发布时间：2023-10-13 15:37:48
绪论：一篇引人入胜的网络通讯方式，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：TP311.52
高职院校实训室是教师日常教学和培养学生实践能力的重要基地，对学生的开放程度成为衡量其管理水平的重要标准之一。建设开放性实训室对提高学生动手能力有莫大帮助，这一观点早已经成为共识。本文笔者根据自身工作实践，就设计开放性实训室网络管理系统进行探讨。
1 我系实训室管理现状
我系目前共有12间实训室，其中9间为专业实训室，3间为基础实训室，现在每间实训室每周课外平均开放学时为7学时，能满足我系师生大部分实训项目开放的需求。但在实际开放过程中也存在一些问题。
1.1 实训室开放申请流程方面
我系实训室课后开放的申请流程如下：首先是师生填写实训室开放申请表，然后实训室直接负责的管理人员审核，审核通过即可使用。
申请流程貌似简洁，但师生对实训室功能不清楚，有时导致申请的实训室不能承担相应的实训项目。而且实验室管理员之间存在本位主义，推诿扯皮在所难免。
1.2 实训室开放过程监管
实训室在开放过程中监管不到位。因为是课后时间开放，所以采用学生自主学习的方式。这种方式可以为学生提供极大的便利，但对过程监管造成了很大的难度。例如未申请的学生来实训室练习，导致申请过的学生无机位可用。加强过程监管对提高开放性实训室管理水平非常重要。
1.3 实训室开放结果监管
对实训室开放结果监管不到位，是大部分高职院校的通病。笔者认为对开放结果的监管尤为重要，这是检测实训室开放效果的必要手段。
2 网络管理系统需求分析
要解决实训室开放过程中出现的上述问题，搭建网络管理系统是有效的解决方法。
2.1 系统基本功能
（1）管理功能。实验员可以通过系统设定实训室开放的时间段，实训室功能划分，实训项目目的和内容，实训分组等。
（2）查询功能。通过该系统，学生可以快速方便地查询实训项目要求，分组要求以及可用的空闲实训室。
（3）预约功能。查询完相关信息后，学生可以选择时间段预约实训室，采用先预约先使用的原则。
（4）验证功能。凡使用实训室的学生，必须用个人固定的账号登录计算机方可使用。便于监管学生实训过程和统计实训结果
（5）监管功能。该系统可以提供过程监管的功能，例如监管学生操作电脑的记录、登录时间和离开时间等。
（6）统计功能。系统能统计学生的实训结果、实训时间、教师评分，各个实训室的利用率和使用时间段等。并根据数据来分析学生的实训操作习惯和实训室的使用规律，如根据实训室的利用率分析，可以有效调节实训室的开放时间段，从而避免部分实训室利用率过高或过低的现象。
2.2 网络管理系统各个模块
（1）用户管理模块。系统的用户分为三个等级，分别是管理员、教师、学生。管理员的权限最高，教师次之，学生最低。管理员可以操作系统的所有功能模块，如设置用户角色、设置实训室开放时间段等。教师能操作实训项目管理模块，设置实训项目的目的、内容和计划，检查学生实训结果，查看实训统计信息等。学生可以浏览实训室预约信息、实训项目、实训室介绍等，并可以预约实训室。
（2）实训室管理模块。该模块可以设置实训室的功能介绍、开放时间和档案管理。学生浏览该模块，可以清楚知道哪些实训室能够开放哪些实训项目，以及开放的具体时间段，方便学生申请实训室。
（3）实训项目管理模块。该模块管理员和教师可以设置实训项目的实训目的、实训内容和实训计划。学生浏览该模块后，可以清楚实训项目的具体要求，练习时可以做到有的放矢。
（4）预约管理模块。该模块学生可以浏览实训室预约信息，若有空闲实训室，学生可以预约。
（5）统计信息管理模块。该模块显示学生和实训室的统计信息，如学生使用时间、实训室开放利用率等，并配有相关的统计报表，更加直观。
3 系统架构与设计
3.1 系统整体架构
系统采用B/S模式，用户通过浏览器就可以使用该系统，方便快捷。整体架构分为前端、服务器端双层结构。
3.2 系统设计
（1）前端。前端设计就是系统的界面设计，采用DIV+CSS的语言来设计。这是一种网页的布局方法，这一方法有别于传统的HTML网页设计语言中的表格定位方法，可实现网页页面内容与表现相分离。CSS是层叠样式表单的英文缩写，它是一种用来表现HTML或XML等文件式样的计算机语言。DIV元素是用来为HTML文档内大块的内容提供结构和背景的元素。这一方法的优点主要有：
一是符合W3C标准，可以保证系统不会被淘汰；
二是支持浏览器的向后兼容；
三是样式的调整更加方便，内容和样式的分离，使页面和样式的调整变得更加方便；
四是CSS使得代码非常简洁。
基于以上的优点，所以采用这一方法来进行前端设计。
（2）服务器端。服务器端的设计采用Apache+PHP+Mysql工具。Apache是一种web服务器，类似于windows系统中自带的IIS服务器，只是功能更为强大。PHP是一种HTML内嵌式的网站开发语言，相对于其他语言，Mysql是一种开源数据库，功能非常强大。这三者结合起来简称AMP，非常适合开发中小型系统，主要有以下优点：
