曹永建　孟少英

【摘要】當前高校計算中心機房的硬件建設(shè)已基本到位，如何拓展機房的實驗教學(xué)服務(wù)，提升教學(xué)服務(wù)功能是當前計算中心面臨的緊要工作。結(jié)合計算中心的工作實際，文章就改造建設(shè)中心機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)和拓展提升基于網(wǎng)絡(luò)共享平臺的各項教學(xué)服務(wù)進行了探討。

【關(guān)鍵字】計算中心；網(wǎng)絡(luò)共享平臺；軟路由器；實驗教學(xué)功能

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）07-0063-04

一 引言

高校計算中心機房承擔著計算機教學(xué)、上機實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等眾多教學(xué)活動，已成為高校開展信息和專業(yè)技術(shù)教育的重要依點托。近幾年各高校都在大力新建、改擴建機房，機房的硬件建設(shè)已基本到位，而機房相應(yīng)的教學(xué)服務(wù)功能還有待拓展和提升，使機房建設(shè)從硬件建設(shè)向內(nèi)涵建設(shè)轉(zhuǎn)變。

如何建設(shè)好中心機房局域網(wǎng)，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源對計算機實驗教學(xué)的推動作用，成為高校中心機房普遍面臨和急待解決的問題。本文以我校計算中心機房的改革建設(shè)為例，拋磚引玉，與同行共同探討高校中心機房的建設(shè)發(fā)展。

二 中心機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建

1 中心機房改造前狀況

我校泰達校區(qū)中心機房共有9個教學(xué)機房，有學(xué)生用機1000多臺。改造前每個機房配置1臺一卡通控制機進行課內(nèi)課程和課外刷卡上機管理，配置1臺服務(wù)器采用intemet連接共享方式代理機房機器上網(wǎng)，并配置1臺考試服務(wù)器，用于各種機考考試工作。

由于中心機房采用獨立控制、獨立上網(wǎng)、獨立管理的方式，且每個機房都配置控制機、上網(wǎng)服務(wù)器和考試服務(wù)器等設(shè)備，不僅給機房的管理控制工作帶來極大不便，也造成了資源的浪費和加大了機房的維護成本。由于中心機房網(wǎng)絡(luò)相互無法連通，不能共享，無法給師生提供豐富的教學(xué)資源，能為機房實驗教學(xué)提供的教學(xué)服務(wù)功能也很有限。

2 總體改造建設(shè)思路

高校中的機房不同于公共網(wǎng)吧，其服務(wù)對象相對固定，經(jīng)常出現(xiàn)同一位學(xué)生在校期間在不同機房完成上機練習，由于機房相互獨立，管理模式也不盡相同，無法實現(xiàn)機房間的資源共享，給上機教學(xué)帶來諸多不便，因此機房教學(xué)資源共享化是機房發(fā)展建設(shè)的重要內(nèi)容；網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是計算機實驗教學(xué)的發(fā)展方向，在中心機房發(fā)展建設(shè)過程中，必須為網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)提供良好的準備：集中控制管理可以降低機房管理工作量、提高管理力度、方便學(xué)生上機，集中控制管理是高校機房的發(fā)展趨勢，機房改造還需要能實現(xiàn)集中控制管理；為避免機房上外網(wǎng)對教學(xué)產(chǎn)生負面影響和保證內(nèi)網(wǎng)速度，還應(yīng)該實現(xiàn)機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)能分割控制管理。

針對存在的問題和預(yù)期目標，中心人員認真研究，多次調(diào)研，確定了連接共享、集中控制、分組管理的技術(shù)思想和節(jié)約成本，充分利用現(xiàn)有設(shè)備的工作思路。本著方便管理、合理配置的原則，劃分中心9個機房為3組，每3個機房為1組，配置1臺軟路由器，再用連接線把3個軟路由器連接起來，組成中心機房大局域網(wǎng)，使機房相互連通，并進行外網(wǎng)連接設(shè)置，實現(xiàn)中心機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)相互獨立?？傮w規(guī)劃拓撲圖如圖1所示。

3 中心機房網(wǎng)絡(luò)改造建設(shè)

軟路由器是指利用臺式機或服務(wù)器配合軟件形成路由解決方案，主要利用軟件的設(shè)置，達成路由器的功能。MikroTikRouterOS便是一種路由操作系統(tǒng)，軟件歷經(jīng)多次更新和改進，功能不斷增強和完善，在特別認證、策略路由、帶寬控制和防火墻過濾等功能上有著非常突出的功能，是一套高性價比的軟路由器系統(tǒng)。Winbox是基于windows下遠程管理ROS的軟件，提供了直觀方便的圖形界面，可以用它登陸、配置和控制軟路由器。我校中心機房網(wǎng)絡(luò)改造建設(shè)所用軟路由器就是在原機房上網(wǎng)服務(wù)器上加裝網(wǎng)卡，再安裝配置RouterOS系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

