(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210999688.3 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 安徽信息 工程学院 地址 241100 安徽省芜湖市湾沚区永和路1 号 (72)发明人 陶骏　叶青　陈欢　 (74)专利代理 机构 芜湖安汇知识产权代理有限 公司 34107 专利代理师 朱圣荣 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) H04L 67/08(2022.01) H04L 41/0213(2022.01) H04L 9/40(2022.01) G09B 5/08(2006.01) (54)发明名称 一种在线计算机网络实验教学系统 (57)摘要 本发明揭示了一种在线计算机网络实验教 学系统， 系统设有多个用于教学实验的网络设备 区域， 所述网络设备区域内的每个实验设备均连 接至接入交换机， 每个所述网络设备区域配有一 个机架， 每个所述机架上安装有2台路由器、 2台 三层交换机、 2台二层交换机、 1台防火墙、 1台AC 和2台AP， 所述机架上设备均通过RJ45端 口连接 到接入交换机， 所述二层交换机连接三层交换 机， 所述三层交换机连接至路由器， 所述路由器 通过防火墙分别接入校园网， 以及与组播RP路由 器通信， 所述RP路由器通过视频服务器连接教师 使用的电脑， 所述RP路由器将视频服务器的教学 直播信号经防火墙、 校园网发送给接入网络的学 生电脑。 该系统有效的提高了学生们的实验能力 和他们对计算机网络知 识的掌握， 也培养了他们 的团队合作能力， 也为教师提供了便捷的教学手 段。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115378972 A 2022.11.22 CN 115378972 A 1.一种在线计算机网络实验教学系统， 系统设有多个用于教学实验的网络设备区域， 所述网络设备区域内的每个实验设备均连接至接入交换机， 其特征在于： 每个所述网络设 备区域配有一个机架， 每个所述机架上安装有2台路由器、 2台三层交换机、 2台二层交换机、 1台防火墙、 1台AC和2台AP， 所述机架上设备均通过RJ45端口连接到接入交换机， 所述二层 交换机连接三层交换机， 所述三层交换机连接至路由器， 所述路由器通过防火墙分别接入 校园网， 以及与组播RP路由器通信， 所述 RP路由器通过视频服务器连接教师使用的电脑， 所 述RP路由器将视频服 务器的教学直 播信号经防火墙、 校园网发送给接入网络的学生电脑。 2.根据权利要求1所述的教学系统， 其特征在于： AAA服务器和网络服务器均通过核心 交换机连接至路 由器， 所述AAA服务器和网络服务器与 实验教学系统通信， 所述AAA服务器 用于学生的认证、 授权和审 计， 并负责对学生的实验操作进 行记录和分析， 所述网络服务器 用于对整个系统的网络设备进行 管理。 3.根据权利要求2所述的教学系统， 其特征在于： 所述AAA服务器安装有认证和授权软 件， 教师电脑 通过AAA服务器认证授权后进 行学生权限设置， 所述AAA服务器通过TACAS协议 通信。 4.根据权利 要求3所述的教学系统， 其特征在于： 学生电脑通过校园网使用telnet或者 ssh协议远程登陆， 登录时将学生的用户名和密码发送至AAA 服务器进 行认证， AAA服务器认 证成功后会根据用户名称进行赋权， 所述学生权限设置包括设置学生操作网络设备的权 限， 禁止学生访问实验设备的带外管理端口， 所述权限包括学生登录设备的区域、 时长 。 5.根据权利要求4所述的教学系统， 其特征在于： 系统将单个机架作提供给学生实验， 获将多个机架组合提供给学生实验， 每个学生电脑登录后完成相关的计算机网络实验， 其 每一步操作日志均输送至A AA服务器存储。 6.根据权利要求5所述的教学系统， 其特征在于： 所述网管服务器通过SNMP协议通信， 所述网管服务器上安装有网管软件， 并录入相关网络设备 的信息， 用于对对网络设备进行 管理， 完成网络设备的初始化设置 。 