网络工程本科专业实验室的建设方案——以中国地质大学(武汉)网络工程与信息安全实验室为例

2022-09-10

以Internet为标志的信息时代的来临, 使网络应用已成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。为适应社会对计算机网络高层次人才的需求, 我校于2004年开办网络工程本科专业, 并同时着手进行网络工程专业实验室的建设。但由于网络工程是一个新兴专业, 可借鉴的资料和经验不多, 特别是在专业实验室的建设方面, 几乎处于摸索阶段[1,2,3]。我校经过长时间的调研, 终于探索出一种较好的建设方案, 经过这2年的运行, 证明该方案达到了原有的设计要求。

1 设计原则

考虑到成本和效率方面的关系, 在实验室建设方面主要坚持了如下几个原则。

(1) 主要满足网络工程和信息安全两个本科专业的实验、实习的需要, 兼顾教师教学和科研的需要。

(2) 实验室设备可供6 5学生同时实验、实习。

(3) 网络实验方面, 能实现不同网络介质、不同协议、不同拓扑的动态网络设计、管理、维护;信息安全方面, 能满足加解密、数字签名、防火墙、VPN、PKI、信息隐藏、攻防、病毒等要求。

(4) “最大最小”原则:功能求多, 让学生见识到尽量多的网络设备和类型;设备求少, 为减少投资, 设备重复量尽量最少。

2 网络设备需求

实验需求如下:

(1) 常见的网络物理层连接介质和设备 (包括有线和无线) , 和相应的网络布线工具、及网络参数测试工具。满足学生对介质、设备的认识、连接、配置的要求。

(2) 常用的数据链路层设备, 如有线无线网卡, 交换机等, 和多种连接类型, 如, 类型有串行线路、拨号连接、帧中继链接等。满足学生对相关设备和链接的认识、配置、和编程的要求。

(3) 多类型的路由器。满足学生对路由器的认识、多种网络接口配置、路由设置、编程的要求。

(4) 服务器。4台服务器, 2台高档, 2台中档, 分别安装厂家unix, linux, wind o w s等操作系统。完成D N S, F T P, Email, WWW, Firewall, DB等服务。

网络配置拓扑图如下:

3 实验课程

所开设的实验课程如下:

(1) 网络操作系统:作业管理、进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理。

(2) 互联网技术及应用:常用网络命令使用、路由器的各种网络接口配置、路由设置、F T P服务器和W E B服务器配置, 域名系统 (DNS) 、TELNET和Rlogin、文件传送协议 (FTP) 、简单文件传送协议 (TFTP) 、简单邮件传送协议、简单网络管理协议 (SNMP) 、超文本传送协议 (H T T P) 等的应用与设计。

(3) 计算机网络原理:几种典型的局域网技术以及局域网互连的相关设备与工作原理。

(4) 计算机网络管理:网络管理的配置、计费、安全管理的实现功能, 以及网络的维护和故障的排除 (包括使用方法和工具软件, 路由器和交换机的故障排除, 串行线路、拨号连接、帧中继链接路、ATM故障、交换式局域网和T C P/I P的故障排除等) 。

(5) 网络规划与设计:交换机和路由器等基本构件的工作原理以及具体的交换和路由技术, 包括转发和选路、动态路由机制、主机与路由和交换等;重点掌握局域网设计与组建技术和广域网和接入网技术;理解和掌握逻辑网络设计, 包括拓扑、地址和选路和管理以及安全。

(6) 计算机网络综合实习:综合运用以前所学的各门知识, 完成几个专题的设计。