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【中圖分類號】TP311 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）24－0041－01
一 網絡虛擬實驗系統及其主要功能的特點
網絡虛擬實驗系統以計算機系統為核心虛構出三維可視的實驗場景，仿真復雜多變的實驗現象，支持實驗數據的采集和實驗結果的模擬、分析。學習者通過網頁訪問的方式觀察逼真的模擬實驗環境，并通過普通的圖形界面交互技術改變實驗條件和參數，將各種虛擬儀器按實驗要求、過程進行操作或組裝，并從中獲得良好的個人體驗或發現。它一般包括相應的實驗環境，有關的實驗儀器設備，實驗對象以及實驗信息資源等。
網絡虛擬實驗系統屬于桌面式虛擬現實系統，在一定程度上具有虛擬現實技術的沉浸性、交互性和想象性特點，可以提供一些在現實中無法體驗的情境，能避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。徹底打破空間、時間的限制，學習者隨時進入虛擬實驗室操作儀器，進行各種實驗，共享儀器設備，共享數據，甚至和異地的學習者合作進行實驗等。特別適合在實驗設備、實驗場地、教學經費缺乏等低成本的限制條件下應用，較適合于網絡教育和移動學習。
二 網絡虛擬實驗系統的基本體系組成
1．表現層
展現實驗場景，用戶主要包括學習者、教師和管理員。通過注冊登錄，下載支持IE的3D瀏覽器插件后，即可進入三維虛擬實驗環境中進行實驗。用戶通過簡單和友好的界面，可實現與虛擬實驗的3D對象、虛擬角色的交互，或虛擬角色相互之間的交互。
2．業務邏輯層
服務器的主要作用是開放式交互實驗環境以及動態網頁的生成；網頁Web應用服務器數據庫的主要作用則是提供Web接入服務、用戶認證管理、賬號管理、動態網頁的生成。作為整個虛擬實驗系統的核心模塊，虛擬實驗應用服務器主要作用是控制和管理實驗儀器、采集和處理實驗數據；交互控制影響學習者的實驗請求并做出相應的反應，處理多用戶協同通信時出現的問題。
3．數據訪問層
主要是對原始數據（數據庫或者文本文件等存放數據的形式）的操作。數據庫主要包含用戶信息庫、3D對象服務器、知識庫、教學資源庫。用戶信息庫包含用戶（學習者、教師）的初始數據，如用戶個人信息、登錄信息、首次測試水平、實驗儀器設備信息和學習記錄等，存儲在數據庫服務器中。3D對象服務器包括3D場景模型、3D虛擬角色模型和3D實驗儀器設備模型等。文件服務器包含Word、PPT等教學文本文檔以及預設的HTML模板。
三 網絡虛擬實驗系統的關鍵設計
一是許多網絡虛擬實驗系統功能更關注在實驗現象和行為的模擬演示，系統的交互性和監控性有限。功能設計中需要增強對實驗數據的統計分析和實驗過程監控等功能，從而增強教學的評價功能。二是網絡虛擬實驗系統更多地集中于通過網絡共享實驗資源，共享數據。支持多用戶協作式，分布式共享同一實驗空間的系統并不多。分布式系統功能設計能進一步增強系統的實用性，同時帶來更大的設計和實現的復雜度。
四 網絡虛擬實驗系統的實現技術
1．環境建模技術
虛擬實驗環境和實驗儀器的建立是虛擬實驗系統的重要內容。常用的建模多使用3DMax、Maya等工具軟件完成。制作人員完成建模和貼圖的工作量比較大。數字三維掃描技術快速、精確地生成實體模型，與軟件建模方式相結合能夠縮短工作時間，提高效率。
2．實時三維圖形生成技術
三維圖形的生成技術已較為成熟，其關鍵是如何實現“實時”生成與顯示。對于具有一定復雜度的模型，如何達到實時顯示和便于網絡傳輸的目的，又要保證圖形的幀率和質量，需要進一步研究。
3．立體顯示和傳感器技術
虛擬現實的沉浸感和交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術的發展?，F有的桌面虛擬現實系統大多使用鼠標加鍵盤的WIMP圖形界面，在人機交互方式上存在著較大的局限性。近年來，手寫板與觸摸式顯示屏等新興的人機交互設備大規模地進入應用領域，其更加自然的交互方式突破原有鼠標加鍵盤的WIMP桌面系統，桌面虛擬現實系統的二維交互方式帶來的約束，手寫板技術和觸屏技術的發展與應用虛擬現實設備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高，因此有必要開發新的三維顯示技術。
4．應用系統開發工具
虛擬現實應用的設計關鍵是尋找合適的場合和對象，即如何發揮想象力和創造力。應用系統開發工具需要強大的平臺支撐，為不同的開發者和設計者提供良好的支持，提供功能豐富且方便的工具包SDK來支持便捷的二次開發，以大幅度地提高生產效率、減輕勞動強度、提高產品開發質量、降低開發成本。目前國際上比較著名的VR技術的開發工具和平臺有 VRML、Cult3D、EON、Quest3D、Virtools等，不同的平臺各有其特點，通常實際使用開發平臺所提供的一些實用功能模塊，需要的附加付費也是需要考慮的重要問題。
【關鍵詞】網絡三維；虛擬實驗；虛擬現實實驗
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097（2011）07―0114―07
一 前言
隨著教育信息化的推進，遠程教育應用實踐不斷更新變革，不斷涌現出的新興技術得以推廣應用，取得了切實的教學與學習效果。虛擬現實技術支持下的虛擬實驗系統就是近年來其中一個重要的新興技術應用實踐。相關研究證實虛擬現實技術利于提高學生的學習興趣，強化理解能力和開拓創造性學習[1]。虛擬現實源自于信息科學技術，在信息化實踐中自然有其特有的優勢，第一是其獨特的視角，顯示的是實時的三維影像，包含了更多的連續的、直觀的信息，能夠以不同的視圖操作和觀察，產生逼真的臨場感；第二是支持交互式任務，自然直觀的操作強化了用戶的參與體驗；第三是虛擬化的場景和對象蘊含了更加豐富的抽象信息，實現理論學習到實踐操作的轉化。計算機3D圖形學、人工智能、人機接口等相關技術的發展，也為虛擬現實的實踐應用打下了堅實的基礎。
建構主義理論認為，學習者是在一定學習情境中，借助與他人之間的協作、交流、利用必要的信息等，構建有意義的學習。并且根據學習者學習類型的差異，通過自我反省或者與他人之間的商榷、討論和辯論，以認識和強化個人及團隊的心智模式。建構主義理論支持下的基于虛擬現實的學習環境就是一個動態的虛擬仿真學習環境，可以延伸學習者觀察事物的視角，引導他們探索科學世界的思考和行為的方式，發展學生不完整的前概念和經歷完整的科學探究過程，并且能為學習者提供在現實世界中無法實現的體驗，如原子微觀世界[1]、無法隨意重復的實訓（V-Frog [2]）等。
根據相關文獻研究，目前為止虛擬現實教育應用主要涉及的是科學、技術和數學教育，用于概念改變、抽象思維的發展和促進認知發展[3] [4]?？紤]到經濟因素，有網絡特征的桌面式虛擬現實系統, 是目前虛擬現實科學教育實驗系統最為可行的方式。虛擬現實科學教育實驗系統的開發，首先要根據科學學科實驗教育的目的和學習者的認知水平，分析學習者的需求；然后根據具體學科實驗任務及步驟，結合實驗操作的特點，提出虛擬實驗系統執行這些操作所學的功能及其子模塊，構建虛擬實驗系統的基本構成框架；據此，可確定實驗系統的軟硬件配置，最后，選擇合適的三維建模工具（如3DMAX、MAYA）和虛擬現實編程工具（Virtools、EON）實現系統的制作和[5]。
二 網絡三維虛擬實驗系統的基本構成框架
一個實驗完整實施的工作流程分為實驗準備階段、實驗儀器組裝測試階段、實驗操作階段、數據處理階段和實驗總結評價階段。與傳統實驗系統相比較，有網絡特征的虛擬現實系統的設計應該遵循開放性、易用性原則，能夠重復實驗以獲取正確數據，提示實驗操作正確性等。通過實驗工作流程的分析，結合虛擬現實技術3I特性，網絡三維虛擬實驗系統的基本構成框架如圖2所示：