（1）軟路由器與機房的連接控制

軟路由器的每個網(wǎng)卡相當于路由器的一個端口，外網(wǎng)卡連接光纖，各內(nèi)網(wǎng)卡與機房交換機用網(wǎng)線直連。配置外網(wǎng)卡IP為公網(wǎng)IP，設(shè)置內(nèi)網(wǎng)卡的IP地址和所連接機房網(wǎng)絡(luò)在同一個網(wǎng)段內(nèi)，即可實現(xiàn)用軟路由器對機房網(wǎng)絡(luò)的外網(wǎng)連接和控制設(shè)置。如設(shè)置軟路由器1某內(nèi)網(wǎng)卡IP為：192.168.1.1，機房1網(wǎng)關(guān)設(shè)為192.168.1.1，便實現(xiàn)軟路由器1對機房l網(wǎng)絡(luò)的外網(wǎng)連接和控制設(shè)置。通過上述設(shè)置把相應(yīng)3個機房分別與對應(yīng)的軟路由器相連接。

（2）軟路由器之間的連接

通過用網(wǎng)線直連軟路由器網(wǎng)卡的方式把3個軟路由器連接起來，登陸winbox后，打開IP/routes命令進入路由配置，輸入靜態(tài)路由命令，設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)的目標地址和路由網(wǎng)關(guān)，傳送方式選擇unicast，即可實現(xiàn)軟路由器之間的互聯(lián)。實現(xiàn)9個機房通過3個軟路由器互接，從而構(gòu)建中心機房局域網(wǎng)。

（3）軟路由器的可靠性設(shè)置

為了保證軟路由器的穩(wěn)定性，應(yīng)選擇1臺性能穩(wěn)定的舊服務(wù)器安裝RouterOS系統(tǒng)架構(gòu)軟路由器，最好配置UPS不間斷電源，保證軟路由器的安全可靠。并在Winbox中對軟路由器的配置做好備份，應(yīng)對突發(fā)故障。每個軟路由器都直連光纖，可單獨連接外網(wǎng)，保障機房連接外網(wǎng)的速度、可靠性和獨立性。

（4）機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

為了實現(xiàn)對機房內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的控制管理，實現(xiàn)屏蔽外網(wǎng)時保障內(nèi)網(wǎng)暢通，需要建立內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的分別連接，并能任意切割?？赏ㄟ^進入Winbox界面，設(shè)置Nat命令來實現(xiàn)，打開IP/Firewall/NAT，添加new nat rule，chain中選擇srcnat，srcaddress中選擇需控制機房的IP地址，action中選擇masquerade，即可實現(xiàn)對該機房的內(nèi)外網(wǎng)控制管理。Disable該條rule可實現(xiàn)機房僅連接內(nèi)網(wǎng)而無法訪問外網(wǎng)，Enable該條rule，即可實現(xiàn)機房連接外網(wǎng)。

（5）軟路由器的行為管理

通過在軟路由中設(shè)置命令來實現(xiàn)對中心機房網(wǎng)絡(luò)進行行為控制管理，包括對網(wǎng)頁訪問過濾、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用控制、帶寬流量管理、信息收發(fā)審計、用戶行為分析等，實現(xiàn)對外網(wǎng)訪問行為的全面管理。RouterOS系統(tǒng)可在P2P流量管理、防止內(nèi)網(wǎng)泄密、防范法規(guī)風險、互聯(lián)網(wǎng)訪問行為記錄、上網(wǎng)安全等多個方面提供最有效的解決方案，極大的促進了中心機房的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和控制管理。我校中心機房Winbox控制配置某軟路由器的界面如圖2所示。

通過改造建設(shè)，實現(xiàn)了利用Winbox進行遠程登陸并控制管理軟路由器的功能，搭建好了我校泰達校區(qū)中心機房的內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)，為中心機房拓展提升教學(xué)服務(wù)功能搭建了支持平臺。

三 拓展提升高校計算中心機房教學(xué)服務(wù)功能

高校計算中心應(yīng)該不斷提升功能，深化服務(wù)，緊貼教學(xué)，服務(wù)師生，不斷深化內(nèi)涵建設(shè)，拓展服務(wù)職能。在中心機房網(wǎng)絡(luò)平臺基礎(chǔ)上，拓展提升如下教學(xué)服務(wù)功能：

1 搭建FTP服務(wù)器為師生提供資源共享服務(wù)

為方便教師開展計算機實驗教學(xué)，為機房任課教師提供教學(xué)資源平臺支持，也為方便學(xué)生下載相關(guān)教學(xué)軟件、教師布置的作業(yè)和輔導(dǎo)材料等，中心搭建了共享資源FTP服務(wù)平臺。平臺通過匿名訪問的方式，給師生提供上傳下載服務(wù)，計算中心機房的所有機器均可通過中心內(nèi)網(wǎng)進行訪問，既保證了訪問速度，又保證了文件安全，極大地方便了師生，促進了計算機實驗教學(xué)的良好開展。

