文献综述-校园网络的建设

1校园网络的建设一、校园网络相关问题校园网络，是指学校校园内部信息设备互相连接运行的网络。是由计算机、网络技术和应用软件等构成，为学校管理和教育教学服务，并可通过连接广域网实现远程通信和资源共享的系统。目前，校园网的建设与应用被越来越多的学校做为实现教学改革、提高教学质量以适应时代对人才培养需求的关键。然而，一些学校对校园网建设投入了大量的资金，却并没有收到预期的效果，大多数校园网的功能、资源（包括软、硬件及信息资源）并没有被充分利用，造成了设备的浪费和闲置。总结产生问题的原因有几个方面：1、重视硬件投入，轻视软件资源建设。据调查显示，大部分的计算机教育资金都用在了计算机硬件环境上，软件的资金投入远远低于硬件投入，而教师培训资金更是微乎其微，不少学校在网络硬件设施上不惜花费上百、上千万，在软件资源（如网上教学平台、学校业务管理系统、各种多媒体教学课件、信息数据库等）的建设上却不舍花钱，造成软件资源的缺乏。2、大多数教师的计算机水平不合要求。调查表明，学科教师从未获得过计算机知识的人占有相当大比例，而能够在学科教学中开展计算机辅助教学的比例更小。3、缺乏网络专业技术人员。网络技术属于高新技术，社会需求也十分迫切，在校园网的使用中需要有网络专业技术人员来维护网络，而且要有专人管理，以保障其能正常的使用。4、校园网的使用效率低。由于对软件资源建设和教师计算机技术培训的忽视，造成校园网设备闲置，没人用，也没资源可用，计算机只作为普通的文字处理工具，网络也只是用于文件的传输，大大降低了其使用效率。一个学校在设计校园网时，应进行全方位考虑，避免上述问题的产生。对于校园网建设来说，其应用是目的，网络环境是基础，网络教学资源是核心，人员培训与网络维护是保障，要成功架设一个校园网要考虑以下几方面:1、建设原则：校园网建设是一项大型网络工程，其设计是否合理对校园网络的2未来发展和产生的效益起着重要作用，一般应采用整体规划、分步实施的方针，本着少花钱办大事的原则，充分利用有限的投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，遵循实用性，先进性，开放性，可靠性，安全性，可扩展性，灵活性设计原则进行合理规划。2、实现功能：校园网可通过有线或无线方式接入到中国科研网等公用网，具备教学、管理、科研、通信等多种功能。通过网络实现校园内、外和国内外的教育资源共享，力争达到如下功能目标：（1）实现信息资源和软硬件资源共享，提供丰富的网络信息服务，以推动教学、管理等部门管理方式的信息化，并能满足学校不断发展的需要。（2）支持全校所有计算机，具有高速的网络传输速度，通过高性能网络设备将本校所有的及将来要配置的各种PC、工作站和终端连接起来，组成分布式、开放性的网络环境。（3）实现教学管理网络化、日常管理办公自动化。如学籍管理、课程安排、人事管理、业务管理、教育教学信息查询等，并可完成与Internet的通讯和资源共享。（4）实现校园网上视频点播、视频广播、电子图书馆、集成视频会议、远程教学等功能。（5）为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境，为教师的备课、课件制作、教学演示、学生的交互式学习、练习和考试提供网络环境。（6）满足校内外的通信要求，校园内部实现资源高度共享。3、网络技术：目前，在传统以太网基础上又出现了许多新的网络技术，典型的有：交换式以太网、快速以太网、千兆网和ATM等，不同网络技术的采用将直接影响到校园网络的投资和性能。千兆以太网已成为一种成熟的组网技术，世界上很多网络都已能推出很好的千兆以太网解决方案和性能与功能都很强的千兆以太网系列产品，千兆以太网已成为目前Internet主干网组网的主要技术。虚拟局域网（VLAN）技术可用来构建由交换机、路由器和相应的网络管理应用组成的大型可扩展的交换式企业网。4、综合布线：由各种传输介质、线路管理硬件、连接器、插座等一系列设备组成的布线系统应进行合理的结构化设计。结构化布线在系统设计、设备选型、施工安装过程要统一按国际标准，建立详细文档，确保所有设备的标准性。须采用大多3数厂家支持的国际标准协议及标准接口。好的布线系统不仅方便日后校园网的维护、检修故障，更有利于未来校园网的扩充和升级，充分保护现有的信息系统资源。