1 輸入/輸出設備
人類的七大感覺系統包括視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺、前庭系統和本體覺。人類就是通過感知來獲取信息。在相關的科學教育應用研究中使用的既有專用設備，如ImmersaDesk和PHANToM[10][11]，也有PC支持的周邊設備，如三維鼠標、數據手套和頭盔跟蹤器、三維顯示器等。到目前為止，教育應用領域的交互設備主要是鼠標、鍵盤、操縱桿和攝像頭[3] [7]。
2 交互界面
實現實時的人機交互，按照實驗任務的要求提供一系列的用戶操作和反饋，以支持用戶有意義的學習活動，強化用戶在動態3D場景中的參與程度。通過鏡頭控制，以第一人稱的視角，用戶借助化身（avatar）進入3D場景，用戶可以將身體變大或者變小，實現宏觀或者微觀世界的漫游，延伸用戶感知信息的能力。
（1） 3D / 2D懸浮操作欄：漫游和自由度（DOFs）操作是懸浮操作欄基本功能項，實現3D對象選擇和3D對象方位變換。這樣用戶可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物，有利于培養空間想象能力。另外，用戶化身通過自然的交互操作還可以強化抽象知識學習和實踐運用。
（2） 系統控制：懸浮式下拉菜單/屬性面板，用于改變實驗環境參數，動態呈現虛擬對象的信息。
（3） 模型庫操作：連接模型數據庫，在實驗過程中提供3D對象模型的呈現，提供虛擬模型的描述信息，輔助實施虛擬實驗裝置組裝，生成合適的實驗場景。
（4） 數據向導：處理實驗過程中涉及的各種數據；記錄學習者的操作過程，并根據實驗操作指南，自動為學習者評分。連接實驗數據數據庫，實現外部文檔導入，或者實驗數據的導出，記錄虛擬學習對象的相關數據集。
（5） 智能向導：為用戶化身提示操作步驟，檢驗操作的正確性。如果出現操作失誤，會禁止下一步驟的執行，并給出錯誤提示信息[9]。智能向導也可以有化身，通過會話的方式與用戶交流。
3 虛擬模型數據庫
一類是虛擬儀器元件、虛擬對象（如原子、藥品等）作為虛擬學習對象，包括可視化的3D模型及對象的描述信息。學習對象的知識結構是科學教育中知識學習的基本內容。另一類是場景模型，包含不同實驗要求所需的虛擬場景。學習者可以依據具體的實驗要求，調用適用的虛擬儀器和虛擬對象進行組裝。
4 虛擬實驗演示系統
可視化的流程有助于更好的理解科學概念[14]。如數學和物理教學中的內容大多是抽象的公式,用傳統的說教式教學方法很難解釋清楚，虛擬的實驗流程演示使得學習者一看就能觀察出動態逼近的科學本質。如此以來，抽象的內容變得更為形象、更為直觀。
另外，具有網絡特征的虛擬實驗系統，應包含有實驗共享功能，如實驗結果和感想的交流，幫助，提示實驗常見故障和問題的解決辦法等等。如組建實驗在線學習共同體，就是推進虛擬實驗系統平臺應用的有效措施[10]。系統可采用三層結構體系，即客戶端、網絡服務器和數據服務器，一般硬件設備要求不高的情況下，優先考慮B/S應用模式，即借助瀏覽器配置相應插件支持客戶端的運行。
三 《實驗室制取氣體》化學虛擬實驗開發實例
化學是一門以實驗教學為基礎的學科，通過實驗可以更加形象地描述化學現象，深化學生對知識的理解和掌握。虛擬化學實驗創設了仿真的實驗環境，提供了豐富生動的實驗儀器，實現形象化教學，為學習者創建互動的、可重復使用的實驗場景，不僅有利于培養學生的設計能力、創新思維能力，而且解決了實驗資源浪費、實驗時間和實驗地點限制等化學實驗教學中問題，提高實驗教學質量。
實例利用三維建模軟件3ds Max和虛擬現實系統開發工具Virtools開發一個實驗室制取氣體專題的桌面式虛擬化學實驗系統，如圖4所示，主要實現功能模塊有：系統操作說明介紹、化學實驗儀器自動組裝演示、實驗儀器組裝、化學實驗藥品添加化學實驗現象觀察。
本虛擬實驗系統旨在使學習者了解儀器的組裝、拆分順序，藥品添加方法，了解實驗反應過程，分析實驗現象等。在實驗過程中通過本系統提高實驗者的學習興趣，使其掌握實驗儀器的組裝和拆分順序；通過對實驗現象的觀察、對比和分析，鞏固所學化學知識，理解相關化學原理；培養學生分析問題和解決問題能力。
為了便于儀器的準確組裝和實驗現象的多角度觀察，通過鏡頭（Camera）進行了交互設置，使用鍵盤按鍵來切換攝像機視角并利用鼠標右鍵對其進行旋轉。如圖5所示為相應的BB及參數設置。實驗系統的實驗元器件的操控包括兩類工具，一類是利用自由度（DOF）操作工具，以觀察和變換虛擬模型方位。一類是選擇和添加元器件，按照實驗要求，完成系統組裝。
Virtools中提供的粒子系統(Particle System)，為虛擬化學實驗中產生的各種現象提供了豐富的設計內容，使虛擬實驗更加形象和逼真。酒精燈火焰特效主要使用Point Particle System（點粒子系統），對于氣泡特效設計使用Spherical Particle System（球形粒子系統），液體傾倒采用Curve Particle System（曲線粒子系統）。
對于虛擬模型和實驗數據的導入，Virtools連接數據庫除了使用自帶的服務器形式連接外，也可以自定義BB（Building Block）來連接數據庫，這里選擇的是自定義連接MySQL數據庫。以實現網絡三維虛擬實驗系統的數據后臺更新與維護，這是實現網絡虛擬實驗系統開放性和通用性的關鍵技術。
最后應用Virtools開發的網絡三維虛擬實驗成應用在B/ S 或C/ S 模式的兩種格式文件。前者為vmo格式，嵌入到網頁中，適于網絡瀏覽器傳輸; 后者需要應用VirtoolsMakeExe插件將其轉換成exe格式，并應用軟件封裝工具制成客戶端可執行程序，可安裝在用戶的計算機中,避免網絡傳輸帶寬的影響, 以提升網絡虛擬實驗的流暢性。
四 總結
一個得到普遍接受的虛擬現實實驗系統，需要提供最簡便的控制方式，以及一些基本的物理體驗。觸控設備擁有輸入和反饋所需的相關元素。
有網絡特征的桌面式虛擬現實系統對于硬件系統要求并不高，在個人微型電腦上都能很好的體驗到實驗過程，系統逼真的虛擬場景制作和詳盡的過程解釋，為用戶呈現了一種視覺上的沖擊效果。自然真實的感官體驗, 能將那些抽象的結構原理實現可視化，加深概念的理解，針對無法隨意重組的設備作仿真實訓,獲得與真實實驗一樣的體驗,從而豐富感性認識。根據混合式學習理論，虛擬實驗系統可以成為與課堂教學相結合的有效在線學習中心，實現空間和時間上的延伸，充分體現教師和學生的實驗參與程度。
另外，從安全和環保角度考慮，虛擬現實實驗系統既不需要化學物品和危險的實驗工具如炸藥，也不要提供實驗樣本如動物，更不會對生態環境造成破壞。
制約虛擬現實實驗系統發展的瓶頸是虛擬現實相關的建模，如幾何建模、運動建模、物理建模等需具備一定專業技能的人員制作，對于精細的實驗儀器和化學現象的建模離預期的效果還有相當差距等。當下也存在相關實驗資源不足的問題，如實驗元器件模型缺乏。但隨著一系列實用開發工具，如Virtools、EON等不斷推出，上述的問題得到了很好的解決，使得虛擬實驗系統從實驗室研究轉入教學實踐成為現實。
從經濟角度講，虛擬現實實驗系統給科學實驗教育節省了開支。但對于虛擬實驗系統來說，最大的挑戰是在實踐應用中，在課堂和教學過程究竟會產生什么樣的效果，因為教師的要求、課程目標和學生的認知水平等都是必須考慮的影響因素。這就要求老師和學生都需參與到設計滿足自己要求的虛擬實驗項目里。
五 趨勢
