專利名稱：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗裝置，尤其是一種面向高校計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)及研究、培訓(xùn)時所 用的，具有可模擬組成交換機、路由器、防火墻、服務(wù)器等設(shè)備的功能，供學(xué)生進行各種網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用實驗的專用裝置，屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是高等院校開設(shè)的一門重要專業(yè)課程。為解決該課程實際教學(xué)中普遍存在著"理 論強、實踐弱"的問題，各學(xué)校配套建立了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室及實驗裝置，旨在有效加強學(xué)生 實際動手能力。公知的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置大都采取通過各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組合搭建，利用產(chǎn)品附帶的網(wǎng) 絡(luò)管理軟件，按各設(shè)備廠商的產(chǎn)品手冊中相關(guān)操作流程作為實驗教程，這是目前高校建設(shè)網(wǎng) 絡(luò)實驗室及開展相關(guān)實驗所普遍采取的方法。利用這種方式建成的網(wǎng)絡(luò)實驗室存在以下缺點1) 缺乏專用實驗設(shè)備，為了達到實驗內(nèi)容的全面性，堆砌繁多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備導(dǎo)致實驗造價 較高，兼容性差，重復(fù)性大，利用率較低，大大增加了實驗硬件成本；2) 缺乏專用實驗操作軟件，不能按教學(xué)實驗大綱系統(tǒng)地安排實驗，僅靠產(chǎn)品自帶網(wǎng)管軟 件進行實驗直接導(dǎo)致實驗內(nèi)容不齊全、實驗效果不理想；3) 各廠家設(shè)備操作命令不統(tǒng)一及含有特殊格式，以及因此而使用的五花八門的網(wǎng)管軟件 做實驗，都會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)偏頗性較大，實驗效果不理想。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是設(shè)計一種開放式、可管理、通用型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置，以便讓實 驗者能在本實驗裝置上利用配的軟件平臺以國際標(biāo)準(zhǔn)操作命令進行所有目前流行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 的實驗。并可模擬出局域網(wǎng)、校園網(wǎng)以及城域、教育、政府、銀行、證券、保險等真實網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境，供學(xué)生開展各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗。本發(fā)明包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模塊、交換模塊、路由模塊、防火墻模塊四部分組成。各模塊的組 成及其連接關(guān)系為所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K是一臺具有網(wǎng)絡(luò)接口和串口的服務(wù)器；所述交換實驗?zāi)K是一臺具有l(wèi)個管理接口、 l個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口、 3個級聯(lián)接口和5個網(wǎng) 絡(luò)實驗接口的交換機；
所述路由實驗?zāi)K是一臺具有2個以太網(wǎng)接口和兩個廣域網(wǎng)接口的路由器； 所述防火墻實驗?zāi)K是一臺具有3個網(wǎng)絡(luò)接口的防火墻；所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 (11)與所述交換實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口 (22)連接；所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的串口 (12)與所述交換實驗?zāi)K的管理接口 (21)相連接； 所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 2 (24)與路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口 0 (31)相連接; 所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 1 (23)與防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 0 (41)相連接; 所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 3(25)為上聯(lián)接口，主要用于連接校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及其它網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備；所述路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口 1(32)與其它路由器或遠程接入服務(wù)器相連接； 所述由實驗?zāi)K的兩個廣域網(wǎng)接口與其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置的路由實驗?zāi)K或其它路由器的廣域網(wǎng)接口相連接，也可與校園網(wǎng)路由器、電信專線、光纖相連接； 所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 1(42)與外網(wǎng)服務(wù)器相連接； 所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 2(43)與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器相連接； 所述交換實驗?zāi)K的5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口 (26)主要用于和學(xué)生實驗PC機的連接； 與之配套的實驗軟件平臺安裝于每個學(xué)生的實驗PC機中，所述的軟件平臺主要由配置向?qū)K、GUI操作模塊、命令操作接口模塊和MIB重構(gòu)模塊組成。