網(wǎng)絡與通信實驗室解決方案

計算機網(wǎng)絡綜合實驗教學實驗室解決方案創(chuàng)新實驗教學，培養(yǎng)價值人才！目錄決教學現(xiàn)狀為輔；實訓環(huán)節(jié)，缺乏具體的可操作案例，實訓專業(yè)不對口”；實習和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，實習和畢業(yè)設計所學到的技能極其有限，能力提高很小，與實際就業(yè)差距很大；由此可見，高校人才培養(yǎng)的最終目標是能夠讓學生成功、順利的就業(yè)。然而，高校的教育現(xiàn)狀必然導致學生的就業(yè)困難，這使高校面臨巨大的壓力。目前高校網(wǎng)絡與通信相關專業(yè)存在問題主要是教育理念的實踐存在障礙。缺乏詳盡的崗位群分析，缺乏針對性強的課程體系設計，缺乏先進的教學方法模式。高校培養(yǎng)“知道知識應用到哪里、如何應用、學會應用”的網(wǎng)絡應用型人才已經(jīng)是網(wǎng)絡與通信相關專業(yè)院校的必須具備的基本條件；網(wǎng)絡應用型人才是基礎人才，考慮到學科、學院的整體的、長遠的發(fā)展，學生的整體能力的提高，這就要求高校在具備培養(yǎng)學生實際動手能力、解決問題能力的同時，更要注重培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展能力、分析和研究問題的能力。網(wǎng)絡與通信實驗室的組建，從知識體系的全面性、完整性、深入性的角度出發(fā)，實驗系統(tǒng)應由網(wǎng)絡工程、網(wǎng)絡信息安全與通信技術模塊三部分組成。(1)網(wǎng)絡工程教學模塊，網(wǎng)絡工程實驗室是專門為高等院校計算機網(wǎng)絡及其相關學科提供教育、教學實習和科研的場所。它提供了真實的網(wǎng)絡環(huán)境，可以讓學生親自搭建網(wǎng)絡、親自動手調試、配置網(wǎng)絡，讓學生全方位了解各種網(wǎng)絡設備和應用環(huán)境，真正加深對網(wǎng)絡建設技能的掌握，真正提高了學生的網(wǎng)絡技能和實戰(zhàn)能力，增強他們在將來的就業(yè)競爭中的競爭優(yōu)勢。

網(wǎng)絡工程實驗室應該能滿足做不同類別的實驗，通過靈活方便的進行網(wǎng)絡實驗組合，能夠在網(wǎng)絡工程實驗室內通過增加功能模塊的方式同時完成不同層次人才的培養(yǎng)需要。目前我們西北大學現(xiàn)有近30臺（1999年01月采購）XYLAN交換機，可以利用這些交換機做組網(wǎng)的實驗，包括基本網(wǎng)絡搭建、交換機基本配置、全局配置、端口配置、鏡像配置、Vlan劃分、查看交換機系統(tǒng)和配置信息、交換機端口隔離、生成樹配置等交換機配置及應用的實驗內容。(2)網(wǎng)絡信息安全教學模塊,實驗內容應對社會工程學、密碼學、主機安全、網(wǎng)絡攻防、病毒攻防、容災備份、無線安全、生物特征八方面的內容都做深入的講解和剖析，從驗證、應用、設計、研究等各個角度全面提高學生的網(wǎng)絡信息安全能力。使學生在知道“知識應用到哪里、如何應用、學會應用”同時知道“知識是什么、學會知識、靈活運用知識、研究知識”。(3)現(xiàn)代通信技術教學模塊,實驗內容應包括通信原理、移動通信原理與技術兩門課程。對課程的知識模塊進行合理劃分，課堂理論講解和現(xiàn)代通信技術應用相結合，從最初的演示型實驗、驗證型實驗到設計型與綜合型實驗，實驗內容由淺入深、循序漸進，對加強和完善實踐教學、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和工程實踐能力起到積極作用。通過網(wǎng)絡與通信實驗室的組建，可以達到如下的效果：保證高校的教學使學生不再枯燥、煩惱，讓學生的學習成為一種樂趣；使教師從繁雜的教學活動中解脫出來，讓教師成為教學活動的策劃者，使教師的教學真正變得輕松、簡單、有效；使學校的整體建設向可持續(xù)發(fā)展的道路健康發(fā)展；使社會得到正真需要的人才。吉林中軟吉大信息技術有限公司，吸收高校教師教學經(jīng)驗，取材來自行業(yè)的應用案例，匯總來自職業(yè)崗位的技能需求，提供教學方案，從實驗教學模式、教學內容、教學方法、人才培養(yǎng)等方面滿足高校教學需求，希望運用信息技術手段推動中國教學模式改革，真誠服務高校、服務老師、服務學生，最終實現(xiàn)服務社會。二、網(wǎng)絡與通信實驗室建設需求分析無論是研究型大學還是應用工程型大學，基礎課程的教學理念進一步向研究型教學模式轉化，已經(jīng)全面而深入地開展了教學內容、教學體系和教學方法的現(xiàn)代化改革，網(wǎng)絡安全與通信類課程是高校相關專業(yè)必修的重點課程，它在整個專業(yè)建設和課程體系中占據(jù)重要地位，與各個專業(yè)及各個領域息息相關。在教學內容方面，由于網(wǎng)絡與通信技術的高速發(fā)展，教師很難在第一時間更新資料，導致了教學內容滯后。另外，由于網(wǎng)絡與通信龐大的理論體系，教師很難把握一條清晰的教學主線，導致人才培養(yǎng)困難；在教學模式方面，現(xiàn)有的教學模式缺乏有效的網(wǎng)絡與通信實驗環(huán)境，實踐操作性不強，導致高校學生普遍存在著“理論強、實踐弱、缺乏設計創(chuàng)新能力”的現(xiàn)象；在教學效果方面，高校一般采用硬件設備廠商提供的實驗室解決方案，購置的硬件成本偏高，設備后期維護資金較高，導致學校在實驗室建設投入更多的資金，卻并未得到應有的教學效果；在人才培養(yǎng)方面，人才培養(yǎng)模式單一，優(yōu)秀人才培養(yǎng)能力薄弱，幾乎完全不能滿足社會對人才的要求；2.1實驗室建設需求隨著網(wǎng)絡與通信教學的普及，網(wǎng)絡與通信專業(yè)已經(jīng)成為各大高校相關專業(yè)的重要組成部分，國內很多理工科高校正在開設或準備開設網(wǎng)絡與通信相關的專業(yè)。