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淺析某中學(xué)校園網(wǎng)建設方案
論文關(guān)鍵詞:校園網(wǎng) 服務(wù)類(lèi)型 拓撲結構 網(wǎng)絡(luò )應用 網(wǎng)絡(luò )維護
論文摘要:中學(xué)作為實(shí)施基拙重點(diǎn)單位，校園網(wǎng)的建設不可或缺。本文從實(shí)踐的角度對校園網(wǎng)的建設實(shí)施給出了一系列的建議和措施。
一、學(xué)校概況及建設規模
1.學(xué)校概況
筆者的母校是一所縣級重點(diǎn)中學(xué)，有教學(xué)樓、學(xué)生宿舍樓各三棟，學(xué)生餐廳、辦公樓、體育館各一座，實(shí)驗樓兩棟。學(xué)�，F有52個(gè)教學(xué)班，13個(gè)現代化的實(shí)驗室，3個(gè)多功能教室，每個(gè)多功能計算機教室內配備了80臺電腦。
2.建設規模
校園網(wǎng)建設是一項復雜的系統工程，要逐步細化，分步實(shí)施。鑒于目前學(xué)習、教學(xué)和的需要和建設經(jīng)費及利用率的考慮，并非學(xué)校的全部樓宇設施都必須架設網(wǎng)絡(luò )。本次規劃校園網(wǎng)的出口干線(xiàn)使用千兆連接分別連接至CERNET和Internet，目前IP地址按照上網(wǎng)計算機所在位置采取靜態(tài)分配。校區內部采用100Mbps/1000Mbps光纖交換網(wǎng)絡(luò )實(shí)現高速互聯(lián)，光纜連接全校大部分主干信息點(diǎn)，初步規劃是在行政樓(單人辦公室每間一個(gè)信息點(diǎn)，集體辦公室至少四個(gè)，視具體情況而定)，教學(xué)樓(每間教室兩個(gè)信息點(diǎn))，實(shí)驗樓(每間實(shí)驗室兩個(gè)信息點(diǎn))架設網(wǎng)絡(luò )，但要為日后宿舍樓，餐廳和體育館的網(wǎng)絡(luò )鋪設留有接口。目前餐廳和體育館可以先只提供閉路，待日后完善的架設。
二、建設的意義和必要性
面對信息化浪潮，教育部已在2000年10月明確要求，從2001年起，用5-10年時(shí)間在全國中小學(xué)基本普及信息技術(shù)教育，全面實(shí)施“校校通”工程，以教育信息化帶動(dòng)教育的現代化，努力實(shí)現的跨越式發(fā)展。隨著(zhù)信息化程度逐步提高，新的不斷涌現和完善，社會(huì )對學(xué)校的要求也不再是原有的“教師教，學(xué)生聽(tīng)”的傳統教學(xué)模式，而是轉變?yōu)椤耙詫W(xué)生的學(xué)為主，以教師的教為輔”的新型教學(xué)模式，這就要求學(xué)校能利用校園網(wǎng)為全校師生提供更多的、可共享的、方便存取的信息資源。因此，校園網(wǎng)的建設既是反映國家教育文件精神的一項舉措，又是全校師生發(fā)展提高的一個(gè)平臺，而且一個(gè)學(xué)校的發(fā)展和進(jìn)步在某種程度上可以反映并帶動(dòng)當地的發(fā)展。
目前全校師生正致力于把學(xué)校發(fā)展成為省級的示范性高中，學(xué)生成績(jì)作為一項評估因素已不是障礙，硬件建設也基本滿(mǎn)足要求。而要實(shí)現學(xué)校升級，不僅要發(fā)揮學(xué)校特色，還要積極學(xué)習其他高級中學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗并且要擴大自己的影響，校園網(wǎng)是實(shí)現這一目標的一個(gè)有力的平臺。在全國教育信息化的大趨勢里，校園網(wǎng)的建設也是學(xué)校生存和發(fā)展不可或缺的因素。當前計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展迅速并日趨成熟，為校園網(wǎng)建設提供了必要的物質(zhì)和技術(shù)基礎，因此我們更應該一鼓作氣，加大力度進(jìn)行校園網(wǎng)的建設。
三、總體設計規劃
總體設計是校園網(wǎng)建設的總體思路和工程藍圖，是搞好校園網(wǎng)建設的核心任務(wù)。需要從對象需求分析人手進(jìn)行一系列的建設計劃并最終付諸實(shí)踐。
1.功能需求分析
由于學(xué)校本身是一所普通高級中學(xué)，根據學(xué)校管理和教學(xué)的要求以及要晉升為省級示范性高中這一目標，結合當前教育信息化趨勢下，國家對中小學(xué)應提供服務(wù)方面的一些要求和學(xué)校的長(cháng)遠發(fā)展需求，確定校園網(wǎng)應提供以下基本服務(wù):
