毕业论文素材--中小学校的校园网解决方案 (2).doc

资料共享有意大家资料共享有意大家 中小学校园网络解决方案 XXXX 网络技术有限公司 二零零零年一月 2 注 本 方 案 中 关 于 价 格 的 估 算 只 包 含 CISCO 网 络 设 备 其 他 在 构 造 校 园 网 过 程 中 所 需 的 软 硬 件 均 不 在 此 方 案 预 算 中 如 服 务 器 布 线 教 学 软 件 等 等 3 目录 引引 言言3 一 中小学校园网应用分析一 中小学校园网应用分析6 二 二 XXXX 公司校园网解决方案公司校园网解决方案8 1 小型校园网 小型校园网 解决方案解决方案 5 10 万元规模万元规模 8 2 支持长距离光缆的小型校园网解决方案 支持长距离光缆的小型校园网解决方案 7 15 万元规模万元规模 10 3 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 15 30 万元规模万元规模 12 4 3 层交换的大型校园网解决方案层交换的大型校园网解决方案 50 80 万元规模万元规模 15 5 千兆主干 百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 千兆主干 百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 50 80 万元规模万元规模 17 三 成功案例分析三 成功案例分析19 1 陈经伦中学校园网方案 陈经伦中学校园网方案19 2 徐州五中校园网方案 徐州五中校园网方案20 四 校园网建设常见问题解答四 校园网建设常见问题解答22 结束语结束语30 4 引引 言言 21 世纪将是知识经济时代 以知识和信息的生产 传播和应用为基础的知 识经济将占世界经济发展的主导地位 国家综合国力和国际竞争能力越来越取 决于教育发展 科学技术和知识创新的水平 教育在经济和社会发展过程中将 呈现出越来越突出的重要作用 另一方面 随着现代科学技术的飞速发展 世界范围内的信息化浪潮势不 可挡 迅速延伸到国防 科研 经济等各个领域 也不可避免地改变着传统的 教育模式 信息和教育相结合毫无疑问地成为了当今世界教育改革和发展的有 机组成部分 而当前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术是教育 现代化必不可少的技术基础 人们或许已经听说过新加坡学生的电子书包 美 国的孩子在幼儿园就会做网站 而在我国 目前这都还是想像中的事 我们至 今仍有许多患 网络恐惧症 的成年人 大多数学生只有在大学里才有机会学 习因特网的使用 这和发达国家整整差了十年 因此 改变现状 发展网上教 育势在必行 计算机要从娃娃抓起 作为教育第一线的中小学校 义不容辞地要首先 负担起这项科技普及的职责 它包括科学的教育管理手段 先进的教学方法以 及完备的教育基础设施 只有满足这些条件 才能顺应 21 世纪发展潮流 满足 教育现代化和信息化的需求 提高青少年乃至整个中华民族的科学文化水平 使国家在激烈的国际竞争中处于战略主动地位 而中小学校园的网络化建设 是中小学信息化建设的核心 中小学校组建校园网的主要功能和优越性首先体现在以下两大方面 1 教学方面 利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解 能增强学生的学习兴趣和理解水平 从而提高教学质量和学生品质 促 进教育水平提高 提供高速 方便的信息交流和资源共享等手段 提供远比书本知识更为广泛的内容 扩大学生与外界的联系 开阔视野 增进交流 发展远程教育 克服地域和学校规模的限制 适宜于有分支的教育机构 实现资源共享 2 管理方面 统一管理学校资源 如学生档案 教学资料 考试成绩 各种器材等 实现办公自动化 增强各部门协调能力 提高工作效率 除上述两方面外 有条件的学校还可以开展其它多种类型的网络应用 如 个人接入 通常用拨号上网 因特网 Internet 连通等 更充分地发挥网络的 优势 校园网络的建设不仅提供了上述广泛的实用性 同时具备很好的经济性 对学校自身的生存和发展也有着很好的促进作用 这主要体现在以下几方面 1 一所拥有良好教学条件 如多媒体实验室 因特网实验室 电子图书馆 5 等 的学校在市场中更具竞争力和影响力 能巩固和扩展生源 2 降低消耗 节省成本 无纸办公 是一个存在已久的概念 它必须 借助于网络来实现 这样相当一部分数据可以保存为电子文件以便资源 共享 而不需要打印出来 从而降低纸张消耗 节省工作开支 并大大 加快了办公速度 3 学校可以根据自己的教学水平开发出相应的教学软件或其它科研产品 如多媒体教学光盘 电子图书等教育电子刊物 从而不受时间 空间限 制 吸引广大校外的学生参与学习 为学校创造额外效益 要实现这样一个功能完善的电子教学和办公应用环境 计算机网络的组建 是关键 学校在选购网络产品时 要考虑每项设备的功能 容量 可靠性 可 扩展性 还需要考虑整体网络的兼容性 可管理性和安全性等多方面因素 而 同一网络厂商提供的产品能更好地满足这些要求 因此 选定一家合适的网络 硬件供应商是网络系统 尤其是校园网络系统建设的一个至关重要的问题 选择网络设备厂商应重点考虑以下几个方面 厂商的技术实力 它决定着网络产品的技术性能 厂商产品系列的完整性 厂商的相关产品应尽可能丰富全面 以最大限 度满足用户需求 