西北大學信息科學與技術學院也適時開設了網(wǎng)絡與通信專業(yè)，努力為社會培養(yǎng)大批網(wǎng)絡與通信方面的優(yōu)秀人才。網(wǎng)絡工程實驗過程是如何運用理論、技術的過程，是告訴學生技術用到哪里的過程，不是理論、技術的再學習過程，從培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展人才的角度出發(fā)，必須要加強網(wǎng)絡基礎中網(wǎng)絡安全、通信內容的深入學習。但是網(wǎng)絡與通信專業(yè)是一門綜合性極強的學科，涉及了社會工程學、密碼學、主機安全、網(wǎng)絡攻防、病毒攻防、容災備份、無線安全及生物特征，共八方面網(wǎng)絡信息安全方面的內容和通信原理、移動通信等通信方面的各個領域。目前很多學校的網(wǎng)絡與通信課程體系都沒有體現(xiàn)學科本身的特點，課程設置和教學內容過散，難以構成專業(yè)的知識結構體系，實驗室軟硬件建設不健全，教學手段單一。西北大學信息科學與技術學院同樣面臨著類似的問題，學院網(wǎng)絡與通信專業(yè)的發(fā)展，需要借助教學工具更好的整合教學過程中的相關資源，打造完美教學實驗室，來保證課程體系的科學性、系統(tǒng)性、完整性、前沿性與先進性，保證學科建設更好、更快發(fā)展；通過“理論+實踐”的先進實驗室的組建，提高教育教學質量，大力培養(yǎng)有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質應用型人才。吉林中軟吉大結合多年開發(fā)的成功經(jīng)驗和吉林大學、東北師范大學等眾多知名高校教師的使用反饋，公司開發(fā)的“網(wǎng)絡信息安全教學實驗系統(tǒng)”和“現(xiàn)代通信技術實驗教學系統(tǒng)”產(chǎn)品，從教學模式的角度，提出了開展“理論實踐教學”的觀點，將傳統(tǒng)的“課堂教學＋實驗環(huán)節(jié)”的模式提升為“全面實驗教學”，進一步深化網(wǎng)絡與通信的教學改革。通信模塊創(chuàng)新地將“通信器件庫”、“信號處理過程”、“自定義器件”等技術應用到現(xiàn)代通信教學中，設計了豐富的通信實驗，為通信教學提供了新的教學方法，對深化教學模式改革起到積極的推動作用，力爭培養(yǎng)優(yōu)秀高級通信專業(yè)人才。網(wǎng)絡安全模塊實驗設計采用“進階式”理念，實驗難度由淺入深，實驗類型由驗證到設計，實驗對象層次由低到高；通過自主研發(fā)的密碼學工具箱、Flash、洪泛工具等多種工具和實驗表現(xiàn)手法的運用，力爭為社會培養(yǎng)優(yōu)秀高級網(wǎng)絡管理人才、網(wǎng)絡程序開發(fā)人才和網(wǎng)絡科研型人才。在互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天，信息已經(jīng)成為社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，信息技術隨時改變著人們的生活和工作方式，社會信息化已成為當今世界發(fā)展的潮流。信息的獲取、處理和安全保障能力成為綜合國力的重要組成部分，這使信息安全、信息保障成為事關國家政治、社會和經(jīng)濟穩(wěn)定的全局性問題，社會迫切需要大批的具有信息安全專業(yè)技能的人才。各級各類大學高校是對信息安全研究和培訓教育工作最重視和最具實力的部門，如何在高等院校加強信息安全專業(yè)學科建設，重視專業(yè)人才的培養(yǎng)，建立科學的人才培養(yǎng)模式是社會對高校提出的迫切要求。2.2課程體系建設需求網(wǎng)絡與通信專業(yè)是一門綜合性極強的學科，涉及了網(wǎng)絡信息安全、網(wǎng)絡通信等各個領域。要求學生在具備堅實的理論知識的基礎上，還要具有實際動手能力，解決問題的能力和創(chuàng)新能力。如何培養(yǎng)技能型、實用型和創(chuàng)新型人才，成為目前中國高等教育改革和進行大學生素質教育中的重要問題。全面而深入地進行教學內容、教學體系和教學方法的現(xiàn)代化改革是十分必要的。網(wǎng)絡與通信相關專業(yè)的發(fā)展，強調課程體系建構，以技術理論知識為構架，以技術運用和應用為目標，通過對現(xiàn)實工作實際需求的調研和分析，真正實現(xiàn)理論與實踐完美結合。2.3人才培養(yǎng)需求目前，社會對網(wǎng)絡與通信方面人才的要求在逐步提高，人才需求從應用型逐步向技能型、科研型人才轉變，那么高校作為人才培養(yǎng)的基地，為社會培養(yǎng)優(yōu)秀人才是高校義不容辭的責任。但是國內很多高校為實驗室購買的產(chǎn)品大多還只是商用產(chǎn)品，而非專業(yè)的教學設備。在人才培養(yǎng)方面，學生對知識的學習仍然停留在單純的理論授課或設備應用層面，理論與實踐操作結合的不夠緊密。學校對技術型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)較為薄弱，導致學生在學習后不能具備扎實的技能功底；在知識結構方面，由于網(wǎng)絡與通信方面的知識更新速度較快，涉及的領域較多，使得學校的教學計劃不夠科學，課程體系沒有體現(xiàn)學科本身的特點，課程設計和教學內容過散，難以構成專業(yè)的知識結構體系。