(1)實(shí)現信息資源共享，不僅是學(xué)校自身資源，還可以是外界的教育信息資源和其他一些相關(guān)資源。
(2)實(shí)現圖書(shū)文獻資料檢索、借閱自動(dòng)化�？朔酝饔冒l(fā)揮不到位的情況。
(3)實(shí)現學(xué)校管理系統的信息化、自動(dòng)化、透明化和快捷化。
(4)能夠建立基于計算機網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統。
(5)可以依托校園網(wǎng)、廣域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )課程的學(xué)習
(6)能夠創(chuàng )建學(xué)校網(wǎng)站，使之成為對外宣傳的重要窗口。)
(7)要為廣大師生提供寬松、開(kāi)放、易用的網(wǎng)絡(luò )，比如進(jìn)行輔導、考試心得交流等。
[1]
2.網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)類(lèi)型
根據以上功能需求分析，可以初步確定:網(wǎng)絡(luò )除具有WWW、遠程登錄(Telnet )、文件傳輸(FTP)、郵件(E -mail)、News , BBS等基本功能外，還要具備視頻點(diǎn)播(VOD)、辦公自動(dòng)化、網(wǎng)上多媒體輔助教學(xué)的功能和遠程教學(xué)功能。
3.網(wǎng)絡(luò )拓撲結構
網(wǎng)絡(luò )拓撲結構是根據應用需求、建設目標和學(xué)校主要分布特點(diǎn)進(jìn)行系統分析和設計的。網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如圖1 .
4.校園網(wǎng)建設技術(shù)設計原則
校園網(wǎng)建設技術(shù)設計的原則包含了整體的設計原則和分別在技術(shù)選型、布線(xiàn)設計、一設備選擇及軟件配置等方面的標準和要求。一個(gè)完整的校園網(wǎng)建設在實(shí)施過(guò)程中可以分成兩個(gè)環(huán)節:網(wǎng)絡(luò )集成方案設計和信息系統集成。其中信息系統集成是目的，網(wǎng)絡(luò )集成是手段。網(wǎng)絡(luò )集成方案主要包括兩個(gè)方面:結構化布線(xiàn)與設備選擇、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及設備選型。
(1）校園網(wǎng)建設的整體原則
①系統性，校園網(wǎng)是一個(gè)復雜的系統，校園網(wǎng)建設無(wú)疑是一個(gè)復雜的系統工程(、網(wǎng)絡(luò )的規劃、設計、硬件建設、軟件建設以及網(wǎng)絡(luò )的使用、擴充等均需要以系統的眼光來(lái)看待。任何一項工作都要從全局、長(cháng)遠的角度出發(fā)，體現整體最優(yōu)性。
②先進(jìn)性，采用先進(jìn)的設計思想、網(wǎng)絡(luò )結構、開(kāi)發(fā)丁幾具，所選用的網(wǎng)絡(luò )設備采用成熟的技術(shù)，在保證成熟的前提下，盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)。所采用的標準要統一并支持目前業(yè)界最新的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，網(wǎng)絡(luò )標準應符合國際標準。
③開(kāi)放性，系統設計應采用開(kāi)放技術(shù)、開(kāi)放結構、開(kāi)放系統組建和開(kāi)放用戶(hù)接口，以利于網(wǎng)絡(luò )的維護、擴展升級及與外界信息的溝通。
④靈活性，采用積木式模塊組合和結構化設計，使系統配置靈活，滿(mǎn)足學(xué)校逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡(luò )具有強大的可增長(cháng)性;所選用的網(wǎng)絡(luò )設備具有高擴展性使得用戶(hù)數量的擴展應對網(wǎng)絡(luò )影響很小。比如中心交換機應是插槽式的，考慮到未來(lái)發(fā)展的需求。交換機應有足夠的插槽。
⑤可靠性，具有容錯功能，、維護方便。對網(wǎng)絡(luò )的設計、選型、安裝、調試等各環(huán)節進(jìn)行統一規劃和分析，確保系統運行可靠�？紤]系統性.要合理.有良好 的性能價(jià)格比。