一是简单易学；
二是开发速度快；
三是跨平台，不但能够在windows系统上运行，还能够在linux等系统上运行。
四是这三个工具都是开源软件，可以免费使用。
基于以上的优点，因此采用这三个工具来搭建服务器。
4 结语
开放性实训室网络管理系统能方便安排实训室开放时间段，有效提高实训室的利用率，让师生参与到实训室管理中来，不但能方便学生使用实训室，更能够对实训室开放进行有效管理，对开放的效果进行有效监督，极大提高开放性实训室的管理水平。
参考文献：
[1]施瑞，于晓勇，柳英等.高校实验室开放管理模式的探索[J].实验技术与管理，2010，27（4）：164-166.
[2]袁晓辉.基于Web的开放性实验室管理系统[J].实验室研究与探索，2005（7）.
[3]韩方珍，俞守华，曹咏等.基于B/S结构的实验教学管理系统设计[J].实验室研究与探索，2007（12）.
中图分类号:TP391文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)25-0088-03
0引言
随着网络技术的发展,各中职学校相继开设了组网技术的相关课程,在该课程中需要进行许多的组网实验。然而,绝大部分中职学校还没有配置相应的网络实验环境,这严重影响了学生动手能力的培养。学生频繁地做组网实验很容易损坏设备,而且维护更新的成本也较为昂贵,一般中等职业学校无法承受。如何给学生提供一个不受时间、空间限制的网络实验环境?网络互连配置仿真培训系统是一个很好的解决方案,有了实验仿真培训系统,能为教师在网路互连配置培训中,提供一个有效的辅助手段。同时,通过模拟实验,也能极大地培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
目前,国内外也有一些网络实验模拟器,如Network Visualizer、Virtual Lab、Networking Academy E-Lab、Boson Netsim等。这些模拟器能模拟实际网络的组建,能对网络设备进行模拟配置,还能模拟运行、测试以及对仿真结果的分析。
现有的网络实验模拟软件在中职网络互连配置培训中也暴露出一些缺点和不足,这些软件一般都能够模拟出真实的网络搭建环境,但不能分辨和提示哪里出错,对于中职学生,往往无法找出配置错误的所在,而影响整个网络实验的进行。为此,笔者专门设计开发了网络互连配置仿真培训系统,该系统能根据组网配置实验教学的需要设置了相应的有针对性的实验。能根据中职学生的实际组网配置操作,一步一步给予正确的操作引导和出错提示,使学生能顺利地成功完成相关组网配置实验,极大地方便了教师的组网实验培训和广大学生的自学,本文将对该网络互连配置仿真培训系统的设计和实现中采用的技术进行详细讨论。
1网络互连配置仿真培训系统的总体设计
网络互连配置仿真培训系统针对交换机、路由器中需要配置的主要功能和使用的主要网络协议,对交换机、路由器的各项具体配置进行模拟仿真。根据实验教学的需要,系统总体设计时,将全系统划分为七个主要模块,各模块的设计目标与功能分配如下所示:
模块1:配置跨交换机VLAN,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块2:配置SVI实现VLAN间路由,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块3:配置端口聚合,模拟网络设备对该功能的操作,提供冗余备份链路,并记录到数据库;
模块4:配置端口安全,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块5:配置静态路由,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块6:配置RIP路由协议,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块7:配置标准IPACL,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库。
2网络互连配置仿真培训系统的模块设计与实现
在系统的具体设计和实现时,将以上每种配置实验都作为一个单独的模块处理,各个模块的设计思想和实现中采用的主要技术分述如下:
2.1实验一模块(配置跨交换机的VLAN)
本实验通过配置仿真,使得同一VLAN里的计算机之间能跨交换机进行相互通信,而在不同VLAN里的计算机之间不能进行相互通信。
实现原理:VLAN是一种用于隔离广播域的技术,配置了VLAN的交换机内,相同VLAN的主机之间可以直接访问,同时对于不同的VLAN的主机进行隔离,VLAN配置时,要遵循IEEE802.1q协议标准,在利用配置了VLAN的交换机接口进行数据传输时,需要在交换机主干接口发送的数据帧内添加4个字节的802.1q标签信息,用于标识该数据帧属于那个VLAN,以便于对端交换机接收到数据帧后进行准确的过滤和对送达的目的VLAN端口判断。