在這個實驗裝置上，驗證基礎(chǔ)理論，加強實際操作能力，搭建網(wǎng)絡(luò)工程模型，檢驗設(shè)計方案，開展高水平、前沿性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究工作。所述配置向?qū)K基于SNMP協(xié)議進行試驗系統(tǒng)所在網(wǎng)絡(luò)的拓撲發(fā)現(xiàn)，生成拓撲圖，并根據(jù)探測到的設(shè)備類型和設(shè)備所支持的功能生成配置流程圖；所述GUI操作模塊對應(yīng)于配置向?qū)У母鱾€步驟及相應(yīng)設(shè)備的功能，向用戶提供網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)信息，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)生成合理的操作界面和操作選項，給操作者提供簡潔易用的操作接口；同時，模塊還要把針對當(dāng)前設(shè)備的操作轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的命令，發(fā)送給命令操作接口；所述命令操作接口模塊底層支持串口、 Telnet和SSH連接方式，向上對網(wǎng)絡(luò)管理員提 供統(tǒng)一的命令行管理界面，同時用于GUI管理操作對應(yīng)命令的顯示。命令操作接口接收GUI 操作模塊或管理員直接輸入的命令，發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中作為網(wǎng)管代理的Telnet/SSH服務(wù)程 序，執(zhí)行配置操作，并返回處理結(jié)果。所述MIB重構(gòu)模塊該模塊負責(zé)通過命令操作接口向Telnet/SSH服務(wù)程序査詢設(shè)備信 息，在本地重構(gòu)管理信息庫MIB，以便通過GUI界面可視化輸出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。管理員執(zhí)行配置 操作，或者網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備狀態(tài)的改變，都會導(dǎo)致當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，從而 使網(wǎng)管系統(tǒng)重構(gòu)的MIB和設(shè)備實際的狀態(tài)不一致。因此，MIB重構(gòu)模塊應(yīng)在配置操作觸發(fā)之 下或者定時主動地向被管理設(shè)備發(fā)出查詢指令，對返回信息進行處理，以更新本地狀態(tài)信息。采用本發(fā)明的這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置及配套軟件平臺，與現(xiàn)有技術(shù)及實驗裝置相比，具有以下有益效果將具有多種主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件(多組網(wǎng)絡(luò)交換、路由、防火墻、服務(wù)器)以實驗?zāi)K形式組合成一套專業(yè)實驗儀器，實現(xiàn)了 "核心+模塊化實驗區(qū)+實驗操作軟件"新型網(wǎng)絡(luò)實驗室 的構(gòu)建方法，為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課教學(xué)提供一套造價低、功能較強、內(nèi)容齊全、擴展性好的網(wǎng)絡(luò)實 驗裝置，在此實驗裝置上學(xué)生可按不同實驗內(nèi)容接插不同模塊，將本裝置組成標(biāo)準(zhǔn)的交換、 路由、防火墻、服務(wù)器等設(shè)備，從而進行各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗。利用本發(fā)明的裝置及軟件，學(xué)生可依據(jù)中國計算機技術(shù)等級考試及大學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 原理課對應(yīng)自由組合實驗；特別是軟件中設(shè)計了圖形化管理及命令行格式的雙窗口實驗操作 模式，且兩種模式操作命令自動相互翻譯。即當(dāng)實驗者采用圖形模式操作時，系統(tǒng)自動翻譯 成命令行格式。通過這種設(shè)計，使學(xué)生在實驗時同時掌握目前業(yè)界最流行的兩種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 操作指令，實驗成果及效率明顯提高。


圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。圖2是軟件系統(tǒng)模塊組成框圖。圖3是軟件系統(tǒng)執(zhí)行流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的具體實施內(nèi)容。圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖，其中，IO.服務(wù)器，11.網(wǎng)絡(luò)接口， 12.串口， 20.交換機，21.管 理接口， 22.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口， 23.級聯(lián)接口l， 24.級聯(lián)接口2， 25.級聯(lián)接口3， 26.網(wǎng)絡(luò)實驗接 口1 5， 30路由器，31.以太網(wǎng)接口O， 32.以太網(wǎng)接口l， 33.廣域網(wǎng)接口0， 34.廣域網(wǎng)接口1， 40.防火墻，41.網(wǎng)絡(luò)接口O， 42.網(wǎng)絡(luò)接口l， 43.網(wǎng)絡(luò)接口2。在圖1中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置由網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K、交換實驗?zāi)K、路由實驗?zāi)K、 防火墻實驗?zāi)K四部分組成。