一個覆蓋“網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡通信”的教學內容，具有很強針對性，能夠讓學生直觀、全面地了解、深入掌握網(wǎng)絡安全社會工程學、密碼學、病毒、木馬、IDS等相關知識；通過虛擬實驗室和豐富的器件的連接、節(jié)點分析及Matlab仿真等多種表現(xiàn)形式，使學生在深入掌握通信原理、移動通信的知識知識原理的同時，提高學生的實戰(zhàn)能力，真正完成了理論與實踐的完美統(tǒng)一，達到了知道“知識應用到哪里、如何應用、問什么這么應用”的學習目的，增強學生在就業(yè)中的競爭實力，迎合21世紀對應用型和創(chuàng)新型人才的需要。高校應著力培養(yǎng)具有堅實理論基礎、較強實踐能力和創(chuàng)新能力的信息安全人才。真正地滿足高校在網(wǎng)絡與通信實驗室建設、課程體系建設、人才培養(yǎng)方面的需求。西北大學歷史悠久、師資力量雄厚，學校高度重視學生的素質教育、注重學生的動手能力的培養(yǎng)“不斷深化教育教學改革，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，強化教學管理，加大教學投入，依托學科優(yōu)勢和特色，大力培養(yǎng)具有為人民服務思想、創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質應用型人才?！钡南冗M辦學理念深得社會的廣泛贊譽。三、網(wǎng)絡工程實驗室建設的設計目標3.1設計目標面向院校網(wǎng)絡與通信及相關專業(yè)的教學需求。面向理論與實踐相結合。面向實用創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。能夠推動院系理論與實踐相融合的教學培養(yǎng)模式改革。能夠推動院系課程體系深化。實現(xiàn)對網(wǎng)絡工程、網(wǎng)絡信息安全、現(xiàn)代通信產(chǎn)品的多角度、全方位的深入學習。實驗室的建設實質上是一種全新“啟發(fā)式教學”模式，應注重學習能力、實踐能力、設計能力、創(chuàng)新能力、交流能力、社會適應能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。為了保證網(wǎng)絡實驗室的規(guī)劃和建設的質量，根據(jù)上述建設網(wǎng)絡與通信實驗室的目標和原則建立網(wǎng)絡與通信實驗室。四、網(wǎng)絡與通信實驗系統(tǒng)—網(wǎng)絡工程模塊實驗室建設1)網(wǎng)絡工程實驗室的建設，需要以教學為目的，以滿足學生的學習操作為指導。通過網(wǎng)絡實驗，學生能夠學習到網(wǎng)絡的組成、網(wǎng)絡設備之間的互連與操作。

2)讓學生親自動手構建一個中小型的網(wǎng)絡，提高學生對網(wǎng)絡的設計能力、分析問題的能力，讓學生對網(wǎng)絡有一個更深入的了解。

3)由于網(wǎng)絡技術發(fā)展和設備升級很快，因此實驗內容應當選擇基本的、成熟的、常用的網(wǎng)絡原理和技術作為實驗內容。

4)以最少的設備、最小的網(wǎng)絡環(huán)境完成最多的網(wǎng)絡實驗。解決學生對網(wǎng)絡設備，特別是交換機等方面的實際動手調試、設置和操作的問題，能夠解決一般網(wǎng)絡中出現(xiàn)的問題。

5)在產(chǎn)品選型上應考慮具有開放性、標準性、兼容性、易管理性。在網(wǎng)絡設備上應保證具有一定的先進性。

隨著網(wǎng)絡工程專業(yè)在全國高校的設立,網(wǎng)絡工程實驗已成為該專業(yè)及相關專業(yè)的必修課程。網(wǎng)絡工程實驗室的建設及實驗課程的規(guī)劃成為當務之急。建設較好的網(wǎng)絡工程實驗室將不僅有利于教師的科研、教學,而且有利于提高學生的動手能力,提高網(wǎng)絡工程專業(yè)學生在網(wǎng)絡方面的知識、技能實踐網(wǎng)絡知識的能力?？紤]網(wǎng)絡工程實驗特點、實驗設置、建設目標和功能需求，節(jié)省投資、時間和空間，應該為網(wǎng)絡工程專業(yè)建設一個具有綜合性、經(jīng)濟性和先進性的專業(yè)實驗室。隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，可以隨時增加新的網(wǎng)絡設備或模塊來擴展網(wǎng)絡規(guī)模與功能。目前考慮到學校設備的有效利用，我們西北大學可以利用學校現(xiàn)有的交換機設備（1999年1月采購），進行計算機網(wǎng)絡組建技術、交換機的配置、端口鏡像、查看等交換機基本配置操作，使學校原有設備得到充分、高校的利用，實驗室課余時間對教師和學生免費開放，可進行畢業(yè)設計、課程設計、按項目組開放的實驗項目和學生課外科技活動。五、網(wǎng)絡與通信實驗系統(tǒng)—網(wǎng)絡信息安全模塊實驗室建設西北大學是一所綜合類的大學，學校一直實施教學立校、科研強校、人才興校戰(zhàn)略，考慮到學校的學科建設、學院建設的因地制宜、因材施教的總體發(fā)展要求，那么只建立單獨模塊的網(wǎng)絡或者通信實驗室是遠遠不夠的，一個集網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡通信模塊的網(wǎng)絡綜合型教學實驗室的組建將是學校發(fā)展的必然選擇，中軟吉大的“網(wǎng)絡與通信實驗系統(tǒng)”可以為學校在一個實驗室中打造完整的實驗體系，節(jié)約學校的硬件資源，充分提高實驗室利用率。