如果將虛擬現實實驗系統加上“增強現實”技術（Augmented Reality），通過真實環境和虛擬現實景象的結合，既能減少生成復雜實驗環境的開銷，又便于對虛擬場景中的對象進行操作通過增強現實技術，人們不僅能夠有視覺和觸覺的體驗，還能夠有感覺的新體驗，那么其應用范圍也就更加廣闊了。
引入分布式，支持多用戶協作實驗，創建學習共同體，使用戶聯合在一起成為一個虛擬實驗社區，將把實驗系統提升到一個新的境界。
參考文獻
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Designing and Implementing of Web 3D Virtual Lab System
SUN Jiang-shan YU Lan
(Department of education Information Technology, East China Normal University, Shanghai 200062,China)
Abstract: By analyzing classic cases at home and abroad, expounding the techniques and theory of virtual reality and making the classification and characteristics of virtual Lab, summarizing the advantages and strategy that were used to construct the framework of Web 3D virtual Lab system. In order to support the framework effectively, designing an example of “gas making in laboratory” with virtools software, summarizing key methods and key techniques in virtools modeling and virtools interaction. Finally, furthermore show off a summary and outlook.
關鍵詞：分布對象；虛擬網絡平臺；設計；信息資源
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）16-3698-03
計算機病毒、黑客和垃圾信息等造成的安全隱患問題多出于存儲設備故障分布式虛擬網絡的管理平臺，對于高標準建設的分布式網絡管理體系結構提出了一種新的安全機制，要求企業采取安全措施以確保在信息資源整合過程中信息資源的安全。
1 基于分布對象的虛擬網絡平臺概述
隨著語義Web的發展，越來越多的數據提供者和互聯網應用開發商將現有的數據轉換成鏈接的數據，使得LOD圖像得到快速的發展。2011年9月展示LOD數據云發表，它由295組數據構成，其中包括約310億和5.04億的RDF鏈接語句。它顯示了LOD數據鏈路之間的聯系及各種項目的相關數據的數據集。其中，某些數據集間連接作為一個數據網絡的樞紐，如DBpedia數據集等。此外，還包含了很多著名的數據集，如維基百科，GeoNames，英國BBC廣播公司，FOAF，SKOS，WordNet，DBLP書目等，涉及政府、企業、學校和圖書館等其他領域。通過鏈接開放數據項目的詳細信息，用戶可以從其他相關數據的一組數據采集環節了解到豐富數據關聯，充分發現和享用外部資源。
3 基于分布對象的虛擬網絡平臺的設計
以產生一個商業模式為例了解其對企業的要求和用戶視圖定義視圖的概念的應用。概念建模技術（例如使用案例分析、活動圖、工藝設計和業務實體建模）有助于建設關鍵業務和數據的描述，可以加強業務目標和需求，但是不包含實現技術。
邏輯視圖：邏輯視圖結構設計中的應用模型是建立一個商業模式，它們決定了如何滿足業務的目標和要求。模型的應用程序結構也體現在邏輯視圖和建筑師的總體結構方面的應用。他們決定關系數據管理和處理步驟之間的相互作用，根據邏輯和時序模型組件的設計確定了模型保留的數據類型和狀態。
物理視圖：每個元素映射應用模式的技術元素的實際要求。通過這種方法實現模型的應用。程序員將詳細的業務邏輯編寫為代碼，在傳統開發過程中承擔了部分任務，但大多數的活動應在一個復雜的框架內來完成。框架是一種新的開發技術，分布式應用程序和數據管理的基礎設施包括幀應用邏輯框架的風格和控件結構的設計。框架完成使開發人員避免了繁瑣的工作（例如，錯綜復雜的異步消息處理），使普通開發人員能夠對項目作出更大的貢獻。
能否正確定義這些模型對于組織來說也是至關重要的。結構模型的設計錯誤總是會導致嚴重的設計問題或運作問題（例如伸縮性和可靠性問題），嚴重時甚至會導致項目無法完成以及影響業務。結構設計師正在尋找框架和指南以幫助他們創建和實現這些模型，并把由于使用錯誤模型而帶來的風險降到最低。
4 基于分布對象的虛擬網絡平臺的實現
在用戶登錄上使用雙重身份驗證登錄功能系統。用戶身份認證除了使用用戶的用戶名和密碼，還需要使用令牌生成的同步碼。同步代碼生成與服務器同步一致。用戶登錄時需要在一定的時間內輸入的代碼，所以即使用戶的密碼丟失也不會導致系統被攻擊，提高了系統的安全性。
網絡設備日志分析方面，主要研究通過SYSLOG服務，將接入層交換機的日志信息捕獲，以便于對接入交換機的運行狀況進行動態分析。通過分析對接入層的三大攻擊行為進行定位，為下一步操作做鋪墊。日志信息同步數據量極大，但對細節數據的準確性要求不高，主要以大量數據宏觀分析得出結果。所以，日志信息同步功能的可靠性要比數據準確性更加重要。它要能夠持續的接收分析大量數據。
接入網設備的控制功能和網絡接入層設備是一個窗互系統，其他業務則需要通過其主機來完成，因此控制接入層設備需要有較強的操作能力。這種能力是通過TELNET和SNMP協議來實現的。
本文著重研究了TELNET與SNMP的開發接口以及對設備控制功能的實現?？偠灾?，系統對日志分析功能得出的結果，最后進行隔離操作是通過本功能直接完成的。日志記錄和存儲里，用戶的目標操作系統作為記錄的目標函數在實際使用過程中主要用于事后處理和分析日志數據的存儲功能，在數據庫中隔離的操作記錄和其它數據存儲，因為該系統是一個大的數據庫，沒有單獨使用復雜的數據持久層組件，可以實現數據庫連接池功能，重量輕且操作簡單。
日志分析功能包含了SYSLOG套接字的創建，數據讀取分析兩大主要功能。其中SYSLOG套接字的創建主要目的是為了接收交換機發至UDP514端口的日志信息。數據分析的主要目的有兩個，一是判斷當前網絡運行是否正常，二是如果不正常，需要確定攻擊源的信息[15]。SYSLOG套接字用于將接入交換機發來的日志信息進行讀取，然后交與日志處理邏輯對日志進行分割。日志處理邏輯使用正則表達式對日志分割完成后，數據分兩部分流向，日志信息本身交由數據庫存儲邏輯處理，另一向交由攻擊主機判定邏輯分析攻擊主機信息。對于設備控制模塊交互邏輯，當自動隔離攻擊主機
5 結論
基于分布對象的虛擬網絡平臺提供系統級端到端的解決方案，這將是智能化的網絡管理和工作負載分布到多個站點，分布式網絡管理信息系統的管理員可以促進用戶更高效地利用系統中的資源，網絡的發展提供了可擴展性的變化。為了減少復雜性和中心網站計算的負負，可以提供一種獨立方法靠近故障點，快速地排除故障。
基于分布對象的虛擬網絡平臺通過在整個網絡上向多個控制臺將數據采集，監視以及管理職責分散開來而實現綜合分析。
參考文獻：
[1] 熊鈺嵐，劉希民.虛擬網絡實驗平臺設計[J].電腦知識與技術，2010，12（25）：107-108.