(,2)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)選型
千兆位以太網(wǎng)技術(shù)以簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)技術(shù)為基礎，可為網(wǎng)絡(luò )主干提供1 Gb/s的帶寬，并且它利用自然的方法來(lái)升級現有的以太網(wǎng)、工作站、管理工具和管理人員的技能，故方法簡(jiǎn)單而且效益高。
千兆位以太網(wǎng)與其他速度相當的高速網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相比，價(jià)格低并且設計靈活，故建議采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)。
千兆位以太網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)有光纖、五類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)((UTP)或同軸電纜。目前，千兆以太網(wǎng)支持單模光纖、多模光纖和同軸電纜。為了保證網(wǎng)絡(luò )的運行速度，要實(shí)現千兆主干，百兆到桌而。
為避免網(wǎng)絡(luò )的束縛引起的網(wǎng)絡(luò )堵塞，便于管理和節約開(kāi)支，要根據需要劃分相應的子網(wǎng)，也即VLAN，以便網(wǎng)絡(luò )中的站點(diǎn)可靈活地加人到不同的邏輯子網(wǎng)中。
(3)結構化布線(xiàn)
校園網(wǎng)為園區網(wǎng)，樓群間子系統采用光纜連接，可提供千兆位的帶寬，有充分的擴展余地。垂直子系統則位于高層建筑物的豎井內，可采用多模光纜或大對數雙絞線(xiàn)。把管理區子系統并人設備間子系統，集中管理。樓內布線(xiàn)包括水平布線(xiàn)和主干布線(xiàn)。水平系統采用超五類(lèi)雙絞線(xiàn)，采用暗裝墻內的方式。
[2]
在技術(shù)標準方面，綜合布線(xiàn)系統的結構、性能要符合國內、國際標準和相應規范，并滿(mǎn)足各個(gè)系統目前和未來(lái)發(fā)展的需要。不僅能滿(mǎn)足校園內網(wǎng)絡(luò )應用的實(shí)際需求，同時(shí)又與國際互聯(lián)網(wǎng)等信息高速公路連接。布線(xiàn)系統應采用符合國內、國際標準的名牌布線(xiàn)產(chǎn)品，技術(shù)上要領(lǐng)先，同時(shí)要經(jīng)過(guò)國內、國際廣泛和較長(cháng)期使用，具有良好的技術(shù)支持和服務(wù)。在保證質(zhì)量的前提下，將從目前的實(shí)際應用出發(fā)，以需求與應用為主，使其性?xún)r(jià)比更高，實(shí)用性更強。
(4)校園網(wǎng)設備選型
硬件是架構校園網(wǎng)的基礎，選擇硬件產(chǎn)品時(shí)，要選擇兼容性好、擴展性強的設備，并且在選擇過(guò)程中綜合設備的性能、價(jià)格等多方面的因素，而且該設備廠(chǎng)家必須能夠提供良好的售前及售后服務(wù)。鑒于學(xué)校的資金狀況，剛剛完成校區建設，因此在建設校園網(wǎng)時(shí)要選擇好用，夠用，適用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，建議選擇適合中國國情的國產(chǎn)品牌來(lái)實(shí)現。
①交換機設備的選擇
選擇可信的技術(shù)指標，像交換容量(Gbps)、背板帶寬(Gbps)、處理能力(Mpps)、吞吐量(Mpps)等眾多技術(shù)指標，緊緊抓住“滿(mǎn)設置時(shí)的吞吐量”這個(gè)指標。采用分布式的產(chǎn)品模塊以滿(mǎn)足校園網(wǎng)運行的音頻、視頻及數據信息量越來(lái)越大的需求。確保設備性能穩定和安全可靠，另外要考慮設備冗余能力、散熱方式等。最后要確保功能齊全并且易于。建議選用思科公司的園區交換機6509,3550和華為公司的匯聚交換機6506以及2403來(lái)實(shí)現。
②路由器設備的選擇
路由器產(chǎn)品在各行業(yè)中的應用已越來(lái)越廣泛，成為實(shí)現各種網(wǎng)絡(luò )內外部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。思科系統公司(Cisco Systems)是路由器技術(shù)的領(lǐng)導者，在因特網(wǎng)上流動(dòng)的數據大多都會(huì )通過(guò)思科公司的設備，其中絕大多數是思科公司的路由器。推薦使用Cisco1600系列路由器，它是思科公司為中小型網(wǎng)絡(luò )接人Internet而量身定做的，是中小企業(yè)和校園網(wǎng)的理想選擇。