厂商产品与国际标准的兼容性和与相关网络系统的互操作性 硬件设备 是为软件应用服务的 它们之间的接口应当符合国际标准 才能实现良 好的互操作性 厂商的信誉和服务能力 厂商的技术支持是对网络运行阶段的维护和管 理的强有力的保证 综合以上几点 在各方面都占据优势的 当属美国著名的网络公司 XXXX 公司 Cisco Systems XXXX 公司近年来在全球的业绩有目共睹 它在网络市场上占据绝对优 势份额 为 Internet 提供了链路中 80 的路由设备 它的发展代表着 Internet 的流行趋势 极大地影响和改变着我们的生活 其分支机构 遍布世界 75 个国家和地区 营业额持续 37 个季度高速增长 在全球信 息技术公司百强中名列第 5 位 XXXX 公司的产品具有高性能 高可靠性 高度灵活性和很好的可扩充 能力 技术先进可靠 充分满足了用户对网络的实际需求 很多由 XXXX 开创的技术业已成为网络界通行的标准 XXXX 公司在中国同样具有广阔的市场 在北京 上海 广州 成都等 各大城市都设立了分支机构 并拥有完善的 遍布全国的分销和服务体 系 在 ChinaNet CERnet 等国内 Internet 服务机构及金融 保险 电 信 科研等各行各业都大显身手 教育为本 是 XXXX 公司的一贯宗旨 XXXX 本身就非常重视发展网络 技术的教育 它推出全球闻名的 Cisco 职业生涯认证体系 使网络技术 人员能够通过其培训合作伙伴的课程 光盘及书籍印刷品 WWW 及新推 出的 E Learning 网上电子教学 等多条途径获取网络知识从而取得 认证 此外 XXXX 公司还在包括中国在内的多个国家与大中学校合作 开设专门的网络学院 从学生开始培养网络专业人才 正因对教育的重 视 XXXX 公司在为中国的教育体系提供网络服务时尤为尽心尽力 现 6 已为全国各地多所高校 中小学及各类专科学校成功建成了不同规模的 校园网 并赢得良好的口碑 客户群包括 综合类 北京大学 清华大学 北京理工大学 北京邮电大学 北京工 业大学 复旦大学 师范类 北京师范大学 忻州师专 首都师范大学 军事类 国防大学 国防科技大学 空军指挥学院 后勤指挥学院 中学 陈经伦中学 天津耀华中学 二十五中学 徐州五中 其它 中央党校 民航学院等 由市场分析和前人的经验表明 选择XXXX公司的产品和技术能够充分满足 校园网络建设的需求 为学校的电子教学和管理现代化赢得最大的成功 7 一 中小学校园网应用分析一 中小学校园网应用分析 中小学校园网系统大都属于小型园区局域网系统 建成目的是为促进教学 方便管理和进一步发挥学生的创造力 一个基本的校园网具有以下的特点 高速的局域网连接 中小学校园网的核心为面向校园内部师生的网络 因此园区局域网是该系统的建设重点 由于参与网络应用的师生数量众 多 而且信息中包含大量多媒体信息 故大容量 高速率的数据传输是 网络的一项重要要求 信息结构复杂 校园网既要为学生提供电子教学 又要为职能部门提供 办公管理 致使应用多样化 数据成分复杂 不同类型的数据对网络传 递质量的需求也各不一样 这就要求网络产品具备增强的性能来实现各 种需求 安全可靠 校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据 不论 是被损坏 丢失还是被窃取 都将带来极大的损失 操作方便 易于管理 校园网面向不同知识层次的教师 学生和办公人 员 应用和管理应简便易行 界面友好 不宜太过专业化 经济实用 学校对网络建设的投入显然相对国防 金融等关键机构较低 因此要求建成的网络经济实用 具备很高的性能价格比 针对上述特点 并结合目前网络技术发展趋势 网络专家一致认为局域网 中的以太网技术和其相关产品是校园网组成的关键 以太网一直是局域网技术 的主流 具有普及 经济 便于实施管理 易于升级等优点 线路可用带宽有 10M 100M和1000Mbps 能够满足不同级别应用需求 主流产品确定后 一些条件较好的学校在财力允许的情况下 还可以添置 额外的设备来实现远程连接 安全 设备备份等更多功能 根据引言中提到的校园网功能 可将校园网应用分为以下几大类 1 电子教学 电子教学是搭建校园网的首要目标 这部分应用复杂多样 且有很大一部 分多媒体数据的传递 因此对网络性能和传输质量有较高的要求 可以用高速 以太网连接来实现 电子教学的具体形式有 多媒体教学 在教室中教师拥有计算机和多媒体演示设备 如投影仪等 教师将多媒体 教学的图形 视频 音频等信息要通过演示设备反映到投影屏上 把许多枯燥 难以理解的内容生动地表现出来 从而大大改善学习效果 多媒体教室 多媒体教室中应保证学生人手一台计算机 教师则拥有计算机和多媒体 演示设备 如投影仪等 教室内各计算机通过网络互联 这样多媒体教学 的图形 视频 音频等信息不仅要通过演示设备反映到投影屏上 还应能 通过网络和特定软件系统向各PC传递出去 发送到每个学生面前 同样通 过网络 学生还能对所学内容作出反映回馈给教师 实现交互式教学 而 不仅是被动地接收 这样可以极大地激发学生的学习兴趣和创造力 老师 也能及时了解学生对知识的掌握情况 做到因材施教 从而大大改善学习 8 效果 电子图书馆 传统图书馆的资料管理通常是一项很繁琐的工作 图书管理员不仅要随 时整理和更新库中资料 而且每本资料只能由一人借阅 有了电子图书馆 以后 所有资料可以以电子文档形式存入大容量服务器中 通过网络向图 书馆内 甚至教室 办公室或宿舍内的客户机开放 