高校的網(wǎng)絡與通信實驗室，首先應具備“網(wǎng)絡信息安全方面中高級人才”的培養(yǎng)能力。各級各類大學高校是對信息安全研究和培訓教育工作最重視和最具實力的部門，如何在高等院校加強網(wǎng)絡安全專業(yè)學科建設，重視專業(yè)人才的培養(yǎng)，建立科學的人才培養(yǎng)模式是社會對高校提出的迫切要求。盡管目前國內一些理工科高校正在開設或準備開設網(wǎng)絡信息安全課程，但是仍存在很多問題：高校所開設的課程和人才培養(yǎng)仍然停留在單純的理論授課或設備應用層面，不能涵蓋信息安全的主要內容。在知識結構方面，教學計劃不夠科學，課程體系沒有體現(xiàn)信息安全學科本身的特點，課程設置和教學內容過散，難以構成專業(yè)的知識結構。在能力培養(yǎng)方面，過于偏重理論或實踐操作，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)較為薄弱。西北大學，作為一所綜合類的院校，在教育及人才培養(yǎng)方面也會同樣遇到類似的問題。針對現(xiàn)在高校網(wǎng)絡信息安全與通信教學中普遍存在的問題，中軟吉大適時推出了“網(wǎng)絡與通信實驗系統(tǒng)”的“網(wǎng)絡信息安全教學模塊”。該模塊內容主要面向各高校信息安全及其相關專業(yè)的本科生及研究生，知識類實驗以教育部高校信息安全類專業(yè)教育指導委員會所制定的信息安全專業(yè)教學體系為依托，涉及社會工程學、密碼學及應用、主機安全、網(wǎng)絡攻防、病毒攻防、無線安全、容災備份和生物特征八個方面。著力培養(yǎng)具有堅實理論基礎、較強實踐能力和創(chuàng)新能力的信息安全人才。真正地滿足高校在信息安全實驗室建設、課程體系建設、人才培養(yǎng)方面的需求。針對本科生教育，產(chǎn)品注重學科的基礎性、實用性和實踐性，包括計算機原理、程序設計、計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫基本知識以及網(wǎng)絡信息安全工具、設備應用。針對研究生教育，產(chǎn)品注重信息安全體系完整性，注重提高學生的設計、創(chuàng)新和綜合開發(fā)能力。此外，產(chǎn)品還能夠滿足一定的科研需求。到目前為止，我公司的網(wǎng)絡信息安全產(chǎn)品在高校的成功案例近200所，用戶滿意度很高。西北大學，作為一所歷史久遠、辦學規(guī)模較大、師資力量雄厚、辦學理念先進的綜合性大學，集“網(wǎng)絡工程、網(wǎng)絡信息安全、網(wǎng)絡通信”等多模塊的網(wǎng)絡與通信實驗室，將是貴校必然且明智的選擇。五、網(wǎng)絡與通信實驗系統(tǒng)—現(xiàn)代通信技術模塊實驗室建設根據(jù)全國高校通信專業(yè)實驗教學情況分析，實驗教學需求與通信實驗室建設尚存在一定矛盾，主要表現(xiàn)在：（1）傳統(tǒng)的硬件模塊，實驗內容由生產(chǎn)廠家預先設定，難以自主設計添加實驗，限制了學生的動手能力和創(chuàng)新意識；（2）硬件模塊的功能限制了對實驗中間過程和結果的觀測分析，影響學生對整體知識的理解；（3）傳統(tǒng)實驗室投入較大，硬件設備易磨損，不易維護和升級，后期維護費用高；（4）高校授課常用的一些仿真軟件（如simulink）多用于輔助工程和學術研究，沒有形成完整的實驗教學體系，難以達到理想的教學效果。綜上述，建立完善的通信實驗室，就要求必須做到以下幾點：通信實驗教學應提供嶄新的教學形式通信專業(yè)傳統(tǒng)的教學實驗主要是通過硬件電路連接實現(xiàn)各功能模塊的運算，受實驗條件限制，學生看不到實驗的中間現(xiàn)象，面對復雜的電路板難以從系統(tǒng)的觀點去分析各點波形關系，影響對整體知識的理解。系統(tǒng)本著直觀化、可視化的理念，采用虛擬實驗的方法，實現(xiàn)系統(tǒng)模型的靈活搭建、實驗參數(shù)的手動調節(jié)、實驗中間過程和結果的對比分析。提高高校的教學質量現(xiàn)代通信技術側重理論分析，同時又和實踐有著密切的聯(lián)系，應從理論與實踐相融合的角度出發(fā)，強調以教師為主導、學生為主體的教學理念，提供內置語音flash、虛擬通信實驗箱（簡稱EcomBox）、MATLAB程序設計多種教學手段，將原來在課堂上進行的授課內容移植到實驗室中進行，該系統(tǒng)可以單獨開設課程，也可以輔助高?，F(xiàn)有實驗或教學開設課程，實驗操作的同時完成理論與實踐的融會貫通，提高學習效果。提供完善的教學體系依據(jù)高?，F(xiàn)有課程體系與教學大綱，針對通信原理、移動通信原理與技術兩門課程。對課程的知識模塊進行合理劃分，課堂理論講解和現(xiàn)代通信技術應用相結合，從最初的演示型實驗、驗證型實驗到設計型與綜合型實驗，實驗內容由淺入深、循序漸進，對加強和完善實踐教學、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和工程實踐能力起到積極作用。六、實驗室布局設計參考中軟吉大公司設計各種形式的實驗室布局圖供校方參考。可根據(jù)校方實驗室用地面積，授課形式等要求布置不同的布局風格。如下圖：6.1.1島式布局設計圖圖5-1-26.1.2島式布局效果圖