③服務(wù)器的選擇
因為要利用校園網(wǎng)傳輸和存儲大量的視音頻信息以及數據庫的管理等，所以服務(wù)器系統CPU要處理能力強，U()處理能力強，系統穩定性高，一般采用4路及4路以上服務(wù)器系統，由于數據庫系統的高穩定性要求，一般要求使用冗余電源，最好是N+1冗余電源來(lái)實(shí)現。中學(xué)服務(wù)器絕對擁有量不高，可采用塔式服務(wù)器，其相對比較容易放置。還要求服務(wù)器與機柜系統相搭配以易于管理，硬盤(pán)與電源多采用熱插拔，以便在出現故障時(shí)迅速更換。
④傳輸介質(zhì)的選擇
在中心交換機到各子網(wǎng)的傳輸介質(zhì)選擇方面，應以應用需求為主，適當考慮。由于校園網(wǎng)分布范圍較廣，在中心交換機到二級交換機之間，線(xiàn)纜以多模光纖為主;如果距離超過(guò)多模光纖的極限，需要采用單模光纖作為傳輸介質(zhì)。
⑤防火墻的選擇
校園網(wǎng)存在內網(wǎng)帶寬大、出口帶寬小的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )健康狀態(tài)差的首要表現就體現在出口網(wǎng)關(guān)設備性能不足、帶寬利用不合理上。傳統的防火墻、路由器等產(chǎn)品只能是對內網(wǎng)的流量盡力而為的轉發(fā)，超出的流量只能丟棄，這樣既沒(méi)有改善網(wǎng)絡(luò )的健康狀況，也沒(méi)有保障內網(wǎng)大多數用戶(hù)的利益。
防火墻選擇上要考慮以下幾點(diǎn):可使得接人多條寬帶線(xiàn)路并用并且互為備份;產(chǎn)品支持策略路由，可以指定學(xué)校內的部分客戶(hù)端只能訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)線(xiàn)路，而其他客戶(hù)端可以按最優(yōu)路徑訪(fǎng)問(wèn);要優(yōu)先保證關(guān)鍵應用的帶寬并且針對每個(gè)IP進(jìn)行詳細管理和流量控制等。建議使用天網(wǎng)流控防火墻，它通過(guò)特有的ABTQ技術(shù)，公平合理分配學(xué)校的出口帶寬，在公平的條件下盡量讓學(xué)校查詢(xún)學(xué)習資料擁有更多的可用帶寬資源。
(5)供電設備選擇
隨著(zhù)科技的發(fā)展和的進(jìn)步，UPS電源在日常生活中，特別是在部門(mén)中的應用已經(jīng)非常普及。UPS電源不同于一般的穩壓電源或電源調節器，它是專(zhuān)為保障及其外設正常工作的保護性電源。一般U PS電源是由充電器、逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)、蓄電池、控制器組成。校園網(wǎng)絡(luò )主服務(wù)器(如域名服務(wù)器、WWW服務(wù)器、郵件服務(wù)器等)和其它主干網(wǎng)絡(luò )連接設備，因此需要后備時(shí)間較長(cháng)的UPS保證供電。選擇設備參數如下:UPS功率為:40KVA，延時(shí)3小時(shí);UPS通過(guò)WEB方式實(shí)現遠程監視;;UPS通過(guò)軟件實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理功能;后備電池使用大力神、松下兩個(gè)任一品牌;主機使用APC。
(6)信息系統集成
信息系統集成指利用網(wǎng)絡(luò )體系控制信息的有序流動(dòng)，實(shí)現信息資源的共享，更有效地形成、整理、使用各類(lèi)信息，分成內部信息建設、外部信息建設。內部信息是指封閉在校園內部的各類(lèi)信息資源，對內部信息的建設包括校園辦公系統、校園內部主頁(yè)、內部電子郵件、多媒體教室、電子系統、校園IC卡管理系統、內部信息服務(wù)系統等;外部信息是指與校園外部相互交流的信息，對于外部信息的建設包括外部主頁(yè)、電子郵件、遠程教學(xué)等。
[3]
四、網(wǎng)絡(luò )軟件及應用
1.安裝網(wǎng)絡(luò )系統軟件和基本應用軟件
網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)完成之后還只是“裸網(wǎng)”，需要安裝網(wǎng)絡(luò )操作系統、網(wǎng)絡(luò )管理軟件和應用軟件后方可利用。
