网络实验室建设方案.docx
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网络实验室建设方案
网络实验室建设方案
一、网络实验室建设背景
教育领域以教育体制改革为核心，进行了院校合并、专升本、学员扩招、新校区建设等等变革，实现了教育行业规模的扩大，基本解决了社会对高学历人才的供需矛盾，建立了院校自我积累、自我发展的健康发展机制。
随着通信技术的飞速发展，社会对网络的建设人才、管理人才和运营人才有大量的需求，对人才的技术素质的要求也有很大的提高。
因此，学校为了使学生能更好的学习和掌握技术知识，必须加强相关专业的教学和科研环境的建设和改造。
只有提高计算机专业、信息安全专业、数据通信专业的教学质量，改进教学手段，加强实践环节，使学生尽快掌握最新的网络技术知识，具备较强的理论和实践相结合的能力，才能使学生日后更好地服务于社会，同时这也是关系学校教学评估的一项重要指标。
网络实验室是随着信息科学技术教育的发展而建立起来的，在教学和科研中具有非常重要的作用，是学校教学实验环节中最重要的组成部分之一。
网络实验室的建设水平、教学科研水平不仅反映出学校的办学水平，而且对学生的学习、教师的教学也将产生巨大的影响。
复合型人才培养
现在很多学生都面临就业难的问题，70%毕业生找工作难，而工作岗位却很多，这就说明很多毕业生和企业用人标准之间存在一定差距，很多用人单位更希望应聘者不仅具备较好的理论知识，更应具备较好的实践能力，乃至对相关行业有一定认识。
这就说明掌握理论、实践能力、行业知识的复合型人才才能更具竞争优势，更能满足社会的需要。
新技术、新应用研究开拓
高等院校一直是国家新技术、新应用研究的重要力量。
国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》提出，2020年我国全社会研究开发投入应达到9000亿元左右。
同时信息产业核心技术为8大目标之一。
基于以上背景，教育部对高校重点工作提出要求：
积极争取承担国家重大科研任务，大力促进产学研有机结合，充分发挥高校应用研究重要方面军和科技成果转化生力军的作用，大力加强基础学科研究，重点开展交叉学科研究，支持前沿高技术研究。
行业网络、信息技术发展的需求
在很多行业中，IT部门更多的是提出新技术新应用的需求，而缺乏独立开发的能力，这往往是因为IT在这些行业当中是作为辅助支撑的角色。
那就需要在此方面专业的研究机构提供帮助。
同时高校的科研成果在各个行业当中得到采用，是形成生产力转化的重要途径。
从这两点我们可以得出，高校完全可以利用自身技术与设施的优势服务于社会。
在此背景下，为了顺应各种网络专业教学、科研和培养人才的需要，高等院校在基本完成教学、科研、图书馆等部门的校园网络建设后，高校网络实验室的建议已成为学校信息化的下一个重点。
二、大学网络实验室需求分析
2.1开放的实验设施平台
大学实验设施平台具备开放性实际上是对科研研究工作的一种深度支持的表现。
本身研究工作就是要实现前人未能实现的技术与应用，在现有网络实验室的设施上要求具备提供二次开发接口的能力。
比如：
多数行业都需要集成呼叫中心的业务，那么我们IP语音设施必须要提供中间件平台，针对行业应用定制开发个性化的产品和方案，最终形成有效的研究成果转化；针对中国信息安全的国情，很多国外先进的研究机构不一定十分了解，研究中国信息环境下安全问题的“数字疫苗”，并分发到相应的入侵抵御系统，那么“数字疫苗”也是一种研究成果的转化。
2.2有效的实验平台管理和实验业务管理
为了提高大学网络实验室的利用效率，科研人员和培训学院在使用时，一般是分期、分批的方式使用。
那么这对实验平台和科研进度、教学进度带来一定挑战。