圖5-1-26.2.1一字型布局設計圖圖5-2-16.2.2一字布局效果圖圖5-2-26.3.1背靠背布局設計圖圖5-3-16.3.2背靠背布局效果圖圖56.4.1轉角布局風格圖5-4-16.5.1多個模塊產(chǎn)品同時部署的解決方案下圖為2個模塊需要單獨機柜部署的鏈接圖，2個模塊可以同時安裝在一個實驗室內，為學校節(jié)約硬件資源，提高設備和實驗室的利用率。七、網(wǎng)絡與通信實驗室各個模塊的具體實驗內容及結構（1）網(wǎng)絡信息安全模塊實驗內容及結構本系統(tǒng)依據(jù)教育部提出的信息安全類專業(yè)規(guī)范要求設計了46個實驗，共計119個實驗任務。包括知識類實驗和課題類實驗兩個方面，涉及社會工程學、密碼學及應用、主機安全、網(wǎng)絡攻防、病毒攻防、無線安全、容災備份和生物特征八個方面，其中設計型實驗約占28%，綜合型實驗約占11%，課題型實驗約占3%，共計212學時。學校可以根據(jù)實際情況選擇實驗內容。實驗內容如下：7.1知識類實驗7.1.1社會工程學實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗1敏感信息搜集敏感信息搜集社會工程學、信息搜集方法、如何保護個人敏感信息1人驗證型實驗2釣魚式攻擊手法釣魚式攻擊手法釣魚攻擊原理、防范網(wǎng)絡釣魚3人驗證型實驗3密碼心理學攻擊密碼心理學攻擊密碼心理學概念、密碼特征分析、密碼猜解1人驗證型實驗4安全細節(jié)問題安全細節(jié)問題信息安全中的細節(jié)問題、制定和實施企業(yè)安全計劃2人驗證型7.1.2密碼學及應用實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗5古典密碼算法Kaiser密碼代替密碼編碼方法、單表代替密碼分析2人驗證型單表置換密碼置換密碼學編碼方法、古典密碼統(tǒng)計分析2人驗證型實驗6對稱密碼算法DES算法分組密碼、DES算法加解密過程、子密鑰產(chǎn)生過程2人驗證型AES算法AES基本變換、算法加解密過程、密鑰膨脹理論2人驗證型IDEA算法IDEA算法加解密過程2人驗證型RC4算法序列密碼、RC4算法加解密過程2人驗證型實驗7非對稱密碼算法RSA算法非對稱密碼體制、RSA算法加解密過程2人驗證型ELGamal算法ELGamal算法加解密過程2人驗證型實驗8Hash算法MD5算法哈希函數(shù)、MD5算法原理2人驗證型SHA1算法SHA1算法原理2人驗證型實驗9密碼應用文件安全傳輸數(shù)字簽名、利用對稱密碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、利用非對稱密碼實現(xiàn)數(shù)字簽名、利用Hash函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性2人設計型PGP應用PGP安全通信2人驗證型實驗10PKI技術證書應用身份認證、證書申請與頒發(fā)、使用數(shù)字證書配置安全站點、使用數(shù)字證書發(fā)送簽名郵件2人驗證型證書管理CA的備份與還原、發(fā)布CRL2人驗證型信任模型常見PKI信任模型3人驗證型PKI應用PKI體系模型3人設計型實驗11信息隱藏信息隱藏位圖法BMP圖像編碼方式、使用位圖法嵌入和提取信息2人設計型LSB水印算法數(shù)字水印、LSB算法、LSB水印嵌入與提取2人設計型DCT水印算法DCT信息嵌入與提取、DCT圖形變換基本步驟3人驗證型主動水印攻擊水印算法魯棒性驗證、水印攻擊與防范3人設計型7.1.3主機安全實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗12系統(tǒng)安全Windows2003系統(tǒng)安全任務一用戶權限管理任務二審核策略設置任務三注冊表安全設置任務四TCP/IP篩選任務五主機安全加固1人1人1人2人2人驗證型驗證型驗證型驗證型驗證型LinuxFC5系統(tǒng)安全任務一權限模型任務二安全訪問任務三SELinux任務四安全審計1人1人1人2人驗證型綜合型驗證型驗證型實驗13口令破解Windows口令破解口令破解定義、窮舉口令破解、字典口令破解、口令強度比較1人驗證型Linux口令破解Linux用戶口令加密機制與保護措施、陰影口令、Shadow文件、Crypt函數(shù)1人驗證型實驗14Web安全Web腳本攻擊任務一XSS腳本攻擊2人驗證型Web服務器安全設置任務一IIS安全設置任務二Apache安全設置2人2人綜合型綜合型日志審計Windows日志系統(tǒng)、IIS日志格式、W3C擴展日志、自定義消息類型2人驗證型網(wǎng)絡事件審計TCP/IP網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)分析、應用層協(xié)議分析、狀態(tài)碼分析、異常流量分析2人驗證型實驗15數(shù)據(jù)庫安全SQL注入PHP服務器腳本語言、MYSQL數(shù)據(jù)庫、Web訪問數(shù)據(jù)庫模型、SQL語言、SQL注入攻擊及防范1人綜合型防范SQL注入SQL注入一般性防御手段1人設計型實驗16軟件安全軟件漏洞利用軟件安全隱患分析、軟件漏洞利用2人驗證型實驗17協(xié)議脆弱性分析SNMP協(xié)議脆弱性分析分析SNMP協(xié)議脆弱性、SNMP協(xié)議漏洞利用3人驗證型實驗18安全協(xié)議IPSec－IP安全協(xié)議安全關聯(lián)、傳輸模型和隧道模式、AH協(xié)議分析、ESP協(xié)議分析、IPSec工作原理2人驗證型SSL－安全套接層協(xié)議OpenSSL、Apache+OpenSSL實驗實現(xiàn)網(wǎng)絡安全通信、SSL會話過程2人驗證型Kerberos－安全認證協(xié)議身份認證、Kerberos身份認證、配置Kerberos身份認證系統(tǒng)6人綜合型7.1.4網(wǎng)絡攻防實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗19信息搜集信息搜集信息收集