關鍵詞：VXLAN；數據中心；遷移
1 VLAN技術的局限性
在服務器虛擬化技術實現后，數據中心內部虛擬服務器（VM）的數量較之原物理實體機在數量上有了明顯提升，與之對應的VM虛擬網卡的MAC地址數量也隨之增加，當VM數量很多時，會導致交換機的MAC地址表溢出，從而引發數據幀的丟棄及大量的廣播幀產生，嚴重影響網絡的性能。
其次，大規模的數據中心建立并提出互聯互通的需求背景下，原先用于劃分數據中心虛擬網絡的VLAN技術不再能夠滿足需求，傳統的VLAN技術其VLAN ID的位數為12比特，最多只能支持4094個虛擬網絡標識可用。即便可以通過相應技術進行擴展，但對于云計算服務的不斷普及，業務量的不斷增長，顯然不能滿足這種擴展需求。
再者，在VLAN網絡環境中，虛擬機只能在2層網絡內遷移，并且為了能夠支持虛擬機的遷移，需要對2層網絡進行Vlan預配置，因而造成VLAN配置的混亂，影響VLAN廣播域的隔離，降低了網絡的效率。
最后，對于云數據中心的大二層需求在原有二層網絡下的特性與協議已經不再適用，嘗試二層協議三層化是基本方向之一，VXLAN就是這樣一個將二層數據包封裝入三層包內技術。
2 VXLAN技術簡介
VXLAN是一種隧道封裝技術，能將二層報文用三層協議進行封裝，對二層網絡在三層范圍進行擴展，從而實現跨地域的二層互連。技術原理是通過引入一個UDP格式的外層隧道，使得原有數據報文內容作為用戶數據形式來傳輸，可以讓原始2層幀數據輕而易舉的在二三層網絡中傳送。每個覆蓋域被稱為VXLAN segment，ID是由位于VXLAN數據包頭中的VXLAN Network Identifier（VNI）標識的。VNI字段包含24 bits，故segments最大數量為2的24次方，約合16M個。只有在相同VXLAN segment內的虛擬機之間才可以相互通信。如圖1。
2.1 VTEP
VTEP（VXLAN Tunnel End Point）隧道端點，用來完成VXLAN報文的封裝和解封裝，實現物理網絡和虛擬網絡的隔離，一般位于擁有虛擬機的宿主機中，因此VNI和VXLAN隧道只有VTEP可見，對于虛擬機是透明的，不同的VXLAN segment中只允許具有相同MAC地址的虛擬機。并且VTEP也可以位于物理交換機或物理主機中，甚至可以使用軟件來定義。VTEP之間完全是通過3層協議交互與Router相連，如圖2。
2.2 Vxlan網關
如果需要VXLAN網絡和非VXLAN網絡連接，必須使用VXLAN網關才能把VXLAN網絡和外部網絡進行橋接，完成VXLAN ID和VLAN ID之間的映射和路由，和VLAN一樣，VXLAN網絡之間的通信也需要3層設備的支持，即VXLAN路由的支持。同樣VXLAN網關可由硬件和軟件來實現。從封裝的結構上來看，VXLAN提供了將2層網絡overlay在3層網絡上的能力，如圖3。
3 VXLAN技術優勢
第一，靈活性強，VXLAN通過隧道技術來構建可以跨越多個3層網絡的虛擬2層網絡，使VM可以在物理位置分散的數據中心之間進行遷移，擺脫了原來VM的遷移只能在同網段的二層網絡上進行的地理位置限制。
第二，VXLAN數據包是在標準的第3層IP網絡上運行，不需要對現有網絡進行改造；除VXLAN網絡邊緣設備，網絡中的其他設備不需要識別虛擬機的MAC地址，減輕了交換設備的MAC地址學習壓力，提升了設備性能。
第三，VXLAN通過采用MAC in UDP的封裝延伸了2層網絡，實現物理網絡與虛擬網絡解耦，去除了物理網絡IP地址和廣播域的限制，VM的遷移可以實現跨越3層網絡，極大降低了網絡管理的難度。
第四，VXLAN技術通過24bit的VNI可以支持多達16M的VXLAN段的網絡隔離，對用戶進行隔離和標識不再受到限制，可以滿足云數據中心未來業務的邏輯網段分隔的需求。
4 VXLAN部署場景
4.1 同VXLAN間的部署
VXLAN多用于數據中心的虛擬機化環境中，可以穿越機架甚至是數據中心。如圖2兩個宿主機Server1和Server2，對于物理位置沒有要求，可以在任意區域，只需與3層網絡相連即可，其本質是VETP可以跨越3層網絡。
圖2中有2個VXLAN覆蓋網絡：
VNI=11表示為[{Server1[VM1-1]}， {Server1[VM1-2]}， {Server2[VM2-3]}]
VNI=22表示為[{Server1[VM1-3]}， {Server2[VM2-1]}， {Server2[VM2-2]}]
4.2 VXLAN與非VLXAN間的部署
VXLAN網絡和非VXLAN網絡互連就得需要VXLAN網關，VXLAN網關上同時存在兩種類型的端口：VXLAN端口和普通端口。當收到從VXLAN網絡到普通網絡的數據時，VXLAN網關去掉外層包頭，根據內層的原始幀頭轉發到普通端口上；當有數據從普通網絡進入到VXLAN網絡時，VXLAN網關負責打上外層包頭，并根據原始VLAN ID對應到一個VNI，同時去掉內層包頭的VLAN ID信息。如果VXLAN網關發現一個VXLAN包的內層幀頭上還帶有原始的二層VLAN ID，會直接將這個包丟棄。之所以這樣是因為VXLAN并不依賴VLAN ID進行轉發，無法判斷VLAN ID的正確性。
對于VTEP、VXLAN網關的形態，可以是虛擬交換機，也可以是物理交換機。通過物理交換機實現服務器與軟件虛擬VTEP的通信，以及使用專用交換機實現VXLAN網關相搭配的模式，從而承載超大規模的流量轉發，避免系統網絡的瓶頸產生，相對而言也是當前最優的部署方法。
5 結束語
雖然說VXLAN已經在某些領域得到了應用，可以很清楚的將虛擬網絡與物理設施區分開，但并不是說它可以徹底代替VLAN技術，如果某個數據中心內有超過200個以上的虛擬機，那么VXLAN是個不錯的選擇。如果數據中心規模不大，且只有少量邏輯網，那么久經考驗的VLAN技術仍舊可以滿足。
參考文獻
[1]華為FusionSphere 3.1 VXLAN技術白皮書[Z].