比如实验室可以分成多个实验小组，每个小组对自己的实验设备拥有控制权限，而不应该干扰其他实验小组的工作；一个实验小组在利用完设备后，下一个小组将会对这些设备进行全新的配置，那么就应该在第二个小组回到实验室后，统一将设备配置状态恢复到上一次的科研进度；由于晚上做实验的人比较少，可以利用开放远程实验的方式，允许科研人员从实验室外（家中、宿舍、外地宾馆……）远程访问实验室，并且对访问权限和安全性进行控制。
2.3丰富、清晰的培训教材
对于大学网络实验室承担的培训工作，比如基础课程的培训、行业组网应用培训，应该具有丰富、清晰的教材，包括教师指导书、学员课本和实验手册。
这样可以充分提高教学培训的效率。
但是不是所有标准化教材都能满足所有实验室，很多学校在承担特殊化的培训工作时，往往需要定制开发教材，这就需要实验设备提供商和学校联合开发相应的课程。
2.4师资培训新技术交流
大学多数科研人员和授课教师都有很深的学术功底，但是不见得对实验设备了解非常深入，这就对科研进度和培训工作带来影响。
供应商在提供实验设备的同时应该对科研人员和授课教师进行详细的设备使用培训，使他们能够更好的开展后续工作。
为了使研究、培训内容跟上最新技术的发展，应当有业界技术领先的企业定期和科研人员、授课教师充分交流前沿技术的发展，已达到开拓科研视野、增加企业产品方案竞争力的双赢目的。
2.5权威认证培训
来到实验室接受培训和参加技术进修的学员，实际上对实验教学内容和实验设施比较挑剔的。
这是非常现实的，因为每个人都不希望来到实验室还是学习很多过时的技术，也不希望学习一些非主流设备。
除了自身技术技能的提升，另外一个学员关心的问题是能够拿到一个非常权威的、被广泛认可的能力证明，这对学员个人今后的发展会有较大促进作用。
2.6技术服务保障
大学实验室网络可靠性不及电信、金融系统对设备可靠性要求高，但是如果科研课题进度非常紧，或者学员是付费使用实验室，那么实验平台对可靠性以及厂家对故障的服务响应就非常重要了。
另一个维度来讲，实验平台涉及多种高、精、尖技术，厂家服务人员对技术掌握的深度和范围也显得非常必要。
三、H3C网络实验室解决方案
华三通信网络实验室解决方案包括网络基础架构（路由、交换）、网络安全、无线网络（WLAN）、存储、监控、网络管理等特色解决方案，通过教材和实验手册，将网络知识学习与技能培养有机的结合起来，全面阐述了网络组网技术，跟踪网络技术发展动态，以培训面向社会、面向未来的具有全面技能的网络人才为最终目标。
各职教院校可根据实际需求情况、组合各类培训课程，通过基本网络技术培训、高级网络技术培训、认证网络专家培训这种由浅入深的教学培训方式，培训不同层次社会需求的学员，并为学员长期发展提供全面网络技术培训方案。
3.1.网络基础架构
1，需求介绍
路由和交换是网络建设的基础，也是各种网络应用的传输平台。
华三通信公司的网络基础架构方案通过为学员搭建一套满足各种局域网交换和广域网路由测试需求的基础网络平台，使学员可以熟悉网络基本协议、学习组网设计、模拟各类实际环境、排除网络故障等，同时亲身体验所设计网络的高速连通性、高可靠冗余等特性，完成从认识、熟悉到设计、排错等多种培训和实验，熟练掌握网络实用技术，并通过华三通信的多种认证考试。
实验室方案中的设备选型采用模块化设计理念，在满足网络基础架构培训的基础上，还可叠加语音、安全、视频等多种设备，满足华三通信网络技术学院所要求所有培训课程要求，结合华三通信的认证计费功能、远程VPN接入功能等，还可在计算机教学领域提供对外有偿培训服务。
大学网络实验室已经建立了路由交换实验室，本次方案设计暂不考虑。
3.2.网络安全
1．需求介绍：
安全威胁无处不在，简单的防火墙已远远不能保护网络的安全，用户在尽情享受网络带来的巨大便利性的同时，如何保障关键信息不受侵犯，还需要多层次、多种安全技术的相互配合。
对于来自Internet的外部安全威胁，防火墙是网络安全的第一道防线，而与防火墙相配合的IPS/IDS、VPN等设备和技术，则能充分弥补防火墙只能在IP层抵御网络攻击的不足。