实验一拓扑结构设计如图1所示。
对该模块进行VC++实现时,系统预先设置一个网络设备配置数据库,里面存储为使实验成功需要配置的所有可能的正确配置数据。系统开始时显示实验一拓扑图,然后显示各个需要进行配置的网络设备标签,等待学生输入。当学生输入本实验中的配置语句后,系统首先对该语句进行语法检查,若有语法错误,则进行提示修改重输入;系统而后对该语句进行语法分析,分离出相关的各关键字和配置参数,将其和网络设备配置数据库中的各种可能出现的正确配置数据进行匹配,若匹配成功,则进行下一条语句的处理,若匹配失败,则报警提示修改。当全部语句完成后,还要检查各语句是否符合正确的顺序关系,条件满足关系,以及是否是允许的语句交换关系,如果一切检查都符合要求,则提示该设备配置成功。然后进行另一设备的配置,过程仿此。当各个需要配置的网络设备皆配置完成后,还要检查各网络设备配置参数的相容性,若都能检查通过,则本次配置实验成功。
2.2实验二模块(配置SVI实现VLAN间路由)
为减小广播对网络的影响,网络管理员在公司内部网络中进行VLAN的划分后,会发现不同VLAN之间无法相互访问。此时需要进行SVI配置,以实现VLAN间路由。
实现原理:VLAN间的主机通信为不同网段的通信,需要通过三层交换设备对数据进行路由转发才可以实现,通过在三层交换机上为各VLAN配置SVI接口,利用三层交换机的路由功能可以实现VLAN间的路由。
实验二拓扑结构设计如图2所示:
对该模块进行VC++设计实现时,模块的设计思想与实现中采用的主要技术路线类似实验一模块中叙述的方法,在此就不一一赘述,以下同此。
2.3实验三模块(配置端口聚合、提供冗余备份)
本实验增加交换机之间的传输带宽,并实现链路冗余备份。
实现原理:端口聚合又称链路聚合,是指两台交换机之间在物理上将多个端口链接起来,将多条链路聚合成一条逻辑链路,从而增大链路带宽,解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题,多条物理链路之间能够相互冗余备份,其中任意一条链路断开,不会影响其他链路的正常转发数据,端口聚合需要遵循IEEE802.3ad协议标准。
实验三拓扑结构设计如图3所示:
2.4实验四模块(配置端口安全)
对于网络中出现的这种问题,需要防止用户接入非法或未授权的设备,并且限制用户将多个网络设备接入到交换机的端口,本实验完成交换机的端口安全配置,可以满足这个要求,提高接入层网络的安全性。
实现原理:交换机的端口安全特性可以只允许特定的MAC地址的设备接入到网络中,从而防止用户将非法或未授权的设备接入网络,并且可以限制端口接入的设备数量,防止用户过多的设备接入到网络。
实验四拓扑结构设计如图4所示:
2.5实验五模块(配置静态路由)
本实验配置路由器中的静态路由,以实现网络的互连互通,从而实现信息的共享和传递。
实现原理:路由器属于网络层设备,能够根据IP包头的信息,选择一条最佳路径,将数据包转发出去,实现不同网段的主机之间的互相访问,路由器是根据路由表进行选择和转发的,而路由表就由一条条的路由信息组成,路由表的产生方式一般有三种:直连路由;静态路由;动态路由协议学习产生的路由。本实验练习第一、第二种路由产生方式。
实验五拓扑结构设计如图5所示。
2.6实验六模块(配置RIP路由协议)
本实验配置动态路由协议RIP,即练习上一节所说的第三种路由产生方式,以实现网络的互联互通,从而实现信息的共享和传递。
实现原理:RIP是应用较早,使用较普遍的IGP,适用于小型网络,是典型的距离矢量协议。RIP协议中将跳数作为衡量路径开销,RIP协议里规定最大的跳数是15,RIP协议有两个版本RIPv1和RIPv2,RIPv1属于有类路由协议,不支持VLSM(变成子网掩码),以广播的形式更新,更新周期为30秒,RIPv2属于无类路由协议,支持VLSM(变长子网掩码),RIPv2是以组播的形式更新。
实验六拓扑结构设计如图6所示:
2.7实验七模块(配置标准IPACL)
本实验可以根据配置的规则对网络中的数据进行过滤。
实现原理:标准IPACL可以对数据包的源IP地址进行检查,当应用了ACL的接口接收或发送数据包时,将根据接口配置的ACL规则对数据进行检查,并采取相应的措施,允许通过或拒绝通过,从而达到访问控制的目的,提高网络安全性。
实验七拓扑结构设计如图7所示:
3结语
网络设备互联配置仿真培训系统除可完成上述七实验以外,还可以进行网络设备互联实验的测试。学生可以通过该模拟软件实验过渡到实物设备的实验,从而大大提高实验效率。通过这些练习,让学生在网络仿真软件提供的模拟环境下能够熟练地掌握计算机网络中最为实用的组网配置技术,同时通过网络设备互连配置仿真培训系统的熟练使用,也可以实现对网络原理和网络协议的更深层次的理解和掌握。
参考文献
[1] 张卫东,周敏.网络互连设备远程实验平台设计[M].科技信息(学术版),2008,(30).
