個節點，創建多個路由，從而使虛擬實驗室空間具有更為逼真的動感。
下面用機床上手輪的旋轉運動作為實例進行說明。當手輪受到碰觸后，就會連續轉動，我們先建立一個時間檢測器節點，來實現啟動和定制轉動的動畫，而隨時間變化的旋轉動作可用腳本節點或方向插補器節點實現。
由程序可知，手輪包含兩個子節點，前者定義它的形態為一個環形，后者把它定義成接觸檢測器。旋轉值指定的初始值是“1 1 1 0”，分別定義旋轉軸、旋轉角的初始狀態。
為了使手輪連續旋轉，需要使用時間檢測器來等間隔連續發送的時間序列，并以此觸發驅動手輪旋轉事件。
DEF ticker TimeSensor {
cleInterval 0.1
loop TRUE
enabled FALSE
}
這個時間檢測器用于啟用和停用時間檢測器，這一狀態可以被修改。由程序可知，啟用的時間檢測器每隔0.1秒送出一個事件，以此觸發轉動事件，即每0.1秒調用一次驅動函數，從而驅動手輪連續旋轉。
3 結語
實踐環節實現是遠程教學模式中的難點，三維虛擬實驗具有先進性和共享性，能在一定程度上滿足教學的需求。本文利用VRML語言研究開發虛擬機電實驗室，通過具體案例，對虛擬設備建模過程進行了剖析，為遠程教育模式下工科課程的部分實踐環節提供了有效的解決途徑。
參考文獻
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