而最大的威胁还是来自用户网络内部。
据统计，80%的网络攻击和泄密行为都是在网络内部发生，如何防范非法用户的接入，如何为不同部门、不同类型的应用、不同的人员提供不同的网络访问控制权限，成为内部网络安全的关注点，这涉及交换机VLAN技术，ACL技术，终端用户认证等多种技术。
网络安全的实现除了需要选择合适的安全产品，更需要安全产品之间、安全产品与网络产品之间的相互配合，但由于传统安全产品和网络产品都是由不同厂商提供，并且目前还缺乏国际标准的安全联动协议，这成为安全解决方案中很大的缺陷，华三通信作为一家全系列网络产品、安全产品的单一提供商，在全面安全解决方面具有天然优势。
在实验室实验方案设计中，华三通信以全系列安全产品和网络产品相互配合，设计了多种安全实验，为广大学生及学员提供不同层次的安全产品实验环境，以期全面掌握网络安全技术，并最终成为认证的网络安全专家。
2．实验拓扑图：
3、实验内容、目标
3.1防火墙实验：
实验内容：
搭建模拟环境，仿真各类攻击，配置SecPath防火墙，实现各种功能，如：
基于状态的访问控制；动态/静态NAT和PAT功能；双向NAT，支持基于策略的NAT；防火墙冗余备份及故障切换；静态/动态路由；其他安全功能（DNS保护，FloodDefender，FloodGuard，TCP阻截等）
培训目标：
全面了解网络面临的安全威胁，掌握防火墙的工作原理和防火墙工程实施步骤。
3.2UTM实验：
实验内容：
模拟实际网络环境，配置IPS功能抵御来自网络内部的攻击，尤其来自于合法用户的病毒和攻击。
包括IPS监控数据采集、设备安全性测试、攻击防御策略测试、主动告警功能测试等内容。
培训目标：
掌握IDS/IPS部署设计，理解工作原理，熟悉IDS/IPS网络安全策略以及相关工程实施步骤。
3.3VPN实验：
实验内容：
搭建基于二层、IPSECVPN的网络技术和各种不同的VPN连接技术，实现点对点，点对多点，远程访问等环境。
针对目前企业中经常使用的ADSL宽带包月、小区宽带接入等方式，传统的VPN技术很难基于私有IP地址、动态IP地址建立隧道，H3C的动态VPN技术很好的解决了这个问题，使得VPN技术具有更广泛的适用性。
RSA双因素认证实验需要另配。
教学目标：
了解VPN基本技术原理，掌握多种VPN设计及应用环境，熟悉VPN网络的配置流程。
3.3.WLAN无线通讯系统
1，需求介绍：
随着网络应用的逐渐普及，人们对网络的依赖性愈来愈强，需要随时随地接入网络，获取服务，WLAN无线接入方式越来越得到用户的认可，但如何解决WLAN部署过程中涉及的网络安全、带宽、QOS、传输距离、抗干扰能力等问题，成为WLAN成功实施的关键。
我们为大学网络实验室设计了WLAN实验课程，以使学生、学员随时掌握无线网络技术的最新发展。
2，实验拓扑图
3，实验内容、目标
内容包括WLAN网络环境的构建，AP、无线网卡、无线交换机、工作组网桥、室外网桥等的配置，尝试各种联结方式，同时试验各种加密认证方式，模拟实际实施环境，尝试无线用户管理。
培训的最终目标是使学生、学员掌握WLAN的基础技术，成为认证无线专家。
3.4.IP存储
基于IP的存储网络技术让数据的集中整合和远程共享成为可能，并且带来了极具竞争力的高性能、低成本特性。
作为全球IP领域的领导厂商之一，H3C一直致力于推动iSCSI技术的发展，潜心开发符合客户应用需要的网络存储产品和相关解决方案。
H3C的存储产品支持持续数据保护和系统级的数据备份功能，可为应用系统提供连续的数据快照，有效的应对病毒、人为误操作导致的数据丢失问题，结合远程启动功能，能对用户终端进行快速恢复。
除此之外，H3C存储产品还提供VTL虚拟带库功能、WORM等多种功能，能为用户的数据保护、业务保护提供全面的解决方案。
通过对H3C的网络存储产品进行学习，可让学生掌握当前存储领域的最实用技术，并针对不同用户需求设计不同安全级别的存储解决方案。