[2] 臧大进,严宏凤.Cisco路由器的几种常规配置[J].计算机时代,2001,(5).
2 3G无线网络视频监控系统
2.1 系统概述
3G无线网络视频监控系统是最新基于3G通信网络的多媒体视频监控系统。它把经过视频压缩编码模块压缩的摄像机图像,通过智能无线通讯终端发射到3G网络,实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码、链路的控制维护等功能,根据应用把实时动态图像传到距离用户最近的中国电信(中国移动、中国联通)通信网络(根据当地3G网络发展情况进行选择)。用户可以方便地通过Internet或手机从系统总监控中心得到实时图像信息。该系统整合了3G网络和Internet网络的优势,无论您身在何处、在何时间,都可以迅速接入系统,随时随地进行远程监控管理。
2.2 系统功能结构
该系统主要由五部分组成,即前端视频采集部分、承载网络、中心平台、监控中心、访问客户端。
前端视频采集部分:由高倍变焦摄像机、室外云台、控制解码器、3G无线网络视频服务器构成。
承载网络:中国电信的CDMA2000网络(中国移动TD-SCDMA网络,中国联通WCDMA网络),根据本地网络覆盖情况,择优选择一家电信运营商的3G网络。
中心平台:中国电信“全球眼”监控平台、中国移动“守望者”监控平台或中国联通“宽世界-神眼”监控平台。
监控中心:只要是一台具有公网IP或者域名的服务器即可。启动服务后,就等待各个监控终端的连接;对于始终在线的终端,可以按照需要查询当前的图像情况,也可以自动不停地记录监控点的图像变化。
访问客户端:用户可通过移动智能终端、网络终端等登录移动监控平台来查看相应监控画面,实现对监控现场的远程视频浏览、云镜控制、录像、视频截图等,实现远程视频查看、远程应急指挥功能。
3水利行业3G无线网络视频监控系统组网方案
3.1 设计功能
水库监控:通过视频监控系统可监测水库蓄水水位情况,监视闸门和水流情况,监测水库、坝区的周边环境。
河道监控:通过一套视频监控系统,及时了解上下游河流的水文情况,监测水面清洁度,监控河道沿线重要地段的情况。
防汛应急移动监控:通过车载、便携式3G视频监控系统,第一时间将工程现场情况、汛情突况传送到指挥中心,监控指挥中心根据现场情况进行远程监控管理与指挥。
防汛通信、水雨情采集传输设备监控:远程监控防汛通信设备和水文监测仪运行状态,保障水利信息传输平台的稳定运行。
特殊情况报警:当监控点发生异常情况时,及时把监控图像传到指挥中心,并以手机短信的形式向相关权限人员发短信报警。同时具备现场喊话及光电警示、告诫功能。
现场指挥:远端控制中心与水库现场具备语音通讯功能,遇到情况时能够做到远距离指挥。
3.2 系统组成
根据以往水利项目和水利行业特点,对于河道、水库等重要设施的监控项目,往往涉及的地理范围比较广,监控点比较多,需要监控的人员相对分散,而且大规模的监控项目对于系统稳定性要求非常高,需要尽量减少日后的设备维护工作。
(1)前端视频采集部分
前端视频采集部分主要由3G视频服务器、摄像机、声音输入输出等设备组成。
摄像机是整个系统的核心之一,包括镜头、CCD、云台、解码器、防护罩及支架等。根据被摄物体及摄像地点的不同,摄像装置的具体配置也各不相同。现在室外一般采用一体化球形摄像机,自身带云台、解码器、一体化变倍镜头和一体化球形防护罩,可靠性较高,效果好。根据具体环境需求,可以配置一些辅助设备,比如在闸门附近安装大功率的探照灯及红外线灯;系统可远程控制灯光电源开关,保证远程人员清楚地监控到闸门的开合状态。
3G视频服务器是实现网络化、数字化处理的重要设备,其内置3G无线modem,内部存放有3G的网络连接端口协议,并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3/SMTP协议,同时支持动态IP,完成与3G基站的无线连接与数据交换。它完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、监控数据处理、报警信号的采集、网络的Web等功能。它可将前端的模拟信号同时处理成高清晰的实时数字图像到网络中,保证监控中心和本地涵闸都能实时监控到现场情况。