这样师生们可以不受 时间 空间限制随时查阅所需资料 同时实现了同一资源的多人共享 资 料包含的内容不仅为文字 还可以是图像 声音等多媒体信息 甚至还能 是一段电影 可谓丰富多彩 当然这样的开放也不是无条件的 每人都有 自己的 电子借书证 网络帐号 凭此在许可范围内借阅 同时 图书 管理工作也由机器来完成 除了提供方便快捷的检索工具外 还可以跟踪 每人的借阅记录 了解各类信息的受关注程度 内部信息共享 内部信息共享是指比多媒体教室和电子图书馆更为灵活的教学应用 它 既不局限于单一的教室 但也不一定面向全校 而是可以在或大或小的范 围内进行 例如教师可以把作业 试题库或一些辅导材料留在特定的计算 机中由本班学生下载 教师之间也可以通过网络相互交流经验 共同设计 最佳的教学方案 内部信息共享的程度取决于校园网的覆盖范围和应用 软件的功能 2 职能管理 除电子教学外 学校的各项管理工作的现代化也势必要通过网络来实现 相对教学而言 这部分数据较为简单 以文字 图形为主 因此对网络性能要 求不高 却将系统的安全 可靠 经济等特性列为考察重点 学校的管理工作 包括 校长决策 总务管理 教务管理 财务管理 档案管理 图书管理 体 卫管理 校产管理 办公管理等 各学校可根据机构设置和实际需要作相应取 舍 各项管理的结果不仅是将各部分数据作电子存档 更应在全校范围内真正 实现共享 做到准确 及时 方便的信息交流 它一般可以采用界面友好的浏 览器形式来操作 3 远程教育和互联网的引入 远程教育和互联网的引入也可称为通讯服务 它跨越了局域网对地域的限 制 用到路由器来实现与其它教育机构或ISP Internet服务提供商 的广域网 连接 它要求网络具备更高的安全性 灵活性 可扩展性 同时还需考虑广域 网链路的经济性 远程教育 远程教育既可以是学校内部分支的连接 Intranet 也可以面向在家的师 生 还可以与当地信息港 中国教育科研网和互联网接口 而互联网的接入将 具有更广阔的商业前景 远程教育建起了一座跨越地域 规模限制的虚拟学校 将教学信息通过网络向更远处传播 对学校而言引进了更多的事业和机会 对 学习者而言也提供了更多的选择 互联网接入 互联网的接入将Internet中的丰富信息传递到学校 扩大了师生的对外交 流 它是校园网建设的必然发展趋势 否则学校缺少了与世界上最大的信息资 源库的通道 将成为一座 网络孤岛 这对现在以至将来的教学都会产生重大 影响 不利于培养与国际接轨的跨世纪合格人才 9 二 二 XXXX 公司校园网解决方案公司校园网解决方案 校园网的建设主要是为了教学应用 而多媒体辅助教学和多媒体教室是教 学应用的核心 在网络建设时应考虑多媒体信息的特点多媒体信息的特点 如信息量大 对时间 延迟敏感等 在校园网中常会出现几十个学生执行相同操作的现象 所以要考 虑并发信息的控制并发信息的控制 学生利用网络做作业 教师要在家拨号访问学校网络 学 籍管理信息在网上传输 所以也要考虑网络的安全性网络的安全性 防止黑客破坏网络 学 生抄袭作业 校园网又是面向不同知识层次的教师 学生和办公人员的工具 它帮助我们更好地提高教学水平 办公效率和学习兴趣 所以应用和管理应简应用和管理应简 便易行便易行 界面友好 不宜太专业化 考虑各个学校的具体情况如性质 规模 财力等 XXXX公司提出了多种不同的校园网解决方案以供参考 1 小型校园网 小型校园网 解决方案解决方案 5 10 万元规模万元规模 这是一个相对小型的校园网络 适宜于单一建筑内的网络应用 方案特点方案特点如下 黑体部分表示主要特点 详见后文阐述 1 1 支持多媒体应用 包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 支持多媒体应用 包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 2 2 高性能 全交换 满足用户需求 高性能 全交换 满足用户需求 3 管理简单 浏览器方式无需专门培训 4 系统安全 保密性高 5 ISDN 连接方式 按需建立连接降低链路费用 实现应用实现应用如下 1 个多媒体教室 50 个多媒体用户 1 个电子阅览室 24 个多媒体用户 60 个校园网普通 多媒体用户 互联网接入 安全的广域网访问 方案拓扑结构如下 10 图1 小型校园网解决方案 由图可看出 网络设备组成为 Catalyst 2924交换机一台 Catalyst 1924 2924交换机五台 Cisco 1700 800路由器一台 XXXX公司的Catalyst 2924交换机是这一网络的核心设备 它提供了24个 10 100M自适应的快速以太网端口 校园网系列网络产品的详细介绍见后文 为分支交换机Catalyst1924和数据量很大的主服务器或网管工作站提供高速主 干连接 五台1924交换机各具有两个100M快速以太网端口和24个10M端口 100M 用于2924或教师用机的连接 10M则可提供给数据流量较少的学生机和办公机器 图中多媒体教室用到其中两台1924 可为近五十台学生机提供网络连接 另三 台分别分配给电子图书浏览和办公用 这是一个全交换的网络 相对共享式集 线器而言 交换机各端口拥有独占的带宽 能实现多路并行传输 不易发生冲 突 能为多媒体信息提供更好的保障 考虑到Internet接入是校园网的发展趋势 在每套解决方案中都用到了路 由器来引入广域网的远程连接 这套方案中用到了XXXX公司的低端路由器 