7.根据权利要求6所述的教学系统， 其特征在于： 所述网管服务器获取操作 日志， 并根 据预先设置的评价规则对学生的实验效果进 行相关的评价， 所述操作日志包括学生电脑实 验过程中到 达了哪个阶段， 以及完成每 个阶段所耗费的时间和得到的结果。 8.根据权利 要求1‑7中任一所述的教学系统， 其特征在于： 所述组播RP路由器、 防火墙、 校园网网络、 路由器和三层交换机上部署有IGP路由协议。 9.根据权利要求8所述的教学系统， 其特征在于： 所述三层交换机上设置有PIM  SM协 议， 所述二层交换机上打开IGMP协议， 用于保障教师的直播信号能够通过组播RP路 由器下 发到校园网的每 个学生电脑。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115378972 A 2一种在线计算机网 络实验教 学系统 技术领域 [0001]本发明涉及电子信息和计算机网络领域， 尤其涉及用于远程控制网络设备进行计 算机网络教学实验的系统。 背景技术 [0002]当存在一些特殊的情况下， 学生不能在现场进行计算机网络实验， 学生通过在线 计算机实验系统进行实验， 这有效的解决了学生 不能在是现场进行实验的矛盾。 [0003]但目前大多数的网络教学均采用交换机进行网络操作， 但这样的连接操作方式存 在较大的延迟， 特别是使用人群过多时， 延迟卡顿现象更为 严重。 发明内容 [0004]本发明所要解决网络拥塞， 实现一种在线计算机网络实验系统， 通过组播方式向 学生进行授课和下发 实验资料， 这有效的降低了网络流 量。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用的技术方案为： 一种在线计算机网络实验教学系 统， 系统设有多个用于教学实验的网络设备区域， 所述网络设备区域内的每个实验设备均 连接至接入交换机， 每个所述网络 设备区域配有一个机架， 每个所述机架上安装有2台路由 器、 2台三层交换机、 2台二层交换机、 1台防火墙、 1台AC和2台AP， 所述机架上设备均通过 RJ45端口连接到接入交换机， 所述二层交换机连接三层交换机， 所述三层交换机连接至路 由器， 所述路由器通过防火墙分别接入校园网， 以及与组播 RP路由器通信， 所述 RP路由器通 过视频服务器连接教师使用的电脑， 所述RP路由器将视频服务器的教学直播信号经防火 墙、 校园网发送给接入网络的学生电脑。 [0006]AAA服务器和网络服务器均通过核心交换机连接至路由器， 所述AAA服务器和网络 服务器与实验教学系统通信， 所述AAA服务器用于学生的认证、 授权和审计， 并负责对学生 的实验操作进行记录和分析， 所述网络服 务器用于对整个系统的网络设备进行 管理。 [0007]所述AAA服务器安装有认证和授权软件， 教师电脑通过AAA服务器认证授权后进行 学生权限设置， 所述A AA服务器通过TACAS协议 通信。 [0008]学生电脑通过校园网使用telnet或者ssh协议远程登陆， 登录时将学生 的用户名 和密码发送至AAA服务器进行认证， AAA服务器认证成功后会根据用户名称进行赋权， 所述 学生权限设置包括设置学生操作网络设备的权限， 禁止学生访问实验设备的带外管理端 口， 所述权限包括学生登录设备的区域、 时长 。 [0009]系统将单个机架作提供给学生实验， 获将多个机架组合提供给学生实验， 每个学 生电脑登录后完成相关的计算机网络实验， 其每一 步操作日志均输送至  AAA服务器存储。 [0010]所述网管服务器通过SNMP协议通信， 所述网管服务器上安装有网管软件， 并录入 相关网络设备的信息， 用于对 对网络设备进行 管理， 完成网络设备的初始化设置 。 [0011]所述网管服务器获取操作日志， 并根据预先设置的评价规则对学生的实验效果进 行相关的评价， 所述操作日志包括学生电脑实验过程中到达了哪个阶段， 以及完成每个阶说　明　书 1/4 页 3 CN 115378972 A 3