摘要：網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室是當(dāng)前各大高校針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信課程所建立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，但其使用過程中普遍存在設(shè)備管理難、參數(shù)配置難、操作控制難等問題，該文通過分析當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問題，基于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，通過模塊化應(yīng)用的分析方式，提出了層次化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和具體的實(shí)現(xiàn)方案。該文介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、功能結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。
　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室；管理系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)
　　中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)17-4030-03
　　隨著信息時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)對(duì)社會(huì)各方面的影響日漸加深，網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一個(gè)重要部分。隨著網(wǎng)絡(luò)影響力的日益深入，是否具備基本的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)和操作技能也成為衡量一名合格人才的標(biāo)準(zhǔn)。在這種應(yīng)用需求的推動(dòng)下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的一部分在全國(guó)各大高校中也開始逐步走向普及。
　　然而，網(wǎng)絡(luò)原理作為計(jì)算機(jī)通信體系當(dāng)中必不可缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在強(qiáng)調(diào)原理及其重要性的同時(shí)，還更加講究應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)操作能力。學(xué)生只有在理論與實(shí)踐相結(jié)合的培訓(xùn)模式下，才能真正體會(huì)到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的奧妙之處；學(xué)生只有通過大量的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，才能熟練的掌握所學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室由此應(yīng)孕而生，而如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理成為一個(gè)熱門話題，協(xié)助老師對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理的軟件也成為了一種教學(xué)需求。
　　1當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理中存在的難題
　　在對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理的過程當(dāng)中，存在以下難題：
　　1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備權(quán)限如何管理：每個(gè)實(shí)驗(yàn)都會(huì)有多個(gè)學(xué)生，多臺(tái)設(shè)備。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該連接到各自的設(shè)備，如何讓學(xué)生在開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候連接到自己相應(yīng)的設(shè)備成為一個(gè)難題。
　　2)實(shí)驗(yàn)過程如何監(jiān)控：在實(shí)驗(yàn)過程中，老師需要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，老師需要加以糾正。但老師的數(shù)量有限，如何能同時(shí)監(jiān)控到不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，成為一個(gè)不能忽視的難題。
　　3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備如何初始化：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置發(fā)生變化。在下次實(shí)驗(yàn)開始前，必須將所有設(shè)備恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)開始前的初始化配置，由于設(shè)備數(shù)量多，配置命令多，給老師造成很大的工作負(fù)擔(dān)。
　　4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何獲?。簩?shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師需要獲取學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如何獲取學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也是目前的一大問題。
　　5)如何對(duì)學(xué)生評(píng)分：實(shí)驗(yàn)完成后，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)的評(píng)分除了應(yīng)該參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，還應(yīng)該參考學(xué)生的操作過程，在老師資源有限的情況下如何準(zhǔn)確的比對(duì)每個(gè)學(xué)生的操作過程，也是困擾老師的一大難題。
　　2 HyperLab網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
　　針對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)過程中存在的難題，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，基于聯(lián)想天工網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和聯(lián)想HyperLab技術(shù)，開發(fā)出了一種適合高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的管理軟件。
　　2.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　聯(lián)想天工網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　2.2功能模塊與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　HyperLab系統(tǒng)分為3個(gè)子系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室管理模塊和學(xué)生管理模塊，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：
　　圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
　　實(shí)驗(yàn)室操作平臺(tái)采用客戶端軟件方式實(shí)現(xiàn)，軟件集成telnet客戶端，可輕松實(shí)現(xiàn)串口仿真、實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)上傳等功能。
　　實(shí)驗(yàn)管理和學(xué)生管理模塊則采用Web方式，輕量級(jí)的部署方式使教師進(jìn)行管理時(shí)十分簡(jiǎn)單。MVS設(shè)計(jì)模式，采用Struts技術(shù)分離業(yè)務(wù)與界面，保持了業(yè)務(wù)層的獨(dú)立性，低耦合性也使系統(tǒng)出現(xiàn)BUG的可能性降到最低。
　　模塊結(jié)構(gòu)上采用三層模式，頂端的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層以Web方式向教師提供管理界面，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理邏輯，向下調(diào)用中間的數(shù)據(jù)訪問層；數(shù)據(jù)訪問層封裝了數(shù)據(jù)存取接口，使業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)分離，從而提高部署的靈活性，升級(jí)數(shù)據(jù)訪問層即可兼容多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層保存系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。其邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖3所示。
　　圖3邏輯層次結(jié)構(gòu)圖
　　2.3工作流程
　　每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由一臺(tái)支持反向telnet技術(shù)的LCP設(shè)備和若干實(shí)驗(yàn)設(shè)備組成，實(shí)驗(yàn)設(shè)備通過串口線連接到LCP設(shè)備上，LCP設(shè)備則連接到實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)中。老師通過Web方式登錄HyperLab服務(wù)器進(jìn)行定制實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)人員，制定組實(shí)驗(yàn)任務(wù)和個(gè)人實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生通過HyperLab客戶端軟件登錄，服務(wù)器分發(fā)權(quán)限到每個(gè)學(xué)生，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)傳送到服務(wù)器，教師則可通過服務(wù)器隨時(shí)查看實(shí)驗(yàn)情況，當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成后，老師通過Web方式登錄HyperLab服務(wù)器進(jìn)行評(píng)分，學(xué)生資料及實(shí)驗(yàn)得分則可與校園網(wǎng)的其他信息系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，以達(dá)到統(tǒng)一管理的目的。老師最后通過Web方式恢復(fù)設(shè)備初始配置，開始準(zhǔn)備下一次實(shí)驗(yàn)。
