基于LIMP高職網絡實驗室綜合管理平臺的創新設計與分析

趙艷莉

（鄭州財稅金融職業學院,450048）

0 引言

面對大專院校和各級各類職業院校的計算機網絡技術專業和與網絡信息安全專業相關的網絡技術課程實踐性教學，學生需要掌握網絡操作系統、網絡通信設備、網絡通信協議和網絡安全管理等方面的知識和技能，要全面地完成這些知識的實踐性教學，需要學校配備復雜的實驗環境和相關的測試設備，并投入大量的網絡設備購置費用。由于這些設備的專業性很強，通常僅限于計算機網絡技術專業和網絡信息安全專業的學生，設備的利用率不高，容易造成浪費。同時，大部分網絡安全的實驗往往容易對網絡設備和操作系統造成破壞。當前，隨著虛擬化仿真技術和模擬仿真技術的迅猛發展，很多網絡設備和系統集成商都推出了基于自身設備的虛擬化系統，并且不少優秀的第三方虛擬化系統也在不斷涌現，這些虛擬化系統完全能夠模擬真實的物理設備，如計算機、路由器、交換機、硬件防火墻、無線路由等，并且能像真實的設備一樣通過它進行實踐性教學。

銳捷LIMP軟件是通過web頁面管理RCMS和NTC，具有實驗設備管理、實驗課程安排等功能。RCMS是實驗室統一管理控制服務器，是利用八爪魚線通過反向telnet鏈接到機柜的路由器和交換機的console口上，實驗中不需要進行控制線的拔插；而NTC是一個拓撲連接器，能自動化切換實驗室機柜中真實網絡設備，通過LIMP下發命令時將不同的端口連接在一起，通過LIMP的仿真模擬計算將命令下發到實物設備上進行實驗教學，實現“Any where、Any PC”的管理和使用。

1 銳捷LIMP實驗室綜合管理系統

1.1 管理平臺技術實現

星網銳捷公司是致力于國內教育行業比較有名網絡公司，LIMP產品是針對職業院校網絡工程、網絡信息安全而開發的一款網絡實驗室管理平臺。從研發上而言，本軟件采用行業內比較普遍的SUN公司J2EE架構開發，系統模式采用B/S結構，后臺數據庫采用Microsoft SQL Server數據庫。主要針對各大專院校和各類職業院校及教育培訓機構的網絡實驗室市場，該系統在網絡實驗室綜合應用管理方案中已經成為銳捷網絡的管理核心。LIMP采用B/S的軟件架構形式，基于Web瀏覽器的訪問，可以實現無論在何時何地都可以提供使用和管理的便捷性和易用性。該系統平臺開創了集高性能、功能強大、具有高穩定性及高安全性、良好的易用性及滿足各行業需要等特性于一身的網絡綜合實訓教學管理平臺。

銳捷LIMP主要提供了針對學生進行全新實訓課程規劃、隨時增減實訓資料、學生分組實訓、設備統一控制及實訓結果評定于一體的管理功能。通過簡約直觀B/S訪問模式的操作界面，使學生無論何時何地都可以通過瀏覽器來訪問系統。實現實驗資源全面（賬戶、試驗資料、實驗設備、實驗結果及統計）管理，老師能夠方便有效控制實驗時學生操作行為。提供邏輯機架管理機制（邏輯機架劃分及自動生成），方便地分發實訓資料、有利于指導教師合理地安排實訓課程。通過邏輯嚴密、操作簡單的圖形界面，指導教師通過管理界面對學生的實訓結果進行集中管理，方便指導教師處理學生的作業和實驗報告。因此將LIMP軟件投入到實驗教學，可以克服PC、實驗室環境中在實驗設備接口、通信線路反復鏈接和移動，使得教學在時間與空間上克服傳統實驗方式教學上所遇到的的限制，能夠更有利靈活地擴展實驗項目，更有利于教師指導學生開展豐富、實戰應用型實驗。同時更有利于滿足學生創新和求知欲望。

