网络互连设备远程实验平台设计

摘要目前，对于高等院校来讲，实验（尤其是远程教育）是教学活动中一个必不可少的过程，很多学习科目都以实验课程为基础，尤其是对于一些实践性较强的学科，实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题能力至关重要。但是由于资金的相对短缺使得高等院校的实验室很难购买多套先进却价格昂贵的仪器设备，很难满足学生的实验需求。基于网络的远程实验平台技术是网络教学技术的一个尝试性的探索，是实验教学领域的一次创新。论文围绕计算机网络技术类网络互连设备的远程实验，在对远程实验技术和需求分析的基础上，重点研究了基于Internet的远程实验系统模型、工作原理及其实现中的关键技术，从理论和方法上进行了较为全面和深入地研究与探讨。在研究的基础上完成了网络互连设备远程实验平台的整体方案和各个子系统方案的设计和实施。网络互连设备远程实验平台基于Internet网络，用户可以不受时间和空间的限制，随时随地完成实验。同时提高了学校网络实验设备的利用率。为计算机网络技术专业课程实践教学、Cisco认证培训、对外服务培训，以及远程教育提供了一个很好的实验环境。系统采用先进的B/S系统开发技术，搭建了友好的人机交互平台。用户不但可以远程访问真实的网络设备完成实验，而且可以完成自学和交流。系统采用多层多级权限控制机制和恢复机制，保证系统的安全性、稳定性和实用性。远程实验平台自建成以来已成功的应用于《网络互联技术》（江苏省精品课程）、《网络管理员》（国家示范建设院级精品课程）、CCNA认证培训（包括校内外），取得了很好的效果。关键词网络互连设备；远程实验；实验机架；多级权限AbstractAtpresent,forcollegesanduniversities,experimental(especiallyremoteeducation)isteachinganessentialprocess,manylearningaccounttoexperiment-based,especiallyforsomepracticalstrongdiscipline,experimentfortrainingstudentshands-onskillsandproblemsolvingskillsarecritical.Butbecauseoftherelativeshortageoffundsmadeinthelaboratoryitisdifficulttobuymoreadvancedbutexpensiveequipment,itisdifficulttomeettheneedsofstudents.Network-basedremoteexperimentplatformtechnologiesisaWeb-basedteachingtechniqueswiththeresearch,isteachingininnovation.Papersaroundcomputernetworktechnologyclassnetworkinterconnectsremoteexperiment,experimentintheremotetechnologyanddemandanalysis,focusedresearchontheInternet-basedremotesystemmodel,operatingprinciplesandimplementationofkeytechnologies,fromtheoryandmethodsforamorecomprehensiveandin-depthstudyanddiscussion.Onthebasisofthestudycompletednetworkinterconnectsforremoteexperimentplatformoverallschemeandsubsystemsforthedesignandimplementation.NetworkinterconnectsforremoteexperimentplatformbasedontheInternetnetwork,usersarenotaffectedbytimeandspacelimitations,anytime,anywherethroughtheexperiment.Whileimprovingschoolnetworklaboratoryequipmentutilization.Asacomputernetworktechnologycurriculumpracticeteaching,Ciscocertificationtraining,foreignservicetraining,anddistanceeducationprovidesagoodexperimentenvironment.Thesystemusestheadvancedb/ssystemdevelopmenttechniques,tobuildafriendlyhuman-machineinteractionplatform.Userswhocanremotelyaccessrealnetworkdevicestogothrough,andyoucancompletetheselfstudyandExchange.Systemwithmultiplelevelsofpermissionscontrolmechanismsandrecoverymechanisms,toensurethesecurity,stabilityandusability.RemoteexperimentplatformbuiltsincehassuccessfullyappliedtotheInternettechnology(modelcurriculainJiangsuProvince),thenetworkadministrator(nationaldemonstrationconstructioncollege-levelcourse),CCNAcertificationtraining(includingschoolinsideandoutside),achievedgoodresults.KeyWordsnetworkinterconnectionequipment;remoteexperiment;experimentalrack;multi-levelPrivilege目录摘要………………………IAbstract………………………II目录………………………IVContents………………………VII第1章绪论………………………11.1选题背景及意义………………………11.2国内外研究现状………………………21.3远程实验技术发展趋势………………………41.4本文的主要内容及安排………………………4第二章系统总体方案设计………………………52.1引言………………………52.2远程实验平台功能分析………………………52.3远程实验平台设计………………………52.3.1系统总体结构设计………………………52.3.2用户登录系统设计………………………72.3.3远程实验机架设计………………………82.3.4远程实验权限控制设计………………………92.3.5程实验平台系统恢复方案设计………………………92.4开发环境和运行环境………………………102.4.1开发环境………………………102.4.2运行环境………………………102.5本章小结………………………10第三章用户登录系统设计………………………123.1引言………………………123.2用户登录系统设计………………………123.2.1用户登录系统功能分析………………………123.2.2用户登录系统功能模块设计………………………123.3用户登录系统关键技术研究………………………143.3.1系统开发模型………………………143.3.2B/S系统开发主流技术………………………163.3.3ASP.NET技术………………………163.3.4HTTPS技术………………………193.4用户登录系统设计方案………………………203.4.1前台功能页面设计………………………213.4.2后台数据库设计………………………343.4.3运行环境与实施………………………403.5本章小结………………………40第4章远程实验机架设计………………………424.1引言………………………424.2远程实验机架需求分析………………………424.2.1网络互连设备实验内容需求分析………………………424.2.2网络互连设备实验拓扑和设备需求分析………………………434.2.3远程实验架构需求分析………………………454.3远程实验机架设计………………………464.3.1实验机架拓扑图设计………………………464.3.2实验设备选型………………………474.4.3实验机架IP地址规划………………………504.4远程实验机架搭建………………………514.4.1准备工作………………………514.4.2搭建远程实验机架………………………524.4.3测试实验机架………………………534.5本章小结………………………53第5章远程实验权限控制设计………………………545.1远程实验权限控制技术分析和设计………………………545.2用户登录系统权限控制………………………545.3VPN连接权限控制………………………565.4网络设备远程登录权限控制………………………575.5网络设备多级权限控制………………………585.5.1网络设备多级权限控制技术研究………………………585.5.2网络设备多级权限控制设计方案………………………625.6本章小结………………………71第6章远程实验平台系统恢复方案设计………………………726.1系统恢复方案分析与设计………………………726.2设备系统备份………………………736.3自动恢复方案设计………………………746.4远程恢复方案设计………………………756.5手动恢复方案设计………………………756.6本章小结………………………76第7章搭建远程实验平台………………………777.1准备工作………………………777.2具体实施………………………787.2.1搭建前台用户登录系统………………………787.2.2搭建后台远程实验机架………………………787.3测试系统………………………797.4本章小结………………………79总结………………………80致谢………………………82攻读学位期间发表的学术论文………………………83发表论文………………………83科研成果………………………83参考文献………………………84ContentsAbstract………………………IContents………………………IVChapter1Introduction………………………11.1Backgroundandsignificanceoftopics………………………11.2Researchstatus………………………21.3Remoteexperimentaltechnologytrends………………………41.4Themaincontentsandarrangementof………………………4Chapter2Overallsystemdesign………………………52.1Introduction………………………52.2Functionofremoteexperiment………………………52.3Designofremoteexperiment………………………52.3.1SystemArchitectureDesign………………………52.3.2UserLoginSystemDesign………………………72.3.3Experimentaldesignoftheremotechassis………………………82.3.4Experimentaldes