在圖1中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K是一臺具有網(wǎng)絡(luò)接口 ll和串口 12的服務(wù)器10;在圖1中，交換實驗?zāi)K是一臺具有1個管理接口 21、 1個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口 22、 3個級聯(lián) 接口23、 24、 25和5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口 26的交換機20;在圖1中，路由實驗?zāi)K是一臺具有2個以太網(wǎng)接口 31、 32和兩個廣域網(wǎng)接口 33、 34 的路由器(30);在圖1中，防火墻實驗?zāi)K是一臺具有3個網(wǎng)絡(luò)接口 41、 42、 43的防火墻40; 在圖1中，所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 11與所述交換實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口 l相連接，完成遠程協(xié)議操作，后臺管理與維護；
在圖1中，所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的串口 12與所述交換實驗?zāi)K的管理接口 6相連接，可進行底層維護與管理；在圖1中，所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 2與路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口 0相連接，完成交換與路由的連接；在圖1中，所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 1與防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 0相連接，完成交換與防火墻的連接；在圖1中，所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口 3為上聯(lián)接口，主要用于連接校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及其它網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備；在圖1中，所述路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口 1與其它路由器或遠程接入服務(wù)器相連接； 在圖1中，所述由實驗?zāi)K的兩個廣域網(wǎng)接口 0、 1與其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置的路由實驗?zāi)K或其它路由器的廣域網(wǎng)接口相連接，也可與校園網(wǎng)路由器、電信專線、光纖相連接; 在圖1中，所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 1與外網(wǎng)服務(wù)器相連接； 在圖1中，所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口 2與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器相連接； 在圖1中，所述交換實驗?zāi)K的5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口 26主要用于學(xué)員實驗PC機的連接； 在圖2中，所述的配套實驗軟件主要由配置向?qū)K、GUI操作模塊、命令操作接口模塊和MIB重構(gòu)模塊組成。該軟件安裝于學(xué)生PC機中，通過網(wǎng)絡(luò)與交換實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)實驗接口 1 (26)連接，發(fā)送各種指令，從而操作實驗的全過程；在圖2中，配置向?qū)K基于SNMP協(xié)議進行試驗系統(tǒng)所在網(wǎng)絡(luò)的拓撲發(fā)現(xiàn)，生成拓撲圖，并根據(jù)探測到的設(shè)備類型和設(shè)備所支持的功能生成配置流程圖；在圖2中，GUI操作模塊對應(yīng)于配置向?qū)У母鱾€步驟及相應(yīng)設(shè)備的功能，向用戶提供網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)信息，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)生成合理的操作界面和操作選項，給操作者提供簡潔易用的操作接口；同時，模塊還要把針對當(dāng)前設(shè)備的操作轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的命 令，發(fā)送給命令操作接口；在圖2中，命令操作接口模塊底層支持串口、 Telnet和SSH連接方式，向上對網(wǎng)絡(luò)管 理員提供統(tǒng)一的命令行管理界面，同時用于GUI管理操作對應(yīng)命令的顯示。命令操作接口接 收GUI操作模塊或管理員直接輸入的命令，發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中作為網(wǎng)管代理的Telnet/SSH服 務(wù)程序，執(zhí)行配置操作，并返回處理結(jié)果。在圖2中，MIB重構(gòu)模塊該模塊負責(zé)通過命令操作接口向Telnet/SSH服務(wù)程序査詢設(shè)備 信息，在本地重構(gòu)管理信息庫MIB，以便通過GUI界面可視化輸出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。管理員執(zhí)行配置 操作，或者網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備狀態(tài)的改變，都會導(dǎo)致當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，從而 使網(wǎng)管系統(tǒng)重構(gòu)的MIB和設(shè)備實際的狀態(tài)不一致。因此，MIB重構(gòu)模塊應(yīng)在配置操作觸發(fā)之下 或者定時主動地向被管理設(shè)備發(fā)出査詢指令，對返回信息進行處理，以更新本地狀態(tài)信息。圖3是軟件系統(tǒng)執(zhí)行流程圖；如圖3所示，實驗操作執(zhí)行過程如下 (1)實驗人員在配置向?qū)е羞x擇具體的功能；