【 關鍵詞 】 網絡化；虛擬儀器；通信測試；HPVEE
1 引言
網絡化虛擬儀器將虛擬儀器和網絡相結合。它首先將虛擬儀器的功能進行分解，然后再利用網絡將這些功能重新組合，形成新的網絡化虛擬儀器。其主要特點是功能分布可以根據實際情況的需要，部署在網絡的任何地方，組成形式靈活，變更簡便，能夠有效的利用全網的資源。和傳統的虛擬儀器相比，網絡化的虛擬儀器具有顯著的特點。
（1）數據傳輸快捷，實時性強，便于及時發現問題，提高測試數據有效性。
（2）數據共享性好，資源利用率高。用戶可以在另一地點同時監測自己的測試過程，并直接獲得測試報告。
（3）數據采集和分析可以分布處理，系統更加高效。 總之，網絡良好的數據共享優勢是網絡化虛擬儀器各種優勢的基礎，其實現的核心是測試和監控數據的網絡傳輸。
2 某測控站傳統通信測試系統
2.1 測試硬件
硬件測試分系統由測試儀表、計算機測試平臺、開關矩陣等設備組成。測試儀表通過開關矩陣與射頻分系統連接，建立上行、下行測試鏈路，完成測試信號的發射與接收功能；計算機通過HP-IB接口板及電纜與測試儀表連接，建立計算機與儀表間的控制通信鏈路，完成對各項目的自動測試功能。
2.2 計算機測試平臺及自動測試軟件
計算機測試平臺由兩臺計算機、HP-IB電纜（HP10833A）及一臺激光打印機組成。一臺計算機（HP）用于執行自動測試軟件，另一臺計算機（COMPAQ）用于控制開關矩陣。激光打印機輸出測試結果文件。計算機使用WINDOWS NT 4.0和WINDOWS 2004，使用VC++ 4.0和HP-SICL語言編程，能提供自動測試、手動測試、數據庫操作維護、測試數據處理并生成測試報告、打印及幫助等功能。
用Visual C++ 4.0編輯的軟件為：在衛星發射初期使用的IOT測試軟件、用于用戶天線方向圖測試的ESVA測試軟件、開關控制軟件。目前用HP VEE編輯的軟件，僅有日常監視、巡檢，轉發器頻譜單極化、雙極化分析打印，鄰星干擾打印等功能。
2.3 目前測試中存在的問題
目前在測控站通信測試中存在的問題：三顆衛星的測控系統與用戶管理測試系統分別在兩個機房，無法在關注衛星管理狀態的情況下處理測試需求；測試數據格式不統一，管理分散；無法同時響應多用戶需求，服務效果有待提高。
3 通信測試系統網絡設計
3.1 HP VEE 5.0的網絡開發能力
網絡操作系統（NOS）是計算機網絡的核心軟件，Novell Netware、Windows NT和Windows2000 Server等NOS簡化了測試診斷系統網絡的組建。
OSI（開放系統互連）協議和TCP/IP（傳輸控制協議/網際協議）是世界標準的網絡通信協議，其開放性、穩定性、可靠性均有很大優勢，采用它們很容易實現測控網絡的體系結構。其中HPVEE5.0提供了局域網（LAN）網關技術和To/From Socket軟件技術二種手段來開發測控網絡應用。
3.2 網絡化虛擬儀器系統的組建模式
采用三層組網模式搭建虛擬儀器網絡，其應用功能分為三層：客戶顯示層、業務邏輯層、數據層。三層模式的主要優點：
（1）良好的靈活性和可擴展性；
（2）可共享性；
（3）較好的安全性；
（4）增強了企業對象的重復可用性；
（5）三層模式成為真正意義上的“瘦客戶端”。
3.3 網絡硬件設計
在對現有網絡化虛擬儀器技術進行比較后，本系統采用的組成方式：DataSocket server和VI服務器程序都部署在虛擬儀器服務器上。數據服務器可以單獨部署，也可以和VI服務器共用。整個系統協同實現虛擬儀器的功能，每個組件相互協作分工完成系統功能。全部網絡分為四部分。
（1）用戶客戶端
用戶客戶端是用戶接口。即等待用戶輸入，接收用戶輸入的信息后傳遞給VI服務器，接著等待VI服務器回傳數據結果，并將結果輸出在虛擬儀器面板上或者保存打印。另外，為了減少VI服務器的負擔和網絡數據傳輸，對數據的分析功能也可以由客戶端完成。
（2）VI服務器端
VI服務器端完成對客戶信息進行處理和任務分配功能。即VI服務器從客戶端接收請求信息，并對信息進行處理，并進行根據信息處理結果進行任務分配。例如，采集數據過程中，VI服務器會將用戶客戶端的采集請求進行處理，將采集信息傳遞到數據采集設備客戶端，由數據采集設備客戶端根據采集數據的請求來控制測試儀器獲取測試數據，并返回給VI服務器。
（3）數據庫
數據庫存放的信息包括：用戶信息、設備信息、測試記錄等。信息的更新由VI服務器完成。
（4）設備客戶端
設備客戶端用來連接VI服務器和測試儀器，分擔VI服務器的管理任務，同時轉發測試儀器的測試數據到VI服務器端。
3.4 系統網絡軟件設計
建成的網絡化虛擬儀器主要實現設備管理、用戶管理和測試資源管理。設計的重點在數據和控制服務器，首先從數據流程上對服務器的輸入輸出數據流進行了分析，客戶端和服務器之間交換數據，由服務器輸出命令數據至衛星控制器或直接控制儀器，衛星控制器或儀器將測試數據回傳至服務器分析、處理回傳至客戶端。
3.4.1服務器要完成的功能
1） 處理客戶端請求；
2） 儀表分配；
3） 儀表控制、數據采集與存儲；
4） 實時控制端數據接收與存儲；
5） 數據處理；
6） Web。
3.4.2根據服務器的功能需求為其模塊設計
客戶監聽模塊的完成等待客戶連接，當有用戶登錄成功時，從線程池分配線程（調用客戶請求處理模塊）給新的用戶，為其提供服務。
客戶請求處理模塊，即客戶監聽模塊所分配的線程集合?？蛻舳说恼埱笤谶@里得到響應，該模塊是整個服務器的核心模塊。
測試儀器支持模塊負責處理客戶請求處理模塊中對測試儀器的數據請求。得到該請求后測試儀器支持模塊由操作測試硬件，并返回測試數據給客戶請求處理模塊的線程。
系統正常使用時，當用戶客戶端向VI服務器發出請求，客戶請求處理模塊首先查閱相關的客戶端權限表，然后向測試儀器支持模塊請求。測試儀器支持模塊控制硬件，并讀取測試數據，給客戶請求處理模塊對應的線程，該線程然后把數據給請求服務的用戶客戶端。
3.4.3服務器程序流程設計
1） 初始化服務器；
2）監聽客戶端連接；
3） 處理客戶端請求線程；
4） 創建儀表控制管理線程。
網絡化虛擬儀器面向的是多用戶客戶端和多設備客戶端。即需要同時處理多個用戶的請求，并且同時監控多個測試設備和儀器的使用。處理多個任務有兩種方式：一是循環處理；二是并發處理。循環處理的方式占用資源少，但處理效率低。并發處理可以同時處理多個用戶請求，響應速度快，執行效率高，但資源相對較大。
本測試系統要求能夠快速響應多用戶請求，并能夠同時處理多設備儀表的監控，對實時性和可靠性要求都較高，因此采用并發處理的方式。VI服務器采用多線程機制來實現并發。
3.4.4 VI服務器中線程設計
初始化VI服務器的線程功能：
1）初始化系統；
2）打開DataSocket連接，等待客戶連接；
3）運行用戶界面，等待用戶操作。
建立Datasocket連接時打開兩個指向datasocket的連接。通過DataSocket Read讀取UserInfo.資源中的用戶名和密碼判斷是否是合法用戶，若為非法客戶則通知客戶端將客戶連接斷開，否則打開一對DS連接，用于和用戶客戶端通信，接收客戶的服務請求數據，并進一步判斷發來的服務請求類型。針對不同的服務請求，進行相應的處理。
4 結束語
合理的設計和實現基于網絡化虛擬儀器的通信測試網絡可以大大提高測控站現有測控站天線和射頻鏈路設備及儀器儀表的利用率，并可為其它地點的天線和射頻鏈路及儀器儀表的綜合利用提供有效的技術支持。
參考文獻
[1] 王利娟.基于LabVIEW的網絡化虛擬儀器測試系統的設計與開發.內蒙古農業大學，碩士學位論文.