(1)操作系統。網(wǎng)絡(luò )操作系統軟件可以選用Windows2000 ,LINUX , NETWARE系統。
(2)網(wǎng)絡(luò )管理系統。本網(wǎng)絡(luò )中，網(wǎng)絡(luò )中心采用網(wǎng)管軟件對所有網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行全方位動(dòng)態(tài)在線(xiàn)監視與管理，網(wǎng)管人員在網(wǎng)絡(luò )中心就可了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備的運行情況，從而進(jìn)行整個(gè)系統的管理。
(3)數據庫系統軟件。要求數據庫軟件能與WEB服務(wù)器做到良好的集成，支持多媒體，支持多種平臺，支持多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，具有良好的安全性、擴展性;系統運行穩定，有良好的容錯能力。
(4)應用軟件。在暫不具備自主開(kāi)發(fā)能力的情況下，為提高網(wǎng)絡(luò )的利用率，宜選用國產(chǎn)校園網(wǎng)管理信息系統，多媒體課件制作系統和von視頻點(diǎn)播系統(服務(wù))。
2.網(wǎng)絡(luò )應用的管理
(1)確定IP ;
(2)子網(wǎng)劃分�？筛鶕⻊�(wù)要求采用ULAN進(jìn)行子網(wǎng)劃分，比如分為辦公，教學(xué)，科研，后勤，，宿舍等;并指定IP ;
(3)協(xié)議選擇(用TCP/IP);
(4)進(jìn)行安全管理。主要有硬件安全和軟件安全，尤其為后者的安全控制;
(5)其他。隨著(zhù)校園網(wǎng)的投人使用，在其應用過(guò)程中不斷發(fā)現問(wèn)題，要求承辦方提供一年的技術(shù)及系統的維護。
五、網(wǎng)絡(luò )維護管理
校園網(wǎng)的建設為現代提供了優(yōu)越的條件。要使它發(fā)揮出應有的作用，必須強化管理，制訂一系列的管理措施，實(shí)行按章治校，依規辦事。
硬件維護管理包括網(wǎng)絡(luò )的使用規范、上網(wǎng)的規范、場(chǎng)地的使用管理制度，信息點(diǎn)、教學(xué)平臺、講臺、的管理操作制度，維修保養制度等。
軟件維護管理包括網(wǎng)絡(luò )教室及計算機軟件的配置更新規范，教學(xué)軟件、工具軟件的培訓推廣應用制度，軟件的購買(mǎi)、收集、操作制度，光盤(pán)、音像制品、素材庫軟件的使用保管制度等。
此外.還建議學(xué)校擬訂出一套確實(shí)可行的校園網(wǎng)管理機制，防止校園網(wǎng)被破壞，建立設備的使用和保管制度、網(wǎng)絡(luò )安全制度，以確保校園網(wǎng)運行暢通無(wú)阻。并且為了更好地實(shí)施上述管理方案，必須充分發(fā)動(dòng)全校的教師，實(shí)行全員管理，人人定崗明確，職責分明，有獎?dòng)辛P，只有這樣才能達到強化管理的效果。
六、校園網(wǎng)資源建設和人員培訓
校園網(wǎng)建設的內容很多，除了主干網(wǎng)絡(luò )的建設以外，還包括許多典型應用項目。在經(jīng)費有限的條件下，要優(yōu)先考慮校園網(wǎng)信息資源建設，包括內部信息資源建設、外部信息資源建設、校園網(wǎng)站建設、信息資源庫建設。待網(wǎng)絡(luò )建設完成之后和學(xué)科教師、專(zhuān)家和技術(shù)人員商榷之后再定。
校園網(wǎng)建設對學(xué)校教育的影響是巨大的，將對教學(xué)制度、學(xué)校管理等帶來(lái)巨大變化。但是，要充分發(fā)揮校園網(wǎng)的作用，并非易事，還有許多事情要做，其中的一項重要工作就是要抓好人員培訓工作。學(xué)校要動(dòng)員教師積極參加培訓，積極更新觀(guān)念，探索計算機技術(shù)和在網(wǎng)絡(luò )下進(jìn)行教學(xué)的方法。也要進(jìn)行學(xué)生培訓，同樣包含利用網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行學(xué)習的技能和在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下順利進(jìn)行高效學(xué)習的能力培訓。
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