计算机实训室概述
随着新一代计算机信息技术的快速发展，目前，各行各业都需要专业的计算机网络技术人才。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》和2035年远景目标中，第五章“加快数字化发展，建设数字中国”的远景目标是“迎接数字化新时代，激活数据要素潜力，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会和数字政府，以数字化转型整体带动生产方式、生活方式和治理方式变革。”，计算机网络技术是数字基础设施，是云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实、增强现实等数字经济关键产业发展的基石，是智能交通、智慧能源、智慧制造、智慧农业水利、智慧教育、智慧医疗、智慧出行、智慧社区、智慧家庭、智慧政务等数字场景正常运行的根本底层技术。
数字化转型离不开计算机网络技术。因此，培养会设计、集成布线、安装、调试、维护整个计算机系统的计算机人才是当今教育教学的热点，也是社会对计算机人才的要求。计算机技术是一门对实践要求很高的学科。单纯的课程论培养不出真正掌握网络技术和网络操作系统的人才。建设计算机网络综合实训室可以满足计算机教学的实际需要。
第一部分前景
1.1计算机网络技术专业人才的需求和发展前景
计算机技术专业人员分为两类:网络工程设计人员和网络工程实施技术管理人员。
一些大型网络公司使用有一定工作经验或高学历的人才进行网络设计，而就业的高职学生主要管理网络项目的实施。而规模较小的网络公司则希望招聘的人才具备网络设计和网络实施管理的双重能力。
目前，计算机和网络已经广泛应用于我们的社会，对人们生活的各个方面和社会工作的发展产生了革命性的影响。自1994年中国接入互联网以来，互联网应用群体、应用领域和应用水平不断提高。21世纪以来，上述领域发展迅速。对中国互联网现状的分析应该包括以下几个方面:首先是互联网的相关基础，主要指网民的IP地址、网站、域名等软资源，以及网络设备、网络光缆等硬件资源。中国互联网软资源从2007年开始快速发展。随着经济的快速发展、居民收入的不断增加和国家政策的支持，目前我国网民数量已居世界第一，但网民地域分布极不平衡，主要集中在东部经济发达的城市地区。在网络应用方面，CNNIC发布的数据显示，中国网民的互联网应用集中在音乐、影视等娱乐领域，办公、学习、开发等互联网应用不足，但呈上升趋势。与此同时，中国计算机网络技术的应用仍落后于发达国家。计算机网络技术应用层次浅，计算机网络技术创新应用和发展不足，计算机网络技术秩序不够规范。
在可预见的未来，中国互联网的整体发展将呈现以下趋势:
中国互联网开放水平将进一步提高。随着监管机制的不断完善，国家将能够在确保信息安全的基础上提高互联网开放水平，进一步丰富互联网信息来源，进一步提高与国际同步的水平；
随着互联网应用水平的进一步提高，电子商务和电子办公将成为主流。随着互联网资源的丰富和对年轻一代互联网技术教育的普及，未来互联网的应用水平和领域将大大提高，计算机网络技术的应用水平将大大深化，对人们的日常生活将产生更加深刻的影响。
随着互联网技术的进一步发展，互联网操作将更加简单和人性化，更多的人将能够享受到互联网的好处。举个简单的例子，目前，网络购票日益成为铁路购票的主要方式；
网络秩序进一步改善，互联网进一步规范。随着网络规模的进一步扩大，有必要通过制度化设计来保障互联网秩序。
舆论对网络信息的影响进一步加强，并且随着网络的进一步普及。网络信息的舆论影响力将超越传统媒体信息。最后，更加注重计算机网络技术创新人才的培养，计算机网络技术创新的发展动力更加充足。
中国信息通信研究院发布的《中国网络安全产业白皮书》显示，2019年中国网络安全产业规模达到1563.59亿元，比2018年增长17.1%。预计2020年工业规模约1702亿元，增速8.85%。2015-2020年中国网络安全产业规模增长如图。
中国信息通信研究院发布的《中国网络安全产业白皮书》
1.2计算机网络技术职业技能要求
职业技能分类
网络建设与运维职业技能等级分为初级、中级、高级三个等级，三个等级依次递进。高级涵盖了低级职业技能的要求。
职业技能水平要求描述
1.3计算机网络实训室建设的需求分析和必要性