实验内容、目标
ØIP存储系统以及网络环境搭建
Ø了解RAID技术和存储设备的配置升级方式
Ø掌握数据快照、VTL、WORM、远程启动技术的配置方法
Ø模拟远程备份、设计存储解决方案
Ø教学的最终目标是使学生、学员掌握存储基本原理，了解存储技术的最新发展情况，能对存储设备进行熟练配置，并设计完整存储解决方案。
3.5IP-监控
H3CIP智能监控方案充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的技术，采用开放的架构，标准的技术实现。
将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。
系统中视频流并不在监控中心上集中处理，而是通过网络的路由交换以分布式的形式分发出去，避免了由于媒体流处理的性能压力而造成的瓶颈问题，从而可以实现监控规模的无限制扩展。
H3C自主开发提供的是一个高质量、开放和标准的网络视频监控管理平台，包括了编解码器、存储、网络和基础视频管理平台
通过对H3C的IP-监控产品进行学习，可让学生掌握当前监控领域的最实用技术，并针对不同用户需求设计IP监控解决方案及实施能力。
IP智能监控方案体系架构图：
实验拓扑图
实验内容、目标
ØEC、DC实验
Ø监控组播实验
Ø监控录像存储实验
ØVM、VC实验
Ø云台控制、预置位实验
ØVM添加DC、EC、摄像头实验
教学目标：
使学生、学员掌握IP监控原理，能对IP-监控设备进行配置，并设计IP监控方案。
四、H3C实验室管理方案
4.1实验平台管理
统一的教学管理平台
所有用户（管理员、教师、学生）的操作统一到一套系统上，即在登陆网络实验室系统时候，根据登陆人员的角色（教师、学员）进入不同的视图。
管理员和老师进入管理视图进行网络实验教学管理和实验设备管理，学员登陆后可以选择实验并进入教师定制的网络教学实验，大大方便了教学和管理。
图1-1学生视图
图1-2教师视图
贴近教学的实验管理
面对大量的网络实验内容，如何有效的进行实验规划，方便实验管理成为一个着重的方面。
NEMS实验内容管理提供实验内容、实验课程、实验分类等组织形式。
针对实验内容的集合，H3C公司创造性的提出实验包概念。
• 虚拟实验资源-实验包
实验包定义了实验需要的实验设备数量、设备类型、实验初始配置、实验正确配置、与实验设备管理的屏蔽命令集、实验组网拓扑、实验说明等；将实验中需要的所有资源有机的集合。
图1-3实验包管理
• 实验场景管理
在进行实验前，教师可以对各个实验小组需要的实验环境进行实验预设，即实验场景，H3CNEMS为此提出了实验场景的设计理念。
教师通过将虚拟实验资源-实验包与具体的实验资源进行映射，建立真实的实验场景。
学生在实验过程中专注于实验场景范围内的实验设备，任何两组实验设备之间没有网络连接，使实验过程互不干扰、实验结果清晰可信。
• 实验课程管理
实验课程根据教学内容将纳入必须的实验包。
教师可以根据教学安排将实验包进行分类管理。
4.2智能的实验过程管理
相比普通的教学实验，网络实验由于设备较贵并且需要配置完成，如果保证实验效率和实验秩序呢？
H3CNEMS实验过程管理保证教师可以对实验从准备、启动、结束、实验成绩提交的整个实验生命周期进行管理。
• 实验环境一键恢复
恢复实验初始配置，便于学生快速的重新开始实验，保证网络实验的正常有序进行。
• 实验片段智能恢复
实验片段智能恢复，将上次实验配置恢复，保证实验的连贯性，通过此功能可以进行大型实验和连续的实验。
• 实验配置一键清
实验一键清，实验设备马上恢复到出厂配置或者初始配置，初始配置可以由教室指定，极大的减轻教师管理和维护的工作量。
图1-4实验过程管理
4.3严格的学员实验行为管理
网络实验中如何管理学员在实验中行为是教师必须面对的问题。
NEMS为教师提供了全面学员实验行为管理。
• 学员访问一键控制