[2] Robert Helsel.HP VEE可視化編程.清華大學出版社，1999.
[3] 季一木，康家邦，潘俏羽等.一種云計算安全模型與架構設計研究.信息網絡安全，2012.（6）.
[4] 孫志丹，鄒哲峰，劉鵬.基于云計算技術的信息安全試驗系統設計與實現.信息網絡安全，2012.（12）.
關鍵詞：網絡；計算機專業；虛擬實驗室
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）28-6687-03
高等學校的實驗教學是高校教學中的一個重要組成部分，它是驗證書本所學知識重要方式，也是發展和提高學生的實踐動手能力和實踐創新能力的途徑。隨著高校招生規模的擴大和實驗內容的發展，目前現有的實驗室越來越難滿足實驗教學的要求了。面臨這種問題存在，就必須讓我們對現有的實驗室的教學方式進行改革。隨著計算機網絡和虛擬技術的發展，網絡化的虛擬實驗室正好能夠解決我們實驗教學面臨的問題。
1 傳統實驗室面臨的問題和虛擬實驗室的特點
傳統實驗教學主要就是學生按照老師的指定到專門的實驗室進行實驗，在此過程中會面臨一些問題如下：
1）因為學生規模較大，實驗場所不能夠全部滿足每個學生，導致多人學生使用一套設備，或者因為時間上的沖突，導致實驗失敗。
2）因為教學經費投入不足，實驗所需的設備成舊或者損壞，使得實驗教學無法進行。
3）目前實驗室設備過度使用或者維護不及時，或者有些實驗具有一點的損害性比如《計算機組裝與維修》實驗，使得實驗不能正常進行。
4）某些特殊的實驗，需要多臺計算協同工作并且需要特定的操作系統和軟件，按照傳統的實驗室的現狀是難以完成。
以上幾點都是傳統實驗教學上存在的問題，尤其出現在計算機專業實驗室中，這些問題嚴重的影響了實驗教學的效果和學生實踐動手能力的訓練。計算機實驗室大致分為兩塊，一塊是計算機基礎實驗室，負責計算機信息基礎的教學和基本程序設計教學；另一塊計算機專業實驗室，負責特定的專業實驗，比如網絡、操作系統、單片機、接口、多媒體，計算機硬件等實驗。
網絡虛擬實驗室是目前發展的實驗教學新模式，其定義是隨著多媒體技術、網絡技術和計算機技術發展，把現實中的實際物品虛擬化嵌入到計算機網絡中，以網絡為平臺的而興起的新型實驗教學平臺。其具備了以下的幾大特點：
1）大大降低了實驗室建設資金的投入和實驗管理員的工作量，還能夠通過網絡實現大型設備和特殊設備的共享，提高設備的使用效率。
2）解決了實驗場所不足，時間沖突的問題，而且避免設備的不足，損壞的現象，大大的降低了設備維護資金的投入。
3）虛擬實驗室在計算機專業實驗中能夠發揮特殊的作用，在一些不可逆實驗中能夠重復實驗，在網絡實驗中能夠讓學生清楚的看到數據包的走向和來源，還有在不知道實驗條件的情況下，不停的嘗試實驗，不用考慮實驗設備的損壞和實驗的危險性，大大的降低了實驗成本，而且能夠發揮學生的積極性和創新性。
2 虛擬實驗室的設計思想
當前，虛擬實驗室主要能夠實現采用虛擬技術把實際試驗所需要所有的設備以及試驗所需的實驗環境做成仿真的計算機模型和背景，然后通過這些模型在網絡上完成實驗項目，并且得到相關的實驗數據。所以，我們采用現在比較流行的B/S結構，基于Internet開發，以TCP/IP技術實現客戶端與服務器之間相互通信。基于B/S的虛擬實驗室從功能上可以分為三層結構（如圖1），分別為：數據存儲層、業務邏輯層、表示層。
在B/S模型中每一層都有不同的功能，數據存儲層主要指的是數據庫，當然包括了表、視圖、存儲過程、觸發器等數據對象；業務邏輯層主要是對用戶提交的指令及數據做校驗，再加工后將數據存儲到數據存儲層，或者將數據存儲層的數據提取后返回給表示層；表示層的主要職責就是為用戶提供信息以及翻譯用戶的指令。
我們采用以B/S模型結構開發，主要的因為它具有分布廣的特點，業務擴展性強，后期便于維護和升級，對客戶機沒任何要求，只要具有瀏覽器即可。
3 虛擬實驗室實現的技術
虛擬實驗室設計所需硬件設備很簡單，只要幾臺高性能的服務器，關鍵難點和重點是軟件編程和實驗設備虛擬建模。
1）虛擬實驗室的總體平臺是以 visual studio 2010開發平臺為基礎，采用C#.NET語言進行研發，數據庫采用SQL server 2008 為后臺數據庫。.Net是微軟推出的一門技術，它是一個技術平臺，基于這個平臺進行開發可以簡化很多工作。.Net的主要優點有跨語言，跨平臺，安全，以及對開放互聯網標準和協議的支持。在.Net Framework底層框架的支持下，.Net和SQL server數據庫能夠實現無縫銜接，能夠更好的實現B/S結構的軟件平臺。
2）實驗設備虛擬建模，我們采用利用VRML技術用來描述三維的實驗器材及其行為，VRML本身是一種建模語言，也就是說，它是用來描述三維物體及其行為的，可以構建虛擬世界， 可以集成文本、圖像、音響、MPEG影像等多種媒體類型，還可以內嵌用Java、ECMAscript等語言編寫的程序代碼。VRML的基本目標是建立因特網上的交互式三維多媒體，基本特征包括分布式、三維、交互性、多媒體集成、境界逼真性等。同時配合3DMAX技術來建立一套完整虛擬環境。
3）我們另外還要配合 ActiveX控件技術來調用器件模型、FLASH技術和LabView技術。其中LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語言的開發環境，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 協議的硬件及數據采集卡通訊的全部功能。它還內置了便于應用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數。這是一個功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。
4 虛擬實驗室功能模塊
虛擬實驗室功能主要分為四塊：學生模塊、教師模塊、管理員模塊、實驗室資源模塊（如圖2）。其中大致功能如下：
1）學生模塊：學生注冊，在線實驗，提交實驗報告單；
2）教師模塊：教師注冊，實驗批次管理，實驗項目管理，實驗報告單管理，在線導入教學文件，在線學生考勤；
3）管理員模塊：用戶認證管理，院系管理，班級管理，學生管理，學期管理，虛擬實驗元器件管理，數據庫管理等；
4）實驗資源模塊：專業實驗室介紹，規章制度介紹，實驗文檔的下載，在線交流等；
具備這幾大模塊，學生就可以在線進行計算機專業實驗，教師能夠在線安排實驗項目和在線批閱實驗報告單。管理員可以隨時管理用戶的身份驗證，班級和專業管理，同時能夠根據實驗需要增加所需要的選器件模型，以便實驗使用。學生還能夠在線了解每個實驗室的背景和規則制定，還能夠在線下載所需實驗文檔。同時遇到問題我們可以實現在線交流，第一時間來解決實驗中遇到的問題。
5 結束語
雖然網絡虛擬實驗室與傳統實驗室相比也存在點缺點， 但是網絡化計算機專業虛擬實驗室的構建，它突破了傳統的實驗教學方式，解決了傳統實驗教學受資金、時間和空間上限制的問題，給學生提供了全新的實驗方式，能夠促進學生的動手實踐能力和創新能力，是高校實踐教學發展的新方向。
參考文獻：
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但也就在幾年之間，網絡不僅已經成為社會通見的媒介對象，而且幾乎可以包容以往的各種媒介，乃至于有人斷言，在不出十年之內，網絡將統轄包括書籍、廣播、影視等多媒介而成為傳播的主導核心媒介。
這是一個不能不正視的現實。網絡已經是現代生活生存不可或缺的對象，也是改變人們觀念的重要媒介。我們幾乎已經離不開網絡組織成的新型空間，而網絡也越來越深入的介入人際社會的生存法則、依托途徑和人際關系的構成要素之中。所以，研究“網絡社會”的命題越來越重要。