声音输入输出设备,实现现场声音实时监听、点对点语音对讲、点对多点语音广播、监控中心指令下达、实时现场指挥等功能。
(2)承载网络与中心平台
根据本地的3G网络覆盖情况,优先选择一家电信运营商的3G网络系统作为承载网络(如中国电信的CDMA2000网络及其“全球眼”平台)。
3G能提供多种类型高质量的多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力,在准静止条件下能够达到2Mbps的速率,即使在高速行驶的列车上,传输速率也可以达到144kbps,能够支持音频或低速率视频等多媒体业务。3G网络的发展,使得远程视频的无线传输已变成现实,可实现前端监控点与监控用户之间的无缝链接。
(3)监控中心控制部分
水利视频监控系统采用Brower/Sever结构,用户在水利厅(局)局域网设立一台网关服务器通过Internet链接电信运营商的“视频监控平台”平台,并设置系统存储服务器。该系统配合数据库,主要完成现场图像接收,用户登录管理,优先权的分配,控制信号的协调,图像的实时监控,录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
同时我们根据流域视频监控管理的特点,将系统分为两级进行视频监控管理,即:监控中心、本地涵闸。每一级都有相应的权限,并有其独立的工作环境。监控中心拥有最高的优先权,所有下级用户对涵闸的控制操作都需要向其申请,只有被授权的用户才能在权限内实施操作;本地涵闸也是涵闸的直接控制端,根据分级控制的要求,在无高权限人员控制时,可执行控制操作,以确保高级管理层的优先权,规范闸门的管理制度。
监控中心可以根据具体情况考虑安装多画面大屏幕显示设备,配置相应数字视频矩阵,任意切换图像显示。
(4)访问客户端
内网、公网、手机用户安装网络视频监控系统的客户端,输入合法的用户名和密码接入网络,利用IE浏览器查看本地和远程现场情况,实现对监控现场的远程视频浏览、云镜控制、录像、视频截图等,满足客户远程视频查看、远程应急指挥的要求。
4 系统特点
系统特点如下:
(1)代替光纤和专线,降低了网络建设成本,为用户节省大量的费用。
(2)机动性强,适用于各种复杂的地理位置。
(3)可灵活方便地进行安装部署。
(4)提供高可靠性,保证不间断的视频监控。
(5)传输速率高,图像清晰流畅。
(6)支持网页、手机、上网电脑浏览视频。
(7)设备成本低,操作简单,打开电源开关便可投入使用。
5 建设效益
发展有线视频监控需要铺设网线和光纤,基础网络工程量很大,成本较高,而且在传输途中极易受到复杂地形的影响。水利行业水利工程众多、流域面积广,汛情险情突发地段不确定,所以在防汛应急通信领域发展有线监控是不可能的。
采用3G视频监控,灵活、机动、快捷,在汛情险情突发地段,只需要架设一个摄像头,在3G视频服务器上安装通信卡并接入3G网络,就可以把视频图像信息传送到指挥中心,相关人员在远处进行决策,极大提高了科学决策指挥的时效性和科学性。
6 应用前景
3G网络具有传输距离远、带宽高、速度快、抗干扰能力强、建设费用低等诸多优势,因此3G无线网络视频监控系统将是未来防汛抗旱视频监控发展的主流。然而,使用费用却是3G视频监控系统在推广的过程中面临的一个难题。业内人士对3G监控系统在工作中产生的流量进行统计后发现:一个3G视频探头如果24小时不间断工作,将产生4G的流量。按照中国移动提供的计费标准来计算,3G监控系统运行一天需要花费近200元。如果安装多个视频监控点的话,这个费用更高。这对经济不太景气的行业来说,还是一笔不小的开支。因此,目前只能在防汛抗旱应急领域作为应急使用。真正的大规模在防汛抗旱中使用3G无线网络视频监控系统还需要等待3G网络使用费进一步降低。
参考文献
[1]段丽. 移动通信技术[M]. 北京: 人民邮电出版社,2009.