Cisco1700 它提供了对内的10 100M局域网接口和对外的128K的ISDN或专线连 接 通过Internet实现远程教学或教学演播等应用 ISDN是国内已广泛应用的 一种拨号技术 按连接时间计费 费用仅为普通电话线的2 3倍 但带宽却能达 到3 4倍 且传输稳定 连接迅速 在实现基本数据传递的基础上 用户可以根据自己的需要灵活选用上述网 络设备中的某些性能 如 路由器和交换机的组内广播功能可为多媒体信息的 传输提供更高的服务质量 而拥有两个100M端口的1924可与2924之间建立快速 以太网通道 在全双工模式下达到400M的高速级联 此外 在图中1700路由器 上带有一个红色砖墙标志 它表示该路由器兼任了防火墙 XXXX公司系列中 低端路由器都可以通过操作系统升级具备防火墙性能 在承担远程连接的同时 11 实施数据包检验和过滤 防止非法用户侵入到内部局域网中 对连接到 Internet这一开放网络的用户来说 安全性是网络设计中不容忽视的一项重要 因素 这套方案的好处是简便易行 成本很低 并且兼顾了教学 管理和通讯三 方面应用 方案中所用到的产品都属XXXX公司产品中的低端设备 在实现高性 价比的桌面应用的同时又做到易于配置和管理 2924和1924都属即插即用的设 备 如果不添加特殊功能则不需任何配置 1700的设置和管理也十分方便 这 样用户使用起来将得心应手 无后顾之忧 12 2 支持长距离光缆的小型校园网解决方案 支持长距离光缆的小型校园网解决方案 7 15万元规模万元规模 这套校园网络与第一套大致相似 但引入了光缆连接 因此除了具备前套 方案的所有特点外 还能扩展局域网覆盖区域 适用于多建筑校园网的应用 方案特点方案特点如下 1 支持多媒体应用 包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 2 高性能 全交换 满足用户需求 3 管理简单 浏览器方式无需专门培训 4 系统安全 保密性高 5 ISDN 连接方式 按需建立连接降低链路费用 6 6 采用光缆支持较长距离 满足不同用户需求 采用光缆支持较长距离 满足不同用户需求 实现应用实现应用如下 1 个多媒体教室 50 个多媒体用户 1 个电子阅览室 24 个多媒体用户 60 个校园网普通 多媒体用户 互联网接入 安全的广域网访问 拓扑结构如下 13 图2支持长距离光缆的小型校园网解决方案 比较图1和图2可看出 图2中的中央交换机改为Catalyst2924M 用于办公 管理和电子浏览和两台分支交换机也改为Catalyst1924C 相应的交换机间的级 联链路改为了光缆 这样建设成本略为提高 设备组成变为 Catalyst 2924M交换机一台 配置2 4 端口100BaseFX模块 Catalyst 1924 2924交换机三台 Catalyst 1924C交换机两台 Cisco 1700 800路由器一台 交换机2924M的 M 表示模块化 这里选择了一个2或4端口100M光纤模块 1924C的 C 表示光纤 它的其中一个100M端口由1924的100BaseTX 双绞线 变为100BaseFX 光纤 交换机间的多模光缆连接距离可达数百米 基本能满 足校园内各建筑间连接距离要求 这样即使教学大楼 办公大楼和图书馆分散 在不同位置 依然能够实现高性能的局域网应用 两台用于多媒体教学的1924 交换机与同一大楼内的2924M仍采用双绞线连接即可 14 3 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 15 30 万元规模万元规模 对于应用更为复杂 需要更高局域网性能和多样化远程连接的学校 XXXX 公司又推出第三套建议方案 方案特点 方案特点 1 1 高性能全交换 千兆主干 满足大负荷网络运行需求 高性能全交换 千兆主干 满足大负荷网络运行需求 2 2 虚拟网络方便管理 提高网络安全与性能 虚拟网络方便管理 提高网络安全与性能 3 支持多媒体应用包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 4 4 卓越的卓越的 IP TVIP TV 多媒体应用系统 满足用户点播 广播需求 实现多媒体教多媒体应用系统 满足用户点播 广播需求 实现多媒体教 学和管理 学和管理 5 管理简单 浏览器方式无需专门培训 6 系统安全 保密性高 7 带宽优化技术 降低链路费用 实现应用 实现应用 无用户数限制的 IP TV 视频点播 广播系统 2 个多媒体教室 100 个多媒体用户 1 个电子阅览室 24 个多媒体用户 80 个校园网普通 多媒体用户 16 个远程用户拨号访问校园网 互联网接入 安全的广域网访问 拓扑结构如下 15 图3 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 图中网络设备组成为 Catalyst 3524交换机两台 Catalyst 1924 2924 3524交换机七台 Cisco 2620路由器一台 配置NM 8AM模块 IP TV视频软件一套 方案中局域网核心由两台Catalyst3524交换机通过千兆以太网级联组成 Catalyst3524交换机具有24个10 100M端口和两个千兆端口 因此两台3524之间 可通过两条千兆连接建立以太网通道 实现高达4G的主干连接 并且可以选择 不同的1000M链路类型 1000BaseSX 1000BaseLX