在中國，網絡超速度的突進已經匪夷所思，但卻和中國迅猛成為世界經濟、文化發展的重要動力相協調，看看2008年的中國網絡發展狀況數據：2008年中國超過美國成為上網人數最多的國家，中國網絡使用的總人數達到2.98億萬人，比前一年上漲了42％。并且還有很大的增長空間，因為每4個人中就有一個可以接觸到網絡。中國寬帶網民數已經有27億，國家CN域名數達到13572萬。2008年使用手機上網的網民首次突破1億實現1.17億，這個數字較2007年翻了一番多。隨著2009年初國家3G牌照的發放，預計未來幾年無線互聯網將迎來爆發式的增長，無線互聯網更深層次的應用將在3G時代逐漸凸顯出來。還有，2098年中國農村網民規模達到8460萬，這個數字較2007年增長3190萬，增長率超過60％，增速遠遠超過城鎮。而根據中國互聯網信息中心(CNNIC)最近的數據，2009年9月30日止，中國網民數達到3.6億人，約占全球網民總數的20％強。中國互聯網的普及率達到27.1％。2009年6月中國手機網民約1.55億人，預計2009年底中國移動互聯網用戶將突破兩億人。
總體而言，互聯網最重要的上網人數、寬帶用戶、以及網站域名三大指標繼續穩居世界第，拉開了和其他國家的差距，這顯示出中國互聯網的規模價值正在日益放大。而在主要互聯網應用使用率調查中，網絡求職、更新博客和網絡購物位列增長最快的應用三甲。
網絡自成體的“社會形態”問題已經提到議事日程上來。網絡時代的虛擬和現實的關系更不能回避。不言而喻，上述描述就是中國網絡興旺發達的真實圖景。及早給予網絡性狀的解釋已經成為學術界的共識，但對于網絡文化的分析卻還需要深入，而關于網絡作為新型的空間的文化分析卻似乎沒有展開。網絡研究者鄭志勇博士的專著《網絡社會學引論一種文化研究的視角》是具有開拓價值的研究，其書開宗明義提出，對于“網絡社會”的指稱是建立在對于人際社會衡量標準之中類比于網絡構建的一個虛擬“社會”形態的思考，網絡而成為“社會”，不僅僅是其作為一個人際構成的類比，而實際上是因為其自足完整的社會形態意義的觀念認知。站在這一角度進行理性分析，才有可能對虛擬卻似乎實有的影響人際社會關系的網絡社會，做條分縷析透視的對象。鄭志勇明確將網絡社會界定為：在數字化基礎上的、存在運行于網絡時空的相對自足的社會體系，亦即所謂的“虛擬社會”、“賽博社會”。這認識的要害在于網絡時空的自足性認定和虛擬的性質廓清。
我們需要強調的是面對網絡時代的現實圖景中“網絡空間”的認識。毫無疑問，網絡不但影響并且還深刻地改變人們的生活，重要的是，它在人們現實生活中之“中”(而非之外)又創造了一個新的生活空間。在越來越多人不能不介入網絡社會時，一個似曾相識卻許多表現規則都不同于實有生活狀態的網絡空間，為人們打開了更加自由無拘的天地。于是在觀念變化、人眾變化和現實社會感知變化上，網絡世界已經橫亙在人們常態生活之中。
其實我們都成為網絡空間的成員，比起以往沒有網絡的實體社會空間人們而言，“一心兩用”的性狀、“兩幅面孔”的角色轉換等都成為跨越生活空間和網絡空間的可能。這才是我們不斷疑惑而需要勇氣和理性直面的現實難題，簡單抗拒顯然無濟于事，一味聽任也不是良方，對于包容網絡世界的愈發重要的社會現狀，給予恰切的揭示并提出應對的策略，是迫在眉睫的要務。認知是基礎，應對是必然，而坦然迎接是必要之舉。
由此，無論人們如何判別，如何看待網絡時空與現實社會的關系已經成為一個不能不正視的問題?？此铺摂M空間的網絡卻牽連著在現實實體空間中生存的人。很難說對于當今的人們思維視野而言，網絡空間是個純粹遠離人際關系的虛擬世界，它的存在和影響人際關系的事實就是虛擬而不虛無的對象，所以，正視網絡如同正視現實一樣重要。我們已經看到現實法則對于網絡社會一樣具有影響約束作用：網絡社會對于現實社會影響力越來越明顯。前述《網絡社會學引論一種文化研究的視角》中，作者探究了網絡媒介其實提供了個社會性的空間，在這一個網絡空間中，網絡社會的成員在這個相對獨立的空間里進行著各種類型的社會互動，并且樂此不疲。如他所論證的，實際上，網絡社會成員之間是在信息及互聯技術基礎上進行的符號互動，他們實體社會身份和社會角色被一個隱形的空間遮蔽而網絡社會的符號互動成為網絡社會成員的意義溝通過程，由此，網絡空間的溝通的有效程度依賴于對互動符號體系的理解。顯然在探究中作者強調了網絡社會互動過程的“角色扮演”問題重要性，而這正是現實社會對于網絡空間疑惑乃至于誤差認識的根本所在。從某種意義上看，作者提出的網絡社會互動的角色扮演擴展了人們之間的互動內容，并對人的整體社會化過程起到積極作用的認識是有啟示意義的。我想，這正是研究的價值所在。需要進一步探索的就是，在此基礎上，虛擬的現實和現實的虛擬關系，以及現實空間擴大與虛擬空間膨脹的問題，還有，虛擬模糊現實與現實決定虛擬的現實性問題。
比如，網絡虛擬的現實其實在很大程度上和現實有關聯，作為人際社會的一般法則橫移變異到網絡空間中，卻超越了現實法則的諸多限制，于是在網絡時空中沖浪的人們恍惚中獲得超越現實的。在這里，網絡和現實的虛擬關系藕斷絲連，網絡社會是一個感覺中的“現實社會”，但觸碰的拘束感淡漠，敢作敢當的快慰增強，的獲得和實現是建立在和現實
的比照與聯系上的，卻自由無拘。由此帶來的就是現實空間無形擴大，作為人原本就有站立在現實之上的想象空間創造的本能，藝術實現或者心理祈望都是實現的領域，只不過網絡空間將其“實有化”，在個活靈活現的對象性的網絡空間面前，人的現實空間感大大增加。我們不能忽略這一問題，也不能漠視網絡空間就是一個藝術幻化和心理想象落腳的空間。簡單指責其虛擬不能完全解決其誘惑背后的合理性支持。但顯然，虛擬空間膨脹的問題卻影響深遠。在夢幻或者想象祈求的東西常常遇到現實的阻礙，技術實現的網絡空間不是物質性的現實空間可以照搬、刻印復制的對象，于是虛擬就是虛擬、實有還是實有的矛盾必然沖撞。
其實，虛擬模糊現實是不少人共有的憂慮，但許多時候是忽略了人具有想象的本能這一前提，沒有網絡空間，也依然有想象空間：在口頭傳輸階段是聽覺的想象的滿足，在印刷媒介時代是文學想象的實現，而在圖像時代則是視聽一體的想象和置換，及至網絡空間中，互動交流更容易造就迷糊現實與虛擬的邊界而已。任何時候都有執迷和深陷想象空間的心理變異可能，但網絡空間造就的置換感更為直接和設身處地凸顯和強烈。這里沒有為網絡可能造就的危害開脫的意思，但轉換角度還需要提出：現實實際上還決定虛擬的現實性問題。在對于網絡的批評中，正是人們站在現實法則和習慣尊崇的立場上的合理性，卻可能進一步忽略了其實虛擬空間難以離開現實決定性。在網絡空間中，歸結的法則還是現實法則，否則人們依托于現實建立起來的網絡認同感將無法獲得共鳴。在作者的研究中分析了網絡個體通過網絡空間的敘事和行動進行的主體建構過程，其取決因素很多，但現實性基礎依然不可或略。只是網絡社會環境下的主體的客體性、多重性、生成性及自認同問題有自身的實際運行規律。
[關鍵詞]計算機組網;虛擬實驗室
中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0353-01
[Abstract]along with the development of computer technology and network technology， the virtual teaching and the teaching mode is not what new things， but the realization of the virtual laboratory has been the focus and difficulty of the virtual teaching research， based on the current development of the virtual teaching， this paper carries on a specific research on the application of virtual computer network design the platform and virtual reality technology.