1.2 基礎網絡結構布局設計

通過基礎網絡設備將教師、學生、PC、RCMS、服務器等連接起來，為學生和老師提供訪問RCMS、LIMP等管理軟件網絡平臺。在我院實驗室布局中，實行核心數據交換，LIMP服務器機柜，四組實驗網絡機柜，八組學生PC區域（每組六臺pc），一臺教師管理機，學生主機采用雙網卡（通信網卡、實驗網卡）等設計。其基礎網絡結構分布如下圖所示。

1.3 基礎網絡設備設計

基礎網絡設備信息包括設備、軟件版本、VLAN、管理IP等規劃，如下表1所示。

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實驗網絡設備信息包括設備組、RCMS IP、NTC IP、VLAN、PC、服務器IP等規劃，如下表2所示。

1.4 實驗網絡結構設計

實驗網絡包括基礎網絡機柜、學生區域、試驗臺、實驗機柜、RG-RCMS、NTC設備等，如下圖所示單組實驗網絡結構圖。

2 基于WEB訪問界面的LIMP實驗室教學管理模型

2.1 LIMP系統的組件及作用

在實際網絡實驗實訓教學的過程中，通常對于LIMP實驗綜合管理平臺系統的組件的部署，將軟件安裝在本地實驗室環境的局域網架構的獨立windows server服務器中，同時包括銳捷網絡實驗室機架控制和管理服務器RG-RCMS和RG-NTC 拓撲連接器、核心交換機，還應配置銳捷網絡公司配套實驗設備。這里，LIMP服務器是統一管理實驗設備的一個平臺，是管理網絡實驗室的一套系統；而RCMS則是管理實驗設備，作為一種透明的底層線路保障，后續做實驗不需要做任何操作；NTC是拓撲連接器，是搭建實驗邏輯拓撲用的，后續做實驗不需要做任何操作；核心交換機是連接LIMP服務器、RCMS、NTC、實驗設備，用于保證整個網絡、實驗設備及學生做實驗用的。

2.2 LIMP系統工作流程

2.2.1 RCMS的工作原理：

實驗室機架控制和管理服務器RG-RCMS是銳捷公司專門針對教育行業現代網絡實訓室開發的統一控制及管理服務器，實訓室中的使用者可以通過RG-RCMS來同時管理和控制8～16臺的網絡設備，不需要進行控制線的拔插。它采用圖形操作界面來管理，當學生做完網絡實訓后，指導教師就可以利用銳捷RCMS模塊提供的統一清除配置功能，把連接在RG-RCMS上的網絡設備配置進行統一的釋放與清理，方便學生進行下次的網絡實訓。

2.2.2 NTC的工作原理：

RG-NTC拓撲連接器是銳捷網絡公司針對網絡實驗室研發的拓撲自動化切換設備，RG-NTC 作為銳捷網絡實驗室組網系統的一部分，通過LIMP對其進行配置，實現任意2個端口之間的連接，代替傳統實驗室通過手動將實驗PC、實驗設備之間的連接。系統切換完對于用戶非常直觀、完全透明，不管使用者或是管理者只需要通過LIMP系統提供的友好配置界面即可完成操作。同時實現對經過其網絡數據完全物理傳輸，不對數據包做任何改變。可以實現高速數據口的連接。設備采用標準網絡機架設計，能夠很好的融入實驗機架。通過調整布線，為網絡實驗室帶來便捷的拓撲連接與管理方案。

表2

對于每一個LIMP管理模擬真實的實訓，指導教師可以根據教學內容制定教學計劃，其實訓要求、預備知識、實訓內容和操作步驟以及實訓時使用的拓撲圖等相關資料都要事先保存在LIMP服務器中，這樣，學生就可以根據預備知識的學習及實訓的要求以自身角色通過WEB登錄LIMP服務器來模擬并完成實訓，并將實訓中獲得的中間數據和最終結果上傳至LIMP服務器，最后由教師根據結果數據來指導學生并進行相應的評價。