①计算机网络课程在中职教学中以抽象性和理论性强著称。首先，抽象在于计算机网络是一个相当复杂的系统结构，学生学习理论知识比较困难。也许是因为他们没有足够的求知欲，导致学习热情不高。实训课程的开发可以通过可操作的实验提高学生的求知欲。因此，有必要加强计算机网络实训室的建设，培养学生对计算机网络课程的兴趣，提高学生的实践能力，为社会输送合格的技术人才。
②随着教育改革的提出，中国开始重视现代职业教育。从现代中等职业学校的教学模式分析，很多中等职业学校的教育内容与岗位要求、理论与实践脱节，培养环境和师资不能满足培养计算机技能型人才的需要。通过建设计算机网络实训室，可以促进学生网络职业技能的学习。
③与软件技术人员相比，网络技术人员的就业范围更广，知识体系更复杂，对专业技能的要求也更高。目前，网络工程师已经成为国内信息化实施的巨大瓶颈。网络工程师在学习过程中注重实践，搭建了计算机网络实训室，提供了实践的实训环境，对于基础相对薄弱的人来说更容易学习，对以后的就业有很大的帮助。
④网络工程师的就业范围相当广泛，几乎所有的IT企业都需要网络工程师来帮助用户设计和构建计算机信息系统；几乎所有拥有计算机信息系统的IT客户都需要网络工程师负责运维。所以网络工程师比软件工程师就业机会多，可以在数据库管理、WEB开发、IT销售、互联网编程、数据库应用、网络开发、客户支持等领域发展。
⑤全国职业院校技能大赛的需求。通过大赛，对参赛选手的专业技能和综合能力进行综合考核。
⑥精品课程开发的需求。
1.4制造商简介
武汉微众智创科技有限公司是国内IT极简教学的创始人。
武汉微众智创科技有限公司是国内IT极简教学的创始人。
1.5成功案例
1.6全国职业院校技能竞赛
2020年第一届全国技能大赛信息网络布线项目、第46届世界技能大赛工业4.0项目湖北省选拔赛
2019年孝感市第十二届中等职业学校技能大赛网络综合布线比赛
2019省实训网络安全系统安装与维护专业教学实践大赛
2019第46届世界技能大赛武汉选拔赛信息网络布线项目
1.7计算机网络实训室建设理念
网络综合实训基地以构建“教、学、做”一体化的教学环境和校内生产性实训基地为理念，从演示实践教学、基本技能训练实践教学和工程项目实践教学三个层面为计算机网络技术课程教学提供整体实践教学解决方案。基于计算机网络工程工作过程的工程项目实践教学充分体现了职业教育的特点。
在计算机网络综合实训室的建设中，需要明确建设的核心理念:为岗位培养技能型人才，提高中职学生的就业对口率。因此，在计算机网络综合实训室的建设中，应突出实训环节，从硬件、软件、系统等三个方面进行网络综合实训室的建设。，以职业岗位技能培训为目标。
网络实训室的硬件建设
网络实训室的硬件主要包括设备布局、设备选型、设备保护两个方面。首先，设备布局应确定实训室的面积和整体结构，以确保集线器和交换机可以放置在合理的位置。应提前研究所有网络电缆和布线，以便于将来的维护。其次，在设备选型上，在明确设备管理和教学使用的前提下，相应规划设备的品牌和类型。例如，常用的设备品牌有思科、中兴、神州数码、H3C、华为、锐捷、迈普等。常用的设备类型包括交换机、路由器、防火墙、机柜等。设备的选择需要根据不同的教学要求来设置。最后，设备的正常保护可以提高设备运行的效率和稳定性。防静电、防雷、防潮、保温是一些常见的设备维护手段，适当的维护手段可以提高网络实训室的使用寿命。
网络实训室的软件建设
网络实训室往往存在重硬件轻软件的误区，但网络综合实训室的软件建设也是网络综合实训室建设的一大重点。常见的网络综合实训室软件包括设备仿真软件、虚拟机软件和开放式计算机网络虚拟化实验室。这三个常用的软件程序在网络实训室的建设中起着至关重要的作用，设备仿真软件可以提供一个虚拟的网络环境，在其中可以进行网络建立和网络管理等操作。虚拟机拥有者拥有完整的硬件系统功能，通过它电脑可以安装配置服务器等操作，一定程度上可以减少实训室管理的维护；网络虚拟实验系统主要利用浏览器拓宽学生实训的时间和空间。虚拟实验系统的主要思想是通过软件模拟硬件，从而节约成本，增加实训机会。
综合网络实训室系统的构建
综合网络实训室有很多设备和软件程序，通常会保存相应的实验数据。因此，网络实训室的安全性和保密性非常重要，一个科学严谨的网络实训室系统是保证实训室稳定运行的基础。
1.8计算机网络实训室建设目标及配置清单
建设的总体目标是:服务于计算机网络技术专业相关专业课程的教学和培养需求。
实训室设备清单配置(仅供参考)
网络实训室设备清单配置
1.9计算机网络实训室规划建设空机房设计
计算机实训室平面布置图
计算机实训室规划建设三维效果图
计算机实训室设计效果图空