一般性步驟、多種信息收集方法、Nmap使用方法2人驗證型主機發(fā)現(xiàn)任務一ARP主機發(fā)現(xiàn)任務二NetBIOS主機發(fā)現(xiàn)2人設計型驗證型端口掃描任務一TCP端口掃描任務二UDP端口掃描1人設計型設計型實驗20漏洞掃描綜合掃描與安全評估漏洞掃描、弱口令、HTTP漏洞2人驗證型模擬攻擊方法漏洞掃描、弱口令利用2人驗證型Web漏洞掃描器Web漏洞掃描器程序設計、HTTP網(wǎng)絡會話、1人設計型FTP弱口令掃描器FTP弱口令掃描器程序設計、FTP網(wǎng)絡會話1人設計型實驗21網(wǎng)絡嗅探明文嗅探網(wǎng)絡工作原理、Base64編碼、明文嗅探對策2人驗證型原始套接字嗅探器原始套接字程序開發(fā)、TCP/IP協(xié)議分析2人設計型Winpcap嗅探器Libpcap、Winpcap開發(fā)流程、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)解析1人設計型實驗22緩沖區(qū)溢出緩沖區(qū)溢出攻擊緩沖區(qū)溢出攻擊現(xiàn)象、緩沖區(qū)溢出攻擊方法2人驗證型本地緩沖區(qū)溢出任務一利用跳轉指令實現(xiàn)溢出任務二定位參數(shù)地址實現(xiàn)溢出任務三溢出實現(xiàn)用戶權限提升1人設計型設計型驗證型遠程溢出與后門植入遠程溢出攻擊、后門植入、獲取權限、遠程控制6人綜合型實驗23拒絕服務攻擊洪泛攻擊SYNFlood、ICMPFlood、洪泛攻擊應對策略2人驗證型DDos攻擊DDOS攻擊原理、TFN2K3人驗證型Smurf攻擊Smurf攻擊原理、攻擊行為6人驗證型實驗24欺騙攻擊ARP欺騙ARP緩存、ARP欺騙、防范ARP欺騙3人設計型ICMP重定向ICMP重定向、防范ICMP重定向4人驗證型實驗25網(wǎng)絡后門Shell后門后門定義、分類、Shell后門2人驗證型無端口后門軟件后門、ICMP無端口后門2人設計型后門啟動技術任務一Windows自啟動技術任務二Linux自啟動技術1人1人驗證型驗證型實驗26特洛伊木馬網(wǎng)頁木馬反彈型木馬的植入與剖析、編寫掛馬腳本2人設計型WebshellWebshell原理及利用、編寫Webshell2人設計型ARP木馬與ARP防火墻ARP木馬原理及應用、ARP防火墻原理及作用6人驗證型木馬捆綁與隱藏木馬包裝2人驗證型木馬免殺殺毒軟件工作原理、特征碼定位、特征碼修改2人驗證型跳板跳板原理、跳板攻擊方法6人驗證型實驗27防火墻Windows2003防火墻應用防火墻定義、功能及應用3人驗證型iptables應用iptables工作原理、包過濾、狀態(tài)檢測、網(wǎng)絡事件審計、NAT、應用代理3人綜合型企業(yè)邊界防火策略企業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境、訪問控制策略6人設計型實驗28入侵檢測基于網(wǎng)絡入侵檢測系統(tǒng)NIDS工作原理、Snort工作方式、Snort規(guī)則設計及應用2人驗證型NIDS與防火墻聯(lián)動入侵檢測與防火墻聯(lián)動2人設計型NIDS開發(fā)開發(fā)NIDS實現(xiàn)TCP數(shù)據(jù)流重組、TCP端口掃描檢測、特征匹配、與防火墻聯(lián)動2人設計型自建實用IDS利用網(wǎng)絡入侵檢測工具進行攻擊檢測2人設計型實驗29VPN利用IPSec構建企業(yè)VPN任務一用戶到網(wǎng)關VPN任務二網(wǎng)關到網(wǎng)關VPN6人綜合型利用PPTP構建企業(yè)VPN架設PPTP服務器、PPTP協(xié)議3人驗證型利用OpenVPN構建企業(yè)VPNOpenVPN2人綜合型利用SSL構建企業(yè)VPN架設sslexplorer服務器、SSL-VPN安全隧道3人驗證型實驗30蜜罐蜜網(wǎng)蜜罐引入蜜罐概念1人設計型DMZ區(qū)部署蜜罐企業(yè)環(huán)境DMZ區(qū)部署蜜罐，進行攻擊檢測與預警6人綜合型局域網(wǎng)部署蜜罐部署蜜罐捕獲網(wǎng)絡內部威脅、蜜罐解決方案honeyd部署與應用2人設計型自制蜜罐由需求自制蜜罐、利用蜜罐捕獲蠕蟲2人設計型蜜網(wǎng)仿真蜜網(wǎng)概念、仿真蜜罐網(wǎng)絡2人設計型7.1.5病毒攻防實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗31引導區(qū)病毒DOS引導區(qū)病毒系統(tǒng)啟動流程、實模式DEBUG命令、引導區(qū)病毒原理、修改引導區(qū)1人驗證型實驗32文件型病毒PE病毒文件型病毒原理、PE文件結構、文件型病毒發(fā)現(xiàn)方法、病毒專殺設計2人設計型實驗33宏病毒W(wǎng)ord宏病毒W(wǎng)ord宏、宏病毒工作原理、宏病毒專殺設計2人設計型實驗34腳本病毒Java腳本病毒Java腳本病毒一般性工作原理、常見感染方式、專殺腳本編寫1人設計型VB腳本病毒VB腳本病毒工作原理、常見感染方式、專殺腳本編寫1人設計型實驗35郵件型病毒Outlook郵件病毒郵件型病毒傳播方式、病毒工作原理、殺毒方法2人驗證型實驗36蠕蟲病毒蠕蟲仿真蠕蟲定義、蠕蟲攻擊原理、蠕蟲專殺工具設計2人設計型實驗37病毒行為分析病毒行為分析認識病毒行為、病毒行為分析2人驗證型7.1.6容災備份實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗38文件恢復FAT32文件恢復FAT32文件系統(tǒng)、學會手動恢復被刪除的文件1人驗證型Ext2文件恢復Ext2文件系統(tǒng)、學會手動恢復被刪除的文件