利用LIMP課堂模擬教學的過程如下：

首先，教師和學生分別以自身的角色登錄到LIMP實驗室平臺；然后，學生通過指導教師事先下達的教學計劃來查看本次實訓課的預備知識及實訓內容、要求、操作步驟及拓撲圖等信息，在明確了實訓要求及內容的基礎上，學生在LIMP實驗室平臺上按照操作步驟來一步步完成實訓，并且實訓過程中均可以隨時提交中間結果到LIMP服務器。在實訓過程中，學生若有問題，可以查看預習實訓中的資料，或向指導教師提問，指導教師逐一對問題進行解答或由實訓小組共同討論。最后，學生利用WEB界面來填寫并提交實訓報告，而指導教師則根據學生提交的實訓報告及實訓結果來獲取學生關于實訓的完成情況并當場或在課后進行評價。

3 基于WEB訪問界面的LIMP實驗室教學管理平臺

3.1 基于B/S架構的教學管理平臺的主要功能

LIMP網絡綜合教學管理平臺的用戶包括：administrator（系統管理員）、teacher（指導教師）、興趣小組（group）和參與做實驗的學生（student），提供圖形化的實驗排課管理界面。

其主要功能有：

（1）用戶帳號管理功能模塊：不管是參與實驗室指導教師還是興趣小組的學生，都必須通過用戶管理模塊注冊成為平臺的授權用戶，才有權登錄和使用本系統平臺。

（2）結果管理與統計功能模塊：參加實驗的學生可以在登錄后，無論何時都查看所學課程的各個實訓的實際完成情況和指導教師的評價和建議。

（3）實驗資料管理功能模塊：負責指導實驗的教師在登錄后，可以對本人所承擔課程的實訓項目進行增加、刪除、更改實訓項目內容、實訓要求、操作步驟等與實訓相關信息管理工作。

（4）學生實訓評價功能模塊：指導教師根據學生的實訓完成情況對實訓結果及完成情況進行評價，以作為教師對學生所學課程的考核依據。

（5）資料的下載功能模塊：在該教學平臺上，學生可以隨時下載教師提供的相關學習資料，以拓展學生的學習的視野和空間。

3.2 基于Web訪問模式的LIMP教學管理平臺的構成

（1）系統通過良好的操作界面：B/S的訪問模式，實現管理端界面和自助端界面統一，圖形界面邏輯嚴密、操作簡單易用，所有功能均可以通過用戶權限進行控制。

（2）邏輯機架機制：系統提供邏輯機架劃分，同時按照實驗設備占用情況提供邏輯機架劃分，提高設備的利用率，滿足不同用戶不同實驗的需求。

（3）全新課程規劃功能：系統提供圖形化的實驗排課、提供周視圖、月視圖供師生查看課程計劃；教師通過課程實現了時間、用戶、實驗內容、實驗設備的統一管理和集中調配。

（4）教學管理功能：提供設備監控功能，實現對設備的占用監視和管理操作。提供實驗配置自動抓取匹配、實驗報告管理功能、實驗成績管理功能。

4 結束語

銳捷公司的LIMP提供了一體化的管理功能，包括學生、設備、課程、評價體系的管理。通過類似于Windows的圖形化窗口，讓學生可以在任何地方通過瀏覽器來訪問LIMP系統。此外，LIMP系統還提供了針對實驗結果的一個強大管理機制，該系統可以讓教師無論是在家里、辦公室、外地都可以通過外網或內網處理學生的作業和實驗報告，真正滿足了學生開放式、真實性、實踐性、創造性的計算機網絡實驗教學。

[1]銳捷網絡大學 www.ruijie.com.cn

[2]王輝,李晉光.基于網絡協議仿真軟件的實驗教學系統的建設.電子設計工程，2010,(12