LH等 来满足或长或短的距 离要求 其10 100M端口用于分支交换机和主服务器的连接 二级交换机采用Catalyst1924 通过100M端口与3524的10 100M端口上联 而剩余的100M或10M端口则可留给多媒体教室的教师用机和学生机 或办公用 PC 通过这样的两级级联 局域网用户扩展到上百名 并且有更多的100M端口 为数据库 多媒体教学或网络管理服务器提供高速连接 网络整体容量大大提 高 远程连接设备也改进为Cisco2620路由器 它本身具有一个10 100M快速以 太网端口 这里还为其选配了一个NM 8AM模块 可同时建立八条115 2Kbps的电 话拨号连接 因此应用非常灵活 用户可以将一部分拨号链路连通ISP去访问 Internet 或通过Internet实现远程多媒体教学 而将另一部分链路留给在家 备课的老师或复习的学生 师生们可以很方便地利用家中的电话线和调制解调 器连到学校的2620路由器上 满足Internet访问 数据查询及电子浏览等应用 考虑到Internet外部入侵和拨号用户的非法登录等不安全因素 2620路由器的 操作系统也升级到防火墙版本 同时肩负起数据检验和过滤的功能 16 除了远程连接的功能 Cisco2620的10 100M以太网端口也为校园内部局域 网实现VLAN的应用提供了可能 VLAN的划分是在交换机上进行的 利用这项功 能可以将整个局域网分割成相对隔离的几个虚拟网段 即VLAN 来分别对应不 同的机构和用途 从而提高VLAN内数据传递效率以及VLAN之间的安全性 当不 同部门 VLAN 之间需要进行数据交换时 就需要借助路由器的路由功能 这 就是VLAN的路由 VLAN的路由只能在100M以上局域网端口上完成 这是选用 Cisco 2620来实现VLAN应用的原因 如不需要VLAN之间路由 也可以选择 Cisco1750路由器 除了一个NM模块以外 2620还空余了两个WIC的广域网插槽 可为以后网 络扩充 如增加DDN ISDN或帧中继等链路 留用 这套方案的另一关键是引入了XXXX公司的一套功能强大的视频应用软件 IP TV 它的主要性能包括 IP TV是一套综合性客户机 服务器应用系统 服务器软件用于捕获和存 贮TV图像 客户机软件则可以调用和观看图像 此外还有专门的管理软 件对图像内容和用户情况实施管理 IP TV可以实现的应用有两大类 视频广播和点播 前者由管理员选 定播放内容 实时或定时向指定的客户机发送 后者则由用户自己选择 所需的内容 播放到自己所处的客户机中 IP TV的图像采用标准的视频文件格式 如MPEG 1 AVI H 261等 当 服务器容量和线路质量足够好时 可采用分辨率较高的图像格式 反之 则可降低分辨率来减轻服务器和线路负担 IP TV支持标准的实时传输和组内广播协议 有利于提高传输质量 实 现完全同步的全屏播放 同时保障数据传递效率 避免带宽浪费 IP TV具有完善的管理特性 可以对节目实施编排 也可以对观众的情 况进行跟踪 查看哪些观众在观看广播的内容 哪些观众在点播节目 并能够给出分析 以便更好的规划网络带宽等参数 IP TV还提供了便于教学应用的疑问管理器和幻灯播放 学生可以通过 点击浏览器窗口中的疑问管理器输入问题 管理器将问题传递到显示器 得以立即答复或存档以便日后补答 幻灯播放使学员在一个窗口中观看 教学幻灯的同时看到教员的形象 IP TV基于流行的WindowsNT操作系统和TCP IP网络协议 硬件平台为PC 服务器 便于实施和掌握 经济可行 由此可见 IP TV是一套非常适合教学系统的应用解决方案 在拓扑图中主 干交换机3524通过100M端口连接了一台IP TV的主服务器 利用摄像机或卫星天 线获取多媒体教学内容并存贮起来 其它教师和学生用机都可以作为IP TV的客 户机以广播或点播方式接收图像 此外 远程的电教馆也设有一台IP TV服务器 可复制主服务器的教学内容 便于当地学生观看 17 4 3层交换的大型校园网解决方案层交换的大型校园网解决方案 50 80万元规模万元规模 如果学校经费足够 校园网已经可以具备多种不同的形式来满足用户的特 定需求 XXXX公司列举了两种不同的解决方案 下面为其中之一 方案特点 方案特点 1 高性能全交换 千兆主干 满足大负荷网络运行需求 2 虚拟网络方便管理 提高网络安全与性能 3 3 高效三层交换 按需划分网络 管理得心应手 高效三层交换 按需划分网络 管理得心应手 4 支持多媒体应用 包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 5 卓越的 IP TV 多媒体应用系统 满足用户点播 广播需求 实现多媒体 教学 管理 6 管理简单 浏览器方式无需专门培训 7 7 强大安全特性 专用防火墙产品支持大数据量访问 强大安全特性 专用防火墙产品支持大数据量访问 8 带宽优化技术 降低链路费用 实现应用 实现应用 无用户数限制的 IP TV 视频点播 广播系统 2 个多媒体教室 100 个多媒体用户 1 个电子阅览室 24 个多媒体用户 120 个校园网普通 多媒体用户 16 个远程用户拨号访问校园网 高速互联网接入 安全的广域网访问 拓扑结构如下 18 图4 3层交换的大型校园网解决方案 图中网络设备组成为 Catalyst 3524 3548交换机两台 Catalyst 2948G L3 4000交换机一台 Catalyst 1924 