通过智能学员访问控制功能，针对某个实验教师仅需单击一次下发ACL，即可以保证所有当前实验学员只能访问预先设置的实验设备，保证网络实验有序进行。
• 设备命令智能屏蔽
为防止学生对设备进行不可逆转的操作，保护设备，可以提供命令屏蔽功能，使这些危险命令不能生效。
屏蔽命令可由教师针对单台设备指定，NEMS智能适配，无需教师对具体命令参数了解。
图1-5屏蔽命令集管理
4.4灵活的学员管理模式
在网络实验教学管理中，学员由于人数众多，难于管理。
NEMS提供了基于组织结构和实验小组多维度管理模式。
• 组织结构管理
基于学校的组织结构进行学员的统一管理。
并提供了手工添加和文件导入便捷的学员增加功能。
通过基于组织结构的统一管理便于教师进行实验成绩、教学统计等教学管理。
图1-6组织结构管理
• 实验小组管理
实验小组管理允许教师根据实验资源和教学进度对参与实验的人员进行灵活的调配，便于教师对实验学员的组织。
同时为实验学员和实验资源的映射提供必要的保证和基础。
图1-7实验小组管理
4.5强大的实验结果和实验成绩管理
实验结果和实验成绩作为实验教学的重要组成部分。
实验成绩管理可以进行成绩查询、导出实验成绩。
实验结果验证功能极大的减轻了教师的工作量。
图1-8实验结果管理
4.6先进的网络教学管理模式
NEMS将实验、资源、人员网络实验要素合理的组合在一起，并根据教学需要进行组合和划分，从而建立完整的实验环境。
NEMS通过建立实验环境，将实验资源和实验人员进行一对一的映射，教师通过简单的实验环境部署即完成了实验的准备工作，将复杂的网络实验教学组织的严格而有序，实验小组中可以多人操作、多人实时观摩，做到屏幕监控和协作学习。
实验场景保证了实验需要的可用资源。
实验行为管理保证了实验资源可以被学员高效的利用。
图1-9实验环境管理
4.7完备的网络实验教材
建设实验室最主要的目的是为了改善教学环境，更好的为教学服务，提供给学生动手的试验环境，提高学生的动手能力，增加学生的就业竞争力。
为满足这样的需求，H3C不仅提供网络设备，还提供整体的实验室解决方案，为实验室配套提供了内容丰富实验内容、详尽的实验指导手册、周到的师资培训等系统支持。
H3C公司为网络实验室系统（NEMS）配套了详尽的专业实验手册，以供教学参考。
实验手册中对每个实验的教学目的、实验的设备、实验设备间相连的网络拓扑、实验操作步骤、实验结果及验证等内容，描述详尽、图文并茂，可以直接当作教材用。
H3C还提供了专业的师资培训服务，每个合作的学校都有免费师资培训的名额。
通过培训，能够让授课讲师达到更高一层的专业水平，进一步熟悉网络设备的配置、调试等技术，迅速开展对学生的实验教学，便于将实验课程快速融合到教学计划中。
4.8远程开放实验室
由于晚上做实验的人比较少，实验室利用效率不高的问题，建议部署开放远程实验允许科研人员从实验室外（家中、宿舍、外地宾馆……）远程访问实验室。
不论学生、科研人员、教师身在何方，只要能够访问到互联网，即可通过VPN隧道方式访问到实验室的VPN网关。
对于可远程访问的操作员需要进行用户帐号管理何身份鉴权，华三SecPath系列VPN网关和CAMS综合访问管理服务器可以对远程用户有效管理；可以对用户访问实验台的权限进行控制；可以限制同一帐号不允许同时有两人使用。
远程开放实验室的增值——24小时100%利用
远程开放实验室的增值——运营管理
Ø支持灵活计费策略：
丰富的优惠策略，白天、夜晚、周末不同价格，并调整过于集中的使用时间；
Ø多计费内容：
按照实验长度计费，按照实验台类别和实验内容计费；
Ø付费方式：
预付费方式，后付费方式，充值卡用户；
Ø计费管理：
综合计费管理平台，用户自主管理。
五、H3C网络实验室的相关服务
5.1实验教材
作为网络实验室,最重要的功能首先是能够满足学生的教学工作，满足对社会开展各种培训的需要，因此，一个好的教材非常重要。