1人驗證型實驗39RAID磁盤陣列RAID基礎RAID0、RAID1、RAID0+1、RAID5、RAID0+51人驗證型RAID應用GRUB、Linux系統(tǒng)創(chuàng)建RAID11人綜合型實驗40熱備份雙機熱備雙機熱備技術1人驗證型7.1.7無線安全實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗41Wi-Fi基礎應用WLAN通信IEEE802.11g、WLAN、AP、基礎結構模式、點對點模式6人驗證型AP安全措施無線認證6人驗證型AP橋模式網(wǎng)橋、AP橋模式工作原理6人驗證型實驗42Wi-Fi安全方案WEP安全模式WEP數(shù)據(jù)加密與傳送機制2人設計型RADIUS－遠程身份驗證用戶撥入服務RADIUS身份認證系統(tǒng)及身份認證過程、RADIUS服務器架設6人綜合型7.1.8生物特征實驗練習實驗點人數(shù)類型實驗43面部識別面部識別檢測面部識別工作機理1人驗證型面部識別登錄系統(tǒng)面部識別登錄系統(tǒng)原理1人驗證型7.2課題類實驗實驗實驗點人數(shù)類型實驗1安全的信息傳輸工具DES密碼算法、RSA密碼算法、MD5哈希函數(shù)算法、Diffie-Hellman密鑰交換算法、密鑰協(xié)商原理、文件安全傳輸、WindowsMFCCSocket、CSocketFile類、Winsock網(wǎng)絡編程1課題組課題型實驗2主動防御安全網(wǎng)關的架設Iptables及其應用、Snort及其應用、snortsam及其應用、SSL安全套接層協(xié)議、Webmin的配置及應用、基于Webmin管理snort、Snortsnarf配置及應用1課題組課題型實驗3部署多DMZ區(qū)的安全企業(yè)網(wǎng)絡企業(yè)網(wǎng)絡結構的部署、部署IDS、部署honyed、部署VPN、Ethereal配置及應用、Winpcap簡介及實例、安全評估的內容及標準1課題組課題型7.3網(wǎng)絡模塊結構組成主控中心平臺主控中心平臺為構建信息安全實驗環(huán)境提供硬件與軟件支撐。該平臺提供了系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡結構，支持對系統(tǒng)設備的實時管理和系統(tǒng)用戶數(shù)的有效擴展，并為學生機與系統(tǒng)通信提供服務。安全設備通過改變安全設備的工作模式來實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲結構的切換。利用安全設備可以搭建交換網(wǎng)絡結構和企業(yè)網(wǎng)絡結構，在交換網(wǎng)絡結構中安全設備作為交換模塊使用，在企業(yè)網(wǎng)絡結構中安全設備作為企業(yè)級防火墻使用，主要功能包括：流量控制、包過濾、狀態(tài)檢測、NAT、應用代理、入侵檢測、VPN、Clamav反病毒、垃圾郵件過濾、HTTP內容過濾、黑/白名單等。組控設備組控設備是網(wǎng)絡結構搭建的專用硬件，它由多個共享模塊組成，具有數(shù)據(jù)采集、動態(tài)緩沖區(qū)分配、均衡網(wǎng)絡負載等功能。組控設備為學生機提供加入到硬件系統(tǒng)的接口，使單獨的計算機個體加入到實驗系統(tǒng)的有機整體中。同時，通過組控設備可以將實驗室現(xiàn)有網(wǎng)絡設備快速接入到硬件系統(tǒng)。無線組控設備（可選）無線組控設備是搭建組內、組間無線網(wǎng)絡結構的專用硬件，它由多個無線模塊組成，滿足IEEE802.11g標準，并且支持Radius和無線橋接功能，無線組控設備與學生機無線網(wǎng)卡一起組成了無線網(wǎng)絡環(huán)境。應用服務器（校方提供主機）應用服務器主機由校方提供，安裝并運行應用服務軟件包。應用服務器為信息安全實驗提供Web、FTP、E-mail、DNS、DHCP服務，并提供實驗參考源碼和資源手冊。管理服務器（校方提供主機）管理服務器主機由校方提供，安裝并運行實驗教學管理信息系統(tǒng)。管理服務器提供多種實驗室管理服務，包括：實驗信息管理，排課管理，實驗報告管理，考勤管理，成績管理，用戶管理，公告管理，文件管理、安全設備管理、應用服務器管理。管理服務器既可通過實驗室網(wǎng)絡訪問，也可通過Internet訪問。（2）現(xiàn)代通信技術模塊實驗內容及結構7.4實驗內容通信模塊實驗體系的設計主要是按照通信系統(tǒng)的通信過程進行的，由通信原理開始，再引入移動通信，實驗內容由淺入深，學習曲線平緩。該實驗體系共包含17個實驗，46個練習，總學時為92學時，實驗類型涉及演示型、驗證型、設計型和綜合型，其中設計型和綜合型實驗約占35%。實驗1到實驗10（共56學時）屬于通信原理實驗內容，按照通信系統(tǒng)的傳輸過程：信源發(fā)送→信道編碼→調制→擴頻→信道（干擾）→解擴→解調→解碼→信宿接收進行設計，實驗內容之間上下承接。實驗11到實驗17（共36學時）屬于移動通信實驗內容，涉及到GSM（2G）、CDMA（2.5G）和TD-SCDMA（3G），其中每個實驗都結合了通信原理的多個模塊，相當于一個小型綜合型實驗，實驗內容之間相互獨立。每個實驗的最后一個練習為MATLAB程序設計實驗，淺顯易懂，難度適中，在強化對現(xiàn)代通信技術理論知識的同時，使學生掌握MATLAB通信工具箱的基本使用方法，滿足高校學習MATLAB程序設計的需求。