(2) 配置向?qū)蛳到y(tǒng)主框架發(fā)送消息；(3) 系統(tǒng)主框架向圖形操作模塊容器轉(zhuǎn)發(fā)消息；(4) 圖形操作模塊容器相應(yīng)消息，根據(jù)消息參數(shù)把相應(yīng)的圖形操作模塊功能設(shè)置為當(dāng) 前操作界面；(5) 當(dāng)前圖形操作模塊功能把管理者操作轉(zhuǎn)化為Telnet命令向系統(tǒng)總框架發(fā)送消息；(6) 系統(tǒng)主框架響應(yīng)消息，并向標(biāo)識命令接口模塊轉(zhuǎn)發(fā)消息；(7) 標(biāo)識命令接口模塊響應(yīng)消息并把參數(shù)中的Telnet命令發(fā)送給相應(yīng)的設(shè)備并返回系統(tǒng)主框架；(8) 系統(tǒng)主框架啟動MIB重構(gòu)模塊；(9) MIB重構(gòu)模塊更新本地狀態(tài)信息庫之后向圖形操作模塊容器發(fā)送消息；(10) 圖形操作模塊容器向其管理的當(dāng)前圖形操作模塊某一功能轉(zhuǎn)發(fā)消息；(11) 圖形操作模塊某一功能響應(yīng)消息，讀取本地狀態(tài)庫刷新圖形輸出。
權(quán)利要求
1.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置，其特征在于該實驗裝置包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K、交換實驗?zāi)K、路由實驗?zāi)K和防火墻實驗?zāi)K四部分組成，所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K是一臺具有網(wǎng)絡(luò)接口和串口的服務(wù)器；所述交換實驗?zāi)K是一臺具有1個管理接口、1個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口、3個級聯(lián)接口和5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口的交換機；所述路由實驗?zāi)K是一臺具有2個以太網(wǎng)接口和兩個廣域網(wǎng)接口的路由器；所述防火墻實驗?zāi)K是一臺具有3個網(wǎng)絡(luò)接口的防火墻；所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口(11)與所述交換實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口(22)連接；所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的串口(12)與所述交換實驗?zāi)K的管理接口(21)相連接；所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口2(24)與路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口0(31)相連接；所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口1(23)與防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口0(41)相連接；所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口3(25)為上聯(lián)接口，主要用于連接校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及其它網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備；所述路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口1(32)與其它路由器或遠程接入服務(wù)器相連接；所述由實驗?zāi)K的兩個廣域網(wǎng)接口與其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置的路由實驗?zāi)K或其它路由器的廣域網(wǎng)接口相連接，或者與校園網(wǎng)路由器、電信專線、光纖相連接；所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口1與外網(wǎng)服務(wù)器相連接；所述防火墻實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口2與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器相連接；所述交換實驗?zāi)K的5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口(26)與學(xué)員實驗PC機連接。
全文摘要
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗裝置，屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括網(wǎng)絡(luò)交換、路由、防火墻、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用四個實驗?zāi)K。所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)接口(11)與所述網(wǎng)絡(luò)交換實驗?zāi)K的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口(22)連接；所述交換實驗?zāi)K的設(shè)備級聯(lián)接口2(24)與路由實驗?zāi)K的以太網(wǎng)接口0(31)連接；所述交換實驗?zāi)K的5個網(wǎng)絡(luò)實驗接口(26)與學(xué)員實驗PC機連接。所述實驗裝置軟件平臺系統(tǒng)由配置向?qū)K、GUI操作模塊、命令操作接口模塊和MIB重構(gòu)模塊構(gòu)成。本發(fā)明為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課教學(xué)提供一套造價低、功能較強、內(nèi)容齊全、擴展性好的網(wǎng)絡(luò)實驗裝置；使學(xué)生在實驗時同時掌握目前業(yè)界最流行的多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作指令，成果及效率提高。
文檔編號H04L29/10GK101131798SQ20071017542
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者劉佳黎, 宇 王, 胡金春 申請人:清華大學(xué)