华三公司针对用户的需求，开发了各种教材，可以满足学校教学的需要。
4.1.1标准化教材
《华三网络学院系列教程》1-2学期：
第一章计算机网络基础
第二章OSI参考模型
第三章物理层
第四章数据链路层
第五章网络层
第六章传输层
第七章应用层
第八章远程接入技术
第九章交换机配置和应用
第十章路由器配置和应用
第十一章网络安全技术
第十二章网络可靠性
第十三章网络管理
第十四章网络故障排除
《华三网络学院系列教程》3-8学期：
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《IPv6技术》
第1章IPv6基础
第2章IPv6地址技术
第3章IPv6单播数据转发
第4章IPv6基础实验
第5章IPv6基本协议分析实验
第6章IPv6部署
第7章IPv6部署实验
《网络安全技术》：
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《网络安全实验手册》：
（不含IPS实验）
SecpathFW特性实验
实验1防火墙特性的初始配置
实验2防火墙工作模式的配置
实验3ACL规则配置
实验4防火墙安全区域的配置
实验5防火墙包过滤配置
实验6ASPF状态检测功能测试实验
实验7攻击防范测试实验
实验8黑名单验证测试
实验9地址绑定测试实验
实验10网页过滤测试实验
实验11邮件过滤测试实验
实验12邮件告警功能测试实验
SecpathVPN特性实验
实验1SecpathIPSec实验
实验2SecpathDVPN配置基础
实验3SecPoint和SecKey测试实验
《无线WLAN技术》：
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《无线WLAN实验手册》
华三WX无线交换机实验
实验1无线交换机MAP管理配置基础
实验2无线交换机加密和认证配置基础
实验3无线交换机MobilityDomain配置
实验4无线交换机网规网管软件
华三WA无线接入点实验
实验1服务集标识SSID配置
实验2WLAN链路层认证和加密
实验3802.1X认证配置基础
WLAN网络实训培训教材（无线背景知识）
《IMC智能网络管理技术》：
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《IMC智能网络管理技术实验手册》：
实验1用CAMS做AAA服务器搭建运营网络
实验任务一：
连接CAMS服务器、以太网交换机与客户端PC
实验任务二：
配置交换机上802.1X与RADIUS相关的命令
实验任务三：
CAMS上配置接入设备（NAS）信息
实验任务四：
配置接入用户使用的计费策略、服务和帐号信息
实验任务五：
客户端PC使用iNode客户端进行认证上网
实验任务六：
查看在线用户信息、上网明细和帐单记录
实验2EAD解决方案确保网络安全
实验任务一：
连接CAMS服务器、以太网交换机与客户端PC
实验任务二：
配置交换机上802.1X与RADIUS相关的命令和访问控制列表
实验任务三：
CAMS上配置接入设备（NAS）信息
实验任务四：
配置接入用户使用的安全策略、服务和帐号信息
实验任务五：
客户端PC使用iNode客户端进行安全认证上网
实验任务六：
查看在线用户安全状态信息、安全认证记录
实验3XLog基本功能实现
实验任务一：
DIG日志实现
实验任务二：
NetStreamV5日志实现
实验4iMC基础
实验任务一：
设备组网及配置
实验任务二：
添加设备到iMC网管
实验任务三：
拓扑管理
实验任务四：
性能管理
实验任务五：
告警管理
实验任务六：
设备面板管理
4.1.2定制化教材
此外，华三公司为满足不同用户不同层次的培训需求，除了向客户提供标准的网络产品培训课程和网络技术认证培训课程，还提供客户化定制培训服务。
并可提供定制
升级会员 