實驗內容如下：序號實驗練習實驗目的表現(xiàn)手段1信號與頻譜通信系統(tǒng)中的信號了解通信系統(tǒng)中的信號分類掌握模擬信號及其頻譜掌握數(shù)字信號及其頻譜掌握信號時域特性與頻譜變換后的性質虛擬通信實驗箱通信系統(tǒng)的通信方式了解串行傳輸和并行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞搅私馔絺鬏敽彤惒絺鬏數(shù)耐ㄐ欧绞秸莆諉喂ぁ腚p工和全雙工傳輸?shù)耐ㄐ欧绞秸Z音flash通信系統(tǒng)中信號的MATLAB仿真熟練掌握通信系統(tǒng)中的各種信號及其時域和頻域特性的關系了解MATLAB語言，熟悉其工作環(huán)境熟練掌握MATLAB主程序文件的格式特征掌握MATLAB工具箱中信號產(chǎn)生函數(shù)的使用方法及特殊信號的MATLAB語言描述MATLAB仿真2數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶信號的常用碼型熟悉數(shù)字基帶信號的常用碼型掌握數(shù)字基帶信號的常用碼型與原二進制碼之間的相互轉換語音flash虛擬通信實驗箱無碼間串擾的基帶傳輸特性了解數(shù)字基帶系統(tǒng)的工作原理，基帶傳輸系統(tǒng)的數(shù)學模型，數(shù)字基帶傳輸時的碼間串擾影響掌握消除碼間串擾的基帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)的傳輸特性，消除碼間串擾后的基帶傳輸語音flash眼圖了解時域均衡器和頻域均衡器掌握眼圖形成過程語音flash3模擬信號的數(shù)字傳輸抽樣定理了解信號抽樣定義和抽樣的目的理解和掌握抽樣信號的形成過程理解和掌握抽樣定理的內容虛擬通信實驗箱模擬信號的量化熟悉脈沖編碼調制的信號形成過程了解量化的基本概念和分類掌握均勻量化和非均勻量化的量化過程虛擬通信實驗箱編碼調制技術熟悉脈沖編碼調制的基本原理熟悉脈沖編碼調制的常用編碼的碼型和碼位的選擇過程掌握脈沖編碼調制的編碼原理和過程了解差分脈沖編碼調制和增量調制虛擬通信實驗箱信號量化的MATLAB仿真掌握MATLAB通信系統(tǒng)工具箱的量化函數(shù)及其使用MATLAB仿真4模擬調制和解調幅度調制掌握標準幅度調制(AM)的基本原理掌握雙邊帶抑制載波調制(DSB)的基本原理掌握單邊帶調制(SSB)的基本原理各種調幅系統(tǒng)的簡單比較虛擬通信實驗箱角度調制理解角度調制的基本定義掌握調頻的基本原理掌握調相的基本原理虛擬通信實驗箱幅度調制MATLAB仿真熟練掌握現(xiàn)代通信系統(tǒng)中幅度調制的基本原理掌握模擬調制解調的MATLAB通信工具箱函數(shù)學會使用傅里葉變換函數(shù)掌握用MATLAB繪制頻譜圖的方法MATLAB仿真5數(shù)字調制和解調二進制調制系統(tǒng)理解和掌握二進制振幅鍵控（BASK）理解和掌握二進制頻移鍵控（BFSK)理解和掌握二進制相位鍵控（BPSK）虛擬通信實驗箱多進制調制系統(tǒng)理解和掌握MASK調制理解和掌握MFSK調制理解和掌握MPSK調制虛擬通信實驗箱現(xiàn)代數(shù)字調制技術掌握正交幅度調制的星座圖掌握正交幅度調制和解調的波形變化過程以及其星座圖表現(xiàn)形式掌握交錯正交相移鍵控調制和解調虛擬通信實驗箱二進制調制MATLAB仿真掌握二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的基本原理掌握數(shù)字調制解調的MATLAB通信工具箱函數(shù)學會使用MATLAB設計實現(xiàn)二進制數(shù)字調制MATLAB仿真6信道編碼差錯控制編碼理解通信系統(tǒng)的主要性能指標理解差錯產(chǎn)生的原因及差錯控制方法掌握差錯控制基本原理掌握差錯控制編碼方法語音flash虛擬通信實驗箱分組碼理解線性分組碼、循環(huán)碼的概念掌握線性分組碼編碼的一般原理和線性分組碼譯碼的方法掌握循環(huán)碼的運算、編碼方法和譯碼方法虛擬通信實驗箱卷積碼掌握卷積碼的生成矩陣掌握卷積碼的多項式描述和狀態(tài)圖描述掌握卷積碼的網(wǎng)格圖、Viterbi譯碼虛擬通信實驗箱其它信道編碼技術理解級聯(lián)碼和乘積碼掌握交織的原理掌握turbo編碼和解碼方法虛擬通信實驗箱分組碼MATLAB仿真熟練掌握線性分組碼的基本原理掌握差錯控制編/譯碼的MATLAB通信函數(shù)學會使用MATLAB設計實現(xiàn)線性分組碼的編/譯碼過程MATLAB仿真7信道與噪聲信道了解信道的概念及其分類理解有線信道的分類和干擾影響理解無線信道的分類以及干擾影響虛擬通信實驗箱干擾和噪聲理解和掌握加性噪聲、乘性噪聲了解噪聲的分類以及隨機過程的一般表述掌握典型噪聲的特性分析虛擬通信實驗箱干擾和噪聲MATLAB仿真掌握信道的MATLAB通信函數(shù)學會利用MATLAB對信道的加性高斯白噪聲進行仿真MATLAB仿真8同步原理載波同步掌握同步原理及載波同步的方法掌握提取載波的原理及方法了解載波同步系統(tǒng)及其性能指標語音flash位同步掌握位同步原理掌握位同步的實現(xiàn)方法了解位同步系統(tǒng)的性能指標語音flash幀同步掌握幀同步原理掌握幀同步的實現(xiàn)方法了解幀同步系統(tǒng)的性能語音flash9多址技術多址技術了解多址技術的基本概念掌握頻分多址、時分多址、碼分多址和空分多址技術及工作方式語音flash10擴頻通信直接序列擴頻了解擴頻通信的系統(tǒng)模型及其意義了解擴頻通信的理論基礎—Shannon定理掌握直接序列擴頻系統(tǒng)以及幾種重要的偽隨機序列虛擬通信實驗箱跳頻擴頻了解跳頻擴頻的基本概念掌握什么是跳頻圖案掌握跳頻擴頻系統(tǒng)及其跳頻了解跳頻擴頻中同步了解直接序列擴頻與跳頻擴頻的比較虛擬通信實驗箱擴頻通信MATLAB仿真學習MATLAB程序設計的for循環(huán)、取模、變量長度