2924交换机七台 Cisco 2610路由器一台 配置NM 8AM模块 IP TV视频软件一套 PIX防火墙一台 与前套方案比较 本方案中路由器由10 100M以太网端口的2620换为相对便 宜的10M以太网端口的2610或10 100M以太网端口的1750 这是因为校园局域网 中采用了支持3层交换的2948G L3交换机 添加的设备主要有两台 Catalyst 2948G L3和PIX防火墙 Catalyst2948GL3具有48个10 100M快速以太网和2个千兆以太网端口 它与 两台Catalyst3524一起共同构筑了一个更为强健的网络主干 更关键的是 新 推出的2948GL3交换机具备第三层交换的特性 它既保留了传统的第二层交换在 各端口间传递数据时的高线速 又集成了原来在第三层路由中才有的完善的控 制功能如审计 广播隔离等 在前套方案中 VLAN的划分是在交换机上进行的 但当不同部门 VLAN 之间需要进行数据交换时 就需要借助路由器的路由功 能 而现在在同一台设备中同时支持二层 三层功能 进行广播隔离 全线速 网络互联 从而大大提高了校园网的性能 加在远程访问路由器2610 1750后的PIX防火墙是XXXX公司著名的软硬件结 合的专用安全设备 也是本方案的亮点之一 它体现出用户对网络安全的极度 19 关注 所有流经PIX的数据都必须接受严格而全面的检验 检验内容包括数据的 源和目标地址 TCP随机序列号 TCP端口号和附加标志等 只有满足特定条件 的数据才能穿过这道防火墙 相对集成在路由器上的防火墙和软件防火墙而言 PIX使用自己专有的软件系统 不需借助于外部操作平台 内核技术不公开 因 此能更有效地阻止网络黑客的攻击 而配套的硬件组成使其数据处理效率更高 此外 PIX还支持网络地址翻译的功能 能够实现内部IP到合法IP的转换 方便 更多的用户利用有限的IP地址资源作Internet访问 20 5 千兆主干 百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 千兆主干 百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 50 80万元万元 规模规模 前套方案强调的是第三层交换和网络安全 本套投资大致相当的方案则重 在数据的高速传输 方案特点 方案特点 1 1 高性能全交换 千兆骨干 百兆交换到桌面 高性能全交换 千兆骨干 百兆交换到桌面 2 虚拟网络方便管理 提高网络安全与性能 3 支持多媒体应用包括多媒体教室 电子阅览室 多媒体教学 4 卓越的 IP TV 多媒体应用系统 满足用户点播 广播需求 实现多媒体教 学 管理 5 管理简单 浏览器方式无需专门培训 6 系统安全 保密性高 7 7 高速缓存提高广域网速度 降低网络费用 高速缓存提高广域网速度 降低网络费用 实现应用 实现应用 无用户数限制的 IP TV 视频点播 广播系统 2 个多媒体教室 100 个多媒体用户 1 个电子阅览室 24 个多媒体用户 90 个校园网普通 多媒体用户 16 个远程用户拨号访问校园网 高速互联网接入 安全的广域网访问 拓扑结构如下 21 图5 千兆主干 百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 图中网络设备组成为 Catalyst 3508G 4000交换机一台 Catalyst 3524 3548交换机八台 Cisco 3640路由器一台 Cache Engine高速缓存一台 IP TV视频软件 一套 可以看出 这一方案的最大特点是没有了纯10M口交换机 而用到了八台 3524交换机连接到桌面 网络核心设备相应更换为3508G或4000 它的以太网端 口全为千兆 与八台3524的千兆上联口连成了一个强有力的网络主干 3524的 24个10 100M端口为所有教学和办公用PC提供连接 这些端口自适应的特性使PC 的网卡不论是旧有的10M还是新配备的100M都能应用自如 便于网络的逐步升级 千兆主干 100M到桌面的连接方式能将多媒体教学的优越性发挥得淋漓尽致 即使有更多用户要加入到视频点播的应用 网络带宽也不致成为瓶颈 远程访问的路由器也由原来的2600系列换为了Cisco3640 3640共有四个接 口插槽 可选配更多的拨号端口或将插槽空余留作以后网络扩充用 3640的局 域网接口也为模块形式 用户可根据远程访问的数据量大小选择10M或10 100M 端口 与2600系列相比 除了可选网络接口的数量和类型增加 3640还具有更 高的数据处理能力 使广域网的容量能随局域网的改进作相应提高 CacheEngine又称高速缓存 是XXXX公司用于改善Internet和Intranet访问 性能的一项产品 从名称可以看出 它实际上是一个大容量存储设备 专门用 来存储用户曾经访问过的Web页面 这样当有其他用户要访问同一页面时 就不 22 需要再到WWW服务器上去寻找 而直接从高速缓存中调用 这样既节省了链路带 宽 也减轻了WWW服务器的负担 同时大大提高访问效率 对线路带宽宝贵的远 程Web访问尤为适合 在本方案中 当校园内用户需要频繁访问远端电教馆以 Web形式存放的图像时 CacheEngine将大显身手 以上五个方案是XXXX公司结合中小学校典型应用推出的建议方案 它们的 整体特点整体特点为 1 高速高速 全交换 千兆骨干 10 100兆交换到桌面 2 化繁就简化繁就简 