第二部分介绍了计算机网络实训室。
2.1计算机网络实训室拓扑结构
网络实训室解决方案是高校网络相关专业的综合实训基地解决方案。该培训系统采用B/S架构，通过公有云教学培训平台的在线学习模式，可以轻松实现网络系统建设和运维技术的教与学场景的灵活性。系统采用实训设备+实训云平台的方式，通过初级、中级、高级的划分，培养真正符合企业要求的专业技术人才。
同时，该方案为每一项教学和训练内容配备了相应的实验工具、实验环境和实验说明。该方案采用公有云的部署架构，在不改变用户原有网络环境、不影响机房业务的情况下，通过培训云实现培训教学系统和分组机架的部署。同时，方案部署灵活，实践教学系统不仅可以部署在实验室局域网内，还可以部署在校园网内，师生可以随时随地通过系统进行学习。
计算机实训室的拓扑结构
2.2计算机网络培训平台架构
该架构包括分组硬件设备、教学云、培训云、测评云、课程资源、管理平台和公共云。成组硬件设备主要为教学实验环境提供网络设备和管理系统的硬件服务支持。云平台主要通过教学云、实战云、测评云来管理整个实验教学过程。课程资源主要涵盖网络技术方向的教学实验课程资源。管理平台分为学生、教师和管理员来管理系统的不同功能。公有云实现教学资源的在线分析和分发。
网络培训平台架构
2.2.1硬件设备分组
分组硬件设备由两部分组成，针对教学培训云平台服务器的管理和建设，承载底层运行的服务器集群；用于专业技能学习的一种配有网络的分组硬件设备。
分组硬件设备
2.22公共云平台
公有云平台主要承载模拟教学全过程的私有云模块，以及教学云、实战云相关的业务平台。该平台主要由课程资源和教学业务逻辑组成，集教学、实训、评价于一体，方便师生进行整个教学过程。
教学云
教学云平台是帮助学生构建完整知识体系的利器。平台配有教学资源，涵盖了当前主流专业岗位所需的技术知识。通过对各项技术的理论学习和实验操作，使学生在平台上掌握技术原理，从而构建完善的网络知识体系。
上课前:
教师系统备课，熟悉教学内容，制定实验课程计划，包括实验内容、要上的课、课程时间等。同时还可以发布课程计划，将讲座信息同步到学生账号。
中等:
在实验课程的课堂实践中，教师和学生可以在课堂上实时在线回答对方的问题，并在实验完成后提交实验报告。
课后:
教师可以对学生提交的实验结果进行评估，同时发布实验结果。并且系统提供一键恢复出厂，可以轻松解决班级间的课程切换。
魏云课堂课程教学
培训云
云培训培养学生的目的是让学生能够满足现在的工作要求。这个需求包括技术需求和项目需求，即学生不仅要懂技术知识，还要会做项目。因此，学生通过教学云掌握技术知识后，还需要知道如何在项目中应用这些技术知识，如何用规范的方式做好项目。
实战云平台帮助学员训练真实项目的能力。通过设置各种类型的项目，帮助学生了解技术在不同类型项目中的应用方法和真实项目的流程规范，更加贴近企业实际项目的需求。
魏云课堂培训平台
评估云
评价云可以由老师自己搭建，评价学生的学习情况。
魏云课堂评估云
2.23教学资源
教学资源主要涵盖网络专业核心课程、实训案例课程相关微课、实验视频、教学课件、实验环境、实验指导等。通过初级、中级、高级的划分，对课程的培训资源进行分类管理，教学内容更有针对性。
纯云课堂课程资源列表
教学实验资源包
网络教学资源
网络教学资源
网络教学资源
2.24项目实训教学资源
项目实训教学资源，作为日常教学的补充，提炼行业内真实的项目案例，用真实的项目管理规范让学员在实训教学阶段感受真实。
网络培训教学资源
网络培训教学资源
2.25管理平台
管理平台主要分为三个角色:管理员、教师和学生。管理员可以实现添加硬件资源、管理教师和学生账户、授权和更新服务等功能。教师主要完成教学任务的分配和教学结果的检测，学生主要完成教师安排的教学实验内容。
2.26网络实验环境
计算机实验环境
2.27网络培训课程体系
整体网络实训课程体系要求学生熟悉网络架构、交换路由的七种管理、扩展ACL技术原理、VRRP技术原理、OSPF技术原理、路由重分配、广域网技术原理、无限地质勘探、无线网络配置、无线网络优化、出口网关维护与运行、出口网关配置、审计设备运维、审计设备配置、防火墙运维及防火墙安全规则等相关技术知识。
课程体系
课程分为公共基础课模块、专业基础课模块、专业核心课模块、专业拓展选修课模块、专业集中训练模块五大模块。
表2专业课程与职业岗位能力要求对应关系分析表
表2专业课程与职业岗位能力要求对应关系分析表
表3实践教学时间表