[Key words]computer network; Virtual Laboratory
前言：在我國教學改革不斷深化的今天，我國當下很多高校陷入了實驗教學的困境，這一困境主要源于實驗室建設資金的缺乏等問題，為了能夠盡可能在短時間內解決這一問題，保證實驗教學效果，虛擬實驗室開始在我國高校中受到廣泛重視，而本文所研究的虛擬計算機網絡組網平臺的設計及虛擬現實技術應用的目的，就是為了能夠實現虛擬實驗室的較好應用。
1.虛擬計算機網絡組網平臺的設計
在本文就虛擬計算機網絡組網平臺的設計及虛擬現實技術的應用研究中，筆者研究的目標正是虛擬實驗室這一虛擬計算機網絡組網平臺的設計與應用，而在這一設計的研究中，筆者將從這一組平臺的設計目標、系統設計、系統詳細設計等三個方面對其進行詳細論述。
1.1 設計目標
在本文所設計的虛擬計算機網絡實驗組網平臺中，其是為了改革傳統的實驗教學方式，更好的幫助用戶實現學習目的的平臺形式，總的來說這一平臺的設計目標為，在參照計算機網絡課程教學大綱要求的前提下，滿足不同層次學生學習需求、教師能夠應用組網平臺實現再現問題解答與作業批改等教學需求、使學生在實驗前理解整體的組網概念和虛擬實驗過程、具備判定學生是否具備了做實驗的基本條件等四方面內容[1]。
1.2 計算機網絡虛擬組網平臺系統設計
在本文進行的虛擬計算機網絡組網平臺系統設計中，筆者采用了模型一視圖一控制器（MVC）三層架構設計模式，這里的視圖指的是用戶看到并與之交互的界面、模型是指數據和規則、而控制器輔助接受用戶的輸入并調用模型和視圖去完成用戶的需求。結合這一設計模式，圖1為筆者總結的整個計算機網絡虛擬組網平臺系統框架結構圖。結合這一計算機網絡虛擬組網平臺系統框架結構圖，我們能夠看出這一系統具備著簡便的設備選取方式、靈活的組網方式、直觀的錯誤檢測方式、真實的配置界面等四方面的特性，而由于這一系統設計采用了Windows圖形界面，這就使得其本身具備著上手性強、易于操作的特點[2]。
而在這一虛擬計算機網絡組網平臺系統的功能設計中，拓撲圖繪制功能和設備管理功能、網絡設備的配置功能、實驗環境及設備配置信息的保存和讀取序列化功能、智能糾錯功能、網絡設備的三維展示功能、實驗指導功能等都屬于這一系統所具備的功能。
1.3 系統詳細設計與實現
由于這一虛擬計算機網絡組網平臺系統設計的實現篇幅較長，本文主要對這一系統虛擬現實功能詳細設計與實現進行論述。在這一虛擬計算機網絡組網平臺系統的虛擬現實功能實現中，筆者采用了VRML與3DMax的模式來完成虛擬現實的功能，這一設計的實現需要依次進行場景建?？傮w設計、實驗場景建模、三維建模優化等三個階段。具體來說，在場景建?？傮w設計階段中，筆者首先設計了場景的樹狀層次結構，這一結構把所有對象用雙親、孩子和兄弟劃分成最有效的樹結構，屬于一種簡便自然分割復雜物體的方法。在完成樹狀層次結構的設計后，筆者采用三維建模軟件手工繪制了三維模型，并在參照了商業數據庫中現有的三維模型后對其進行了改進，這樣就較好的實現了采用三維建模軟件手工繪制三維模型;而在實驗場景建模階段，筆者選擇了盡量少的面來達到虛擬現實效果的方法，這樣就在保證整個系統應用效果的同時減少了不必要的工作量。在這一建模中，筆者主要使用3DMax提供的模型進行地面、實驗桌、設備架、墻壁等場景實體的建模;而在三維建模優化這一階段中，為了解決3DMax建模轉換VRML文件后存在的大量垃圾代碼，我們就必須對其進行代碼優化，這一優化主要通過減少多邊形的數目、光源的使用、充分利用紋理等方面的微調予以實現[3]。
2.虛擬現實技術在計算機網絡組網平臺的應用
結合筆者在上文中大致論述的虛擬計算機網絡組網平臺的設計內容，我們就可以初步了解本文研究能夠實現虛擬實驗室平臺的創建，而這一虛擬實驗室平臺在高校中的應用，就能夠實現網絡設備的三維展示、網絡拓撲的設計、硬件設備的檢測、設備的智能糾錯、網絡設備的配置、配置信息的保存等多方面的功能。其中網絡設備的三維展示就能夠將現實的網絡設備形象逼真地放入模擬環境中構造3D模式、而網絡拓撲的設計則能夠實現為用戶提供一個虛擬的組網平臺來
進行設計網絡拓撲，這對于我國當下很多高校中學生缺乏的實踐操作經驗的問題能夠予以較好的解決，真正推動我國教育事業的發展，由此可見虛擬現實技術在計算機網絡組網平臺中應用的實用性。
3.結論
在本文就虛擬計算機網絡組網平臺的設計及虛擬現實技術的應用進行的研究中，筆者詳細論述了虛擬實驗室這一計算機網絡虛擬組網平臺系統的設計方式，并對這一設計完成的計算機網絡虛擬組網平臺系統的應用進行了詳細論述，希望能夠以此實現我國虛擬現實技術應用的不斷完善，并推動我國教育事業的進一步發展。
參考文獻
[1] 黃存勝.虛擬計算機網絡組網與通信平臺的研究與實現[D].東華大學，2009.