2 實現(xiàn)中心機房考試服務(wù)器、一卡通控制機的集中控制管理

傳統(tǒng)機考需要在每個考試機房配置1臺考試服務(wù)器，如此配置存在安全性差、穩(wěn)定性差、靈活性差、設(shè)備浪費和管理復(fù)雜等缺點。機房內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連通后，可選擇高性能服務(wù)器作為專用考試服務(wù)器，配置專用LIPS電源，把考試服務(wù)器集中放置，實現(xiàn)考試服務(wù)器的集中控制管理，還可根據(jù)考試規(guī)模和具體考試需要，選擇把某幾個機房化為一個考場，共用1臺考試服務(wù)器?？荚嚪?wù)器的集中控制管理不僅提高了機考的安全性、穩(wěn)定性和靈活性，節(jié)約了設(shè)備資源，還使得上機考試操作方便，易于管理。

當前高校機房普遍采用一卡通上機程序控制管理，每個機房都配置1臺一卡通控制機控制管理機房計算機。網(wǎng)絡(luò)連通后，用1臺一卡通控制機即可實現(xiàn)對所有機房的控制管理，不僅可以大大節(jié)約了設(shè)備資源，還便于設(shè)置調(diào)整上機課表、方便對管理機的控制和管理。

3 搭建中心網(wǎng)站，建設(shè)信息交互平臺

計算中心機房每年承接的課程量多達幾十萬人機時數(shù)，需要與師生溝通交流的信息量很大，由于缺乏有效的信息交互平臺，使得信息交流不暢，給中心增加了很多重復(fù)性工作。中心機房網(wǎng)絡(luò)連通后，可在服務(wù)器上搭建中心網(wǎng)站，通過網(wǎng)站平臺發(fā)布中心的各項管理規(guī)定、中心機房介紹、中心課程課表信息、失物招領(lǐng)信息、機房開放通知信息、對中心工作的建議或意見、中心承接考試信息等，同時還可把學(xué)習資源、視頻資料放置到服務(wù)器上，支持學(xué)生在線學(xué)習。學(xué)生通過中心內(nèi)網(wǎng)在上計算機實驗課時就可瀏覽登陸，極大促進了中心工作的信息化、公開性、透明性和效率性，提升了中心的服務(wù)質(zhì)量和水平。

4 充分開展各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用型服務(wù)

（1）高校機房實驗教學(xué)大多采用多媒體教學(xué)廣播形式進行授課，由于受到網(wǎng)段限制，以前只能在單個機房進行廣播教學(xué)。由于機房的規(guī)模有限，大量多班課程需要使用多個機房共同授課，老師只能重復(fù)在各個機房進行講授，不但增加了教師的工作量，也影響了教學(xué)效果。中心網(wǎng)絡(luò)平臺搭建好后，可方便地把某幾個機房劃為一個子網(wǎng)，利用多媒體教學(xué)廣播同步講授，極大地方便了多班課程的上機教學(xué)工作。

（2）機房實驗開設(shè)紀錄原為紙質(zhì)，中心網(wǎng)絡(luò)平臺搭建后，中心開發(fā)實驗開設(shè)記錄電子系統(tǒng)并與上機課程數(shù)據(jù)庫相連，在泰達校區(qū)各機房推行，不僅方便任課教師填寫實驗開設(shè)紀錄，也節(jié)約了資源、提高了效率。在此記錄系統(tǒng)上又增加機房管理員與任課教師的交流互動窗口，能及時為教師解決上機教學(xué)中存在的問題，為教師做好服務(wù)工作。

（3）在計算機實驗教學(xué)中，很多大型軟件需要安裝注冊運行服務(wù)器端，通常做法是把服務(wù)器放置到學(xué)校公網(wǎng)上，供師生訪問，但存在訪問速度慢、管理配置繁瑣、安全性差等缺點。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)搭建后，可以把專用服務(wù)器端移植到中心內(nèi)網(wǎng)中，可大大提高訪問速度和安全性，并方便配置和管理。

（4）當前機房大多采用先安裝母盤，再利用同傳軟件傳送的方式進行機房系統(tǒng)維護，由于軟件更新增加頻繁，需要經(jīng)常同傳，導(dǎo)致工作比較繁瑣。集中配置多臺部署服務(wù)器，只需在部署服務(wù)器上進行更新安裝，再利用部署服務(wù)器可以輕松地把機房軟件部署到各個機房的機器中，極大地提高了機房工作效率，并可進一步實現(xiàn)中心機房的虛擬化桌面服務(wù)，使中心機房管理工作有質(zhì)的飛躍。

類似這樣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用型服務(wù)還有很多，需要在工作中不斷挖掘。

四 結(jié)束語

計算中心的工作不能僅僅停留在滿足日常計算機實驗教學(xué)工作上，還要深入挖掘服務(wù)功能，大力提高服務(wù)質(zhì)量，更好地為師生做好服務(wù)，力爭把學(xué)校機房打造成能夠為師生提供語音、數(shù)據(jù)與視頻一體化服務(wù)的綜合性網(wǎng)絡(luò)平臺，打造成學(xué)校師生獲取資源與信息的有力平臺和窗口。