　　3功能模塊介紹
　　3.1實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)
　　學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)提供登錄界面供學(xué)生登錄，將學(xué)生提供的用戶名提交給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)老師設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)組內(nèi)容和個(gè)人實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分配相應(yīng)的權(quán)限給學(xué)生。學(xué)生得到權(quán)限后，可通過具有完全串口仿真功能的Telnet客戶端進(jìn)行操作，在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，將學(xué)生的每一步操作步驟，實(shí)時(shí)的傳送到服務(wù)器，以便老師進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)分。
　　為了解決學(xué)生操作設(shè)備的流暢性與老師實(shí)時(shí)查看實(shí)驗(yàn)過程之間的矛盾，實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)采用了多線程和共享內(nèi)存技術(shù)，設(shè)備操作線程在執(zhí)行命令的同時(shí)把實(shí)驗(yàn)過程保存在共享內(nèi)存中，數(shù)據(jù)傳輸線程則輪詢?cè)搩?nèi)存并傳送至服務(wù)器。
　　3.2實(shí)驗(yàn)室管理模塊
　　實(shí)驗(yàn)室管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方案的管理功能。
　　1)實(shí)驗(yàn)開始前：老師通過Web登錄到HyperLab服務(wù)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)定制，確定實(shí)驗(yàn)人員，制定組實(shí)驗(yàn)任務(wù)和個(gè)人實(shí)驗(yàn)任務(wù)的工作。如下圖所示，實(shí)驗(yàn)開始前處于深色標(biāo)識(shí)的初始狀態(tài)，等實(shí)驗(yàn)開始后，將會(huì)沿箭頭指示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到監(jiān)控狀態(tài)。如圖4狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖一。
　　2)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中，老師通過Web方式訪問HyperLab服務(wù)器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及學(xué)生的操作步驟。如下圖所示，實(shí)驗(yàn)開始前處于深色標(biāo)識(shí)的監(jiān)控狀態(tài)，等實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將會(huì)沿箭頭指示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到結(jié)束狀態(tài)。如圖5狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖二。
　　圖5狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖二
　　3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師通過Web方式參看學(xué)生具體的操作步驟，將學(xué)生的操作步驟與正確的進(jìn)行比較，給學(xué)生一個(gè)客觀，公正，準(zhǔn)確的評(píng)分。然后通過Web方式在設(shè)備列表中選擇要恢復(fù)原始配置的設(shè)備，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)該設(shè)備初始配置。如下圖所示，實(shí)驗(yàn)開始前處于深色標(biāo)識(shí)的結(jié)束狀態(tài)，等老師清除設(shè)備配置后，將會(huì)沿箭頭指示的狀態(tài)回到初始狀態(tài)，等待下一次實(shí)驗(yàn)的開始。如圖6狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖三。
　　通過上述三次狀態(tài)轉(zhuǎn)換，完成一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一次循環(huán)。
　　3.3學(xué)生管理模塊
　　學(xué)生管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的管理，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的管理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)評(píng)、指導(dǎo)起到了很好的輔助作用。
　　本模塊也作為系統(tǒng)的對(duì)外接口，可以與校園網(wǎng)中的學(xué)生資料管理模塊對(duì)接，統(tǒng)一學(xué)生資料和分?jǐn)?shù)表，也可以與校園網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)對(duì)接，統(tǒng)一登錄密碼。
　　4 HyperLab網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　HyperLab網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的特點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：
　　1)權(quán)限管理：老師通過Web界面定制實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)人員，制定組實(shí)驗(yàn)任務(wù)和個(gè)人實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生通過HyperLab客戶端軟件登錄，客戶端軟件根據(jù)老師設(shè)定權(quán)限要求，顯示出可供該學(xué)生連接的設(shè)備，無(wú)權(quán)限的設(shè)備無(wú)法連接。
　　2)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控：學(xué)生通過HyperLab客戶端軟件進(jìn)行設(shè)備配置，配置過程中的學(xué)生所有的操作步驟老師都可以通過自己的電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
　　3)輕松初始化設(shè)備：老師通過HyperLab，只需在設(shè)備列表中選擇所要初始化的設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室管理軟件會(huì)自動(dòng)初始化選中的設(shè)備。大大減輕老師的工作量。
　　4)自動(dòng)上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果：學(xué)生通過HyperLab客戶端軟件進(jìn)行設(shè)備配置，配置過程中的學(xué)生所有的操作步驟都會(huì)自動(dòng)上傳，為老師評(píng)分提供依據(jù)。
　　5)對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：HyperLab將學(xué)生的操作與正確的操作進(jìn)行對(duì)比，評(píng)分的老師能夠一目了然的看到兩者之間的差異，使老師能夠準(zhǔn)確，快速的進(jìn)行評(píng)分。
　　HyperLab網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)可協(xié)助網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室老師對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理與維護(hù)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行設(shè)置于指導(dǎo)，大大減少老師對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理以及在分配學(xué)生權(quán)限管理上耗費(fèi)的時(shí)間，減輕老師的重復(fù)性工作量，使老師能將主要時(shí)間精力投入到對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)當(dāng)中。由此為社會(huì)培養(yǎng)更多的網(wǎng)絡(luò)人才。
　　HyperLab網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)還能為學(xué)生進(jìn)行大量的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)提供平臺(tái)，使學(xué)生通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的培訓(xùn)，在實(shí)驗(yàn)室老師的指導(dǎo)下，真正體會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的奧妙和應(yīng)用操作，成為具有豐富網(wǎng)絡(luò)知識(shí)和熟練操作技能的應(yīng)用型人才。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張亦輝.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].計(jì)算