多媒体教学 办公管理 远程通信一网实现 3 可靠可靠 全冗余 热备份 快速恢复 4 安全安全 从集成路由器防火墙到专用PIX防火墙 提供端到端的保障 5 使用简便使用简便 基于浏览器和一些网络管理工具的图形化配置 管理 6 经济实用经济实用 高性价比产品 支持系统平滑升级 可满足100 1000用户 的需求 各学校可参考上述方案并结合自身的实际情况作相应的修改或重新设计 23 三 成功案例分析三 成功案例分析 XXXX公司在中小学校园网建设中已经拥有许多成功的实际案例 这里将援引 其中之二 1 陈经伦中学校园网方案 陈经伦中学校园网方案 需求分析 需求分析 同时提供电子教学 网络化管理 Internet 访问和个人拨号用户接入 软件应用系统包括校长办公系统 教务管理系统 财务管理系统 档案管 理系统 多媒体教学系统 电子备课系统 电子阅览系统 成绩统计分析 题库及测试系统 图书管理系统 校长评估系统等 同时为网络上的每个 客户提件 EMAIL WWW 浏览 文件传输 FTP 新闻组 NEWS 公告板 BBS 终 端仿真 TELNET 需要联网的建筑物共十座 3 座教学楼 2 座办公楼 1 座综合楼 1 座游 泳馆 1 座图书馆楼和 2 座宿舍楼 对网络安全性有一定要求 拓扑设计 拓扑设计 考虑到与 Internet 的连接和远程拨号访问的产品优势 领先的千兆以太网 技术和较好的性能价格比 客户选择了 XXXX 公司的网络产品来建设陈经伦中学 校园网 网络拓扑结构如下 图6 陈经伦中学校园网拓扑结构图 24 应用分析 应用分析 校园网是由性价比最高的快速以太网和性能最卓越的千兆以太网混合组成 的 采用星型拓扑 以 Cisco 3548 和 Cisco 3508 通过千兆口级联作为校园主 干中心交换机 部门级 各建筑物 交换机采用 Cisco 3524 主要通过 1000BASE SX 与中心交换机连接 各楼层局域交换机采用 Cisco 3524 局域交 换机与部门交换机之间通过 100Base TX 连接 从中心交换机到各教学楼 图书 馆楼 游泳馆楼交换机是千兆以太网主干 到其它各楼交换机是 100M 以太网主 干 具体而言 Cisco 3548 与 Cisco 3508 两台交换机的千兆口级联后 共同 提供八条千兆主干 一条百兆主干 再到各信息端为 10 100M 自适应端口 这 种按需求建设带宽的构建方式既节省经费 又能充分发挥设备优势 取得最优 的整体性能价格比 如图所示 学校将建立 Internet 站点 通过路由器连入互联网 此外还设立 了 Internet 服务中心为远程用户和移动用户提供拨号上网服务 该中心位于学 校网控中心内 连接 Internet 的路由器和服务中心的拨号服务器可以用一台 Cisco 2610 路由器实现 选配一块具备 1 个 WAN 串口的接口卡 带宽最高可达 2M 通过 DDN 专线连接到 Internet 再选配一块 NM 16AM 模块 可提供 16 口 拨号连接 为实现多媒体教学 陈经伦中学选装了 XXXX 公司的 IP TV 软件 为各大楼 的学生提供视频广播和点播服务 考虑到网络设备较多 结构较为复杂 学校还打算在二期工程中加装 XXXX 的网管系统 Cisco Works Windows 来对所有网络设备实施管理 由于整套系 统均用到 XXXX 网络产品 那么采用同一厂商的网管能够对设备进行更为详尽细 致的管理 它拥有 XXXX 全套产品的数据库 能够调出各种产品的直观视图 深 入到每个物理端口去查询状态信息 并且基于流行的 Windows 操作平台 界面 友好 易于操作 在安全方面 学校采用了代理防火墙来检验外部进入的数据 此外 学校 内部关键服务项目服务器也设立了完善的用户权限记录和多重口令验证系统 能够实施多重防范 2 徐州五中校园网方案 徐州五中校园网方案 需求分析 需求分析 校园网将覆盖全校的教学 生活区 主要用作教学 网络中传递的数据有普通文字和多媒体数据两大类 应用包括多媒体教学 视频点播等 以实验楼网络中心为核心 连接教学楼 办公楼 行政楼 图书馆等网络 分中心 网络应具备高速 开放 安全 易于管理等特点 拓扑设计 拓扑设计 25 考虑到 XXXX 网络技术有限公司作为网络业界领先厂商 产品在路由和交 换等领域具备先进技术和独特优势 能够将上述网络需求完美地实现 因此网 络设备选用了 XXXX 的产品 网络拓扑结构如下 图7 徐州五中校园网拓扑结构图 应用分析 应用分析 网络可为三级结构 主干采用百兆交换式以太网 第一级是网管中心 设在 实验楼 核心交换机采用 XXXXCatalyst 2924 交换机 第二级包括几个主干 节点 从网管中心连接到校区主干节点 采用 Catalyst 2924 交换机 从网管 中心到各主干节点全部实现百兆互联 第三级是各主干节点到主要建筑物楼内 的局域网和单机用户 以及楼层间的集线器 通过各楼内的三级交换机 Catalyst 1912 12 个 10M 和 2 个 100M 以太网端口 或原有集线器设备 以 10M 速度到桌面 末级节点数共约 100 个 所有楼层配线间可根据本楼层信息交换流量的大小 选择采用 Catalyst 1912 或集线器作为楼层的交换机 其中中心服务器 办公区服务器和部分执行关键 任务的客户机还可以以 100M 方式与网络相连 形成一个信息点全交换的网络 结构 学校的多媒体教学用到了 XXXX 公司的 IP TV 网络视频系统 主要应用包 