遠程網絡實驗平臺在線預約功能

蔣 帥， 陳 光， 任卓君

(東華大學 信息科學與技術學院, 上海 201620)

0 引 言

近幾年，基于Internet的遠程教育及網絡教育得到了蓬勃的發展，各種遠程教學系統相繼誕生。目前很多遠程教學系統存在一個共同的問題：就是大多數教學均以視頻或課件的形式進行，這種教學方式更適合于理論為主的教學，而對于實踐性較強的課程特別是理工科教學來說，還遠不能滿足實際需求，因而迫切需要一種遠程實驗系統來提高網上實踐教學的能力[1-5]。

遠程實驗是一個嶄新的概念，是隨著現代計算機技術進步而產生的一種嶄新的實驗模式，例如，新加坡國立大學(NUS)的遠程實驗室允許用戶通過Internet進行遠程實驗，可以實現昂貴的實驗設備共享[6]。針對計算機網絡這門課程,東華大學信息學院網絡課題組自主研發了基于B/S模式的遠程網絡實驗平臺，學生用戶通過本機web瀏覽器自主登錄該平臺，遠程訪問網絡設備進行計算機網絡實驗。然而實際實驗室的實驗設備是有限的，如何合理地進行資源分配就顯得尤為重要，本文針對這一實際需求，為了能更好、合理的進行資源的調度與分配，設計并實現了時間、網絡設備的在線預約功能。

1 遠程網絡實驗平臺的系統構架

1.1 硬件構架

本網絡實驗室的拓撲如圖1所示，學生通過互聯網來訪問實驗室內部網絡，首先要通過VPN的權限認證[7-8]。進入實驗室內部網絡后，遠程服務器給學生分配所能訪問的網絡設備(交換機、路由器、以及攝像頭)。交換機、路由器主要是學生做網絡實驗的硬件設備，攝像頭把網絡實驗室的實時狀態反饋給學生。該遠程網絡實驗平臺裝載在遠程服務器上，起到對實驗室資源的管理與分配作用。

圖1 平臺硬件組成

1.2 軟件構架

開發平臺選擇Microsoft Visual Studio 2008(VS2008)，采用C#作為開發語言[9-12]。C#語言是.NET的平臺的母語。它的定義主要從C和C++繼承而來。它是一種最新的、面向對象的編程語言。C#結合了Microsoft的C++語言結構體，能夠被轉換成Web服務，允許任何操作系統上運行的任何語言通過Internet被調用。這樣既保證了操作系統的獨立性，也保證了語言本身的獨立性。由于.NET強大的類庫支撐以及VS2008代碼視圖相分離的編程模式，使得基于C#開發工作變得簡單，大大縮短了研發周期。涉及到數據操作，選用數據庫Microsoft SQL Server 2005，來進行數據的跟蹤訪問、存取和分析[13]。

2 在線預約功能的設計與實現

2.1 設計思路

在線預約的設計流程如圖2所示，其基本思想是：在登錄遠程網絡實驗平臺進行網絡實驗前，要進行時間、實驗設備等的預約，即學生首先通過web瀏覽器進行VPN認證，然后登錄該實驗平臺的預約界面并查看“查看實驗室預約情況”，參考當前預約狀況，找到空閑時間段，避免實驗高峰，然后進行預約。預約的內容包括：實驗內容、實驗機柜、開始時間、結束時間。點擊執行預約按鈕，如果提示預約成功，學生就可以在預約的時間內登錄平臺進行網絡實驗。否則，預約失敗重新進行預約。

本文所要實現的在線預約是智能化的，并不需要管理員參與其中。這樣就釋放了管理員這一角色，節省了管理的精力。要實現這一功能，涉及到復雜的預約沖突檢測，這將在下文詳細闡述。

圖2 在線預約設計流程圖

列名數據類型允許空idint主鍵非空snumbernvarchar(50)可空equipmentnvarchar(50)可空econtentnvarchar(50)可控stimedatetime可空etimedatetime可空

2.2 后臺數據庫構建

為了實現遠程網絡實驗的在線預約功能，必須對學生學號、時間段、機柜等數據搭建數據庫，便于存取、查詢及分析。本文中的數據庫系統采用了Microsoft SQL Server 2005。該數據庫命名為newmanagement，其數據表Ms_order如表1所示：數據列id為數據庫自動生成的編號，增量設為1，數據列snumber存放預約學生的學號，數據列econtent存放預約的實驗內容，數據列equipment存儲預約實驗機柜信息，數據列stime、etime分別存儲預約的開始、結束時間，以此來確定預約的時間段。

2.3 預約信息存儲的設計與實現

本文用自定義的database類中的Do_Insert()方法來實現將學生的預約信息插入到數據庫newmanagment的Ms_order表中，首先在database類中定義個數據庫連接字符串 connstring，用來連接數據庫，在Do_Insert()方法體內創建一個連接對象conn，用來打開數據庫連接，接著創建Sqlcommand對象實例，執行該對象下ExecuteNonQuery()方法[14-15]，來執行數據庫更新操作，把學生的預約信息錄入到如表1 所示的數據表中。主要代碼如下：

public class database

{ string connstring = "server=localhost;user id =***;password=***;database=newmanagement";

public static void Do_Insert(string sql)

{

SqlConnection conn = new SqlConnection();

conn.ConnectionString = connstring;

conn.Open();

SqlCommand cmd = new SqlCommand(sql, conn);

cmd.ExecuteNonQuery();

conn.Close();

}

2.4 預約沖突檢測的設計與實現

為了實現在線預約的智能化，后臺預約沖突的判斷與檢測必不可少。其邏輯流程圖如圖3所示，這里，經過多種邏輯判斷的嵌套，解決了預約沖突問題。

圖3 沖突檢測邏輯流程圖

在設計過程中，預約的實驗內容與實驗機柜信息可用DropDownList控件來實現菜單式的選擇。在線預約功能的設計重點是預約實驗的時間段，在預約時間選擇方面，有以下三條規則：

(1) 實驗室開放時間為早上八點到下午五點，學生預約的時間必須在這范圍內。

(2) 預約的時間格式必須正確。預約的結束時間與開始時間必須在同一天，預約的時間必須在當前時間之后，預約的開始時間必須小于結束時間，否則系統會給出報錯提醒。

(3) 實驗室資源有限，所以設定預約機制，每個學生每天只能預約一次。

實驗時間的選擇采用datetimepicker控件，基于jquery技術結合日歷控件和slider控件，定義小時滑動條大小為24，分鐘滑動條大小為60，秒鐘滑動條禁用。當拖動滑動條時，便可選擇相應的日期和時間。使用textbox控件，定義控件的ID為time1和time2，在頁面前端head中，定義控件的顯示樣式和功能，主要代碼如下所示：