括 课件制作 点播教学 广播教学 电子阅览 以及远程教学等 26 四 四 校园网建设常见问题解答校园网建设常见问题解答 1 校园网的电子教学和办公管理应用一般采用什么网络协议 答 TCP IP TCP IP 是目前应用最为广泛的协议 以 TCP IP 格式打包的数据 能在多种物理介质和底层链路上传递 国际互联网 Internet 就是采用该协议在 全球实现数据通讯 许多成熟的应用软件都建立在 TCP IP 基础上 中小学校园 网要与世界接轨 需要与 Internet 建立连接 采用 TCP IP 最为适宜 2 如何实现远程网络的接入 答 远程网络的接入可通过路由器来完成 路由器的主要作用便是实现广域网 的连接 可达到很远的距离 适于在超过数公里长度两个局域网之间作数据通 讯 它将本地的网络数据通过电信局提供的各种不同介质的长距离链路传递到 对端路由器 再转发到对端的局域网中 多个路由器通过广域网互连构成网间 网 在这样的网络中路由器通过路由计算选择数据传递的路径 3 如何使在家办公 学习的教师和学生可以接入互联网和校园网 答 需要用到远程访问服务器 远程访问服务器又称 RAS Remote Access Server 也用于远程数据传输 但更侧重于为许多个人用户提供连接服务 一 般采用方便连接的拨号线路 如 ISDN PSTN 因此远程访问服务器应具有多 个拨号连接端口 所连的对方也不一定是路由器 而更可能是用户的 PC 当网 络需要为在家办公或移动办公的个人提供接入服务时 就要用到远程访问服务 器 3 网络安全在校园网建设中有什么意义 如何来实现 答 每个学校在建设校园网时都需要实施一定的安全防范 以阻止非法用户肆 意窃取和修改网络中的关键数据 如教师工资 学生成绩 考题内容等 尤其 在校园网接入互联网的情况下 更应提高网络安全 严密防范来自外部网络的 更多的 技术更高超的入侵 实现网络安全的手段很多 如 Windows 用户登录 拨号用户登录 防火墙 27 等 其中防火墙的使用在校园接入互联网的情况下尤为必要 它是用在内部 和外部网络之间的一道安全屏障 外部数据进入内部网络时都需要接受防火墙 的检验 检验对象通常是数据包包头所包含的信息 如地址 端口号 协议类 型等 只有符合特定条件的数据才允许进入内部网络 否则只能被过滤掉 由 此保障内部网络的安全性 防火墙的形式有很多 如集成在路由器中的防火墙 功能 软件防火墙 或软硬件结合的专用防火墙如 PIX 4 没有路由器时能否实现远程连接服务 与采用路由器有什么区别 答 没有路由器时可以用代理服务器实现远程连接服务 它一般是指一台安装 了代理服务器软件的 PC 服务器 通过普通电话或 ISDN 拨号建立远程连接 内 部网络用户可以通过它访问外部网络 内 外双向的数据传递都需要经过代理 服务器实行协议转换和一定的安全检验才能完成 相对路由器而言 代理服务器的功能局限得多 从数据转发效率 广域网连 接方式 对各种路由协议和多网段连接的支持上都无法与路由器相比 但对于 小规模网络用户而言 也不失为一种经济 简便的选择 5 校园网的多媒体应用有什么理想的解决方案 答 IP TV称得上校园网多媒体应用的理想解决方案 它是XXXX系统公司针对多 媒体网络应用推出的一套视频处理和传输软件 由服务器软件 客户机软件和 管理软件三部分组成 可以采用服务器端实时 定时广播或客户端点播等方式 灵活地发送图像 具有较好的清晰度和较高的分辨率 软件采用Windows NT工 作平台和TCP IP标准网络协议 便于掌握 经济可行 是一套非常适用于校园 电子教学的应用方案 6 中 小学校园网常用的局域网结构是什么 答 校园网最常采用以太网 Ethernet 来架构局域网 因为以太网经济易行 便于管理 是目前应用最广泛的局域网结构 也正因如此 以太网技术发展迅 速 除传统的 10M 以太网外 快速以太网 Fast Ethernet 100M 和千兆以太 网 Gigabit Ethernet 1000M 也已作为成熟的技术得到普遍使用 并且相互具 28 备良好的兼容性 用户可根据实际需求选择其中高速链路作为主干 低速链路 作为分支 灵活应用 也便于日后升级 其它的局域网结构如 Token Ring 令 牌环网 FDDI 光纤分布式数据接口 或 ATM 异步传输模式 相对以太网 具有兼容性差 价格昂贵或技术复杂等缺陷 7 如何实施中 小学校园网络的管理 答 中 小学校园网络结构相对大型网络简单 对网络管理的要求也侧重于成 本经济 方便易用 无需值守 同时又能实现完善的管理功能 XXXX 公司针 对中 小型企业开发的网管软件 ConfigMaker CVSM Cisco Visual Switch Manager 和 Cisco Works Windows 是非常适合于中 小学网络应用的工具 ConfigMaker 针对用户网络拓朴结构自动下载其中各设备的配置参数 CVSM 主要通过产品视图对局域网交换机实施直观的配置和监控 Cisco Works Windows 则可对 HUB 交换机或路由器等多种网络产品构造的网络实现更为全 面的管理 包括 配置管理 视图管理 网络状态诊断等 并在对产品的支持 方面具备良好的升级性 8 对于多建筑物 跨距较远的校园 能否实现局域网连接 答 对远距校园网可以采用光纤实现局域网连接 光纤是数据信号传递的物理 介质之一 它的优点是抗干扰性好 传输稳定 千兆以太网大多采用光纤链路 百兆以太网在传输距离较远时