5、建设内容：校园网络要建设的内容很多，除了网络主干建设外，在确保网络畅通的情况下，要以应用为目的，根据学校经费、现有基础及人员情况，详细分析需求和约束条件，选择合适建设项目，如机房、多媒体网络教室、多功能视听教室的建设等。二、校园网络的资源建设软件资源是能否充分实现校园网功能的关键。校园网在重视硬件投入的同时，必须重视应用软件的配制和资源库的建设。软件系统配置可有：学生管理系统、网络光盘资源共享系统，网络视频点播（VOD）系统，视频广播、屏幕广播系统等。在软件基础上建立的资源库可包括：管理信息库，多媒体教学资源库，图书信息库，动态综合信息库等。这个庞大的资源可按照整体设计，多方合作，服务教学，资源共享的思路，不断更新，逐步完善。建设途径有：1、自主建设：由全体教师共同完成，以学科教师为主力军，从教学实际出发，自行开发教材和制作课件，也可采用购买的方式引进优秀的CAI课件。2、链接：将学校的WWW服务器与Internet上免费资源网站进行链接，直接实现教育教学资源共享。3、镜像：通过与Internet上一些高水平、高质量的教育资源库建立镜像，以获取更新更专业化的资源。三、校园网络的管理1、日常维护：校园网的管理应由专门成立的信息中心或网络中心来负责，配备专职技术人员保障校园网的畅通（人员配制由校园网规模而定）。日常维护包括以下内容：网络平台的维护，电教设备的维护，相关资料的常规管理及网站资源更新等。2、队伍建设：校园网的健康发展，不仅要使网上有车，车上有货，更关键在于车上要有好的驾驶员。技术过硬的专职人员可以维护网络的正常运行，可是由于使4用人员水平问题造成网络不能正常运行或不能发挥最佳效果的情况也大有所在，所以学校可采取引进、送培等措施加强教师队伍建设。四、校园网络的有效应用发挥校园网的价值就是进行合理的应用。1、对于建好的校园网，学校应创建良好的氛围，激发教师应用校园网络的兴趣，如组织知识讲座、经验交流、课件比赛等。2、对日常教学的管理网络化，校园网还可专设为学校师生服务的远程接入系统，无论身处何地，都可以使用校园网络。3、通过加强教师培训提高其操作技能也可使校园网络得到有效应用。总之，要让投入经费与网络的应用成正比，不至于造成本文开头所看到的问题。五、网络设备选型由于大型中小学校园网网络结构复杂，所以该方案在网络结构上分为核心层、汇聚层、接入层。网络设备选型过程中需要注意的问题如下：1.网络中心设在办公楼内。学校网络中心的设备应当具有很高的可管理性；同时学校的用户数比较多，如果这么多用户同在一个子网内，势必会造成广播数据干扰正常的数据传输，造成网络的阻塞、丢包。划分虚网（VLAN）是解决广播干扰和隔离不同部门的一个解决方案，为了在虚网间进行通讯，必须在网络中心有三层的路由机制。由于一般路由器的数据路由速度很慢，因此使用三层交换机是解决上述问题的关键。2.汇聚层交换机设在教学楼、办公楼、图书馆、教工宿舍等中心部位，起到管理本楼用户的作用。汇聚交换机应支持全面的网络管理、VLAN、端口镜像、SpanningTree、IEEE802.1x身份验证等功能。3.因为多媒体教室的用户较多，且需要实现组播，所以多媒体教室的汇聚交换5机必须支持组播功能；另外，为了提高网络速度，在多媒体教室中建议使用支持堆叠的交换机。4.为了便于对学生宿舍楼的学生进行管理（收费、带宽管理），建议在学生宿舍网络使用支持IEEE802.1x、支持带宽管理的交换机；另外，需要交换机具有支持MAC地址与端口地址绑定、MAC地址过滤等安全功能。5.实验室、阅览室等环境可以使用非智能型交换机。这部分交换机为第三级接入级交换机，通过汇聚交换机将这些交换机每台设置为1个VLAN，用于隔离广播。服务器选型在该方案中，校园网服务器选用清华同方的超强系列服务器产品。1Web服务器选型分析根据校园网服务器的应用特点，Web服务器选型应该按照如下原则：要求反应时间短，能快速响应和处理用户的访问需求。具有强大的信息吞吐能力、多Web站点和内容缓存、能在一定投资下提供更多的访问服务和提高用户满意度。易于发布和实现信息共享。易于建立和运行Web应用，简化业务进程。具有可靠的品质，保证Web服务不间断。易于设置和管理，使网络管理变得更容易。易于扩展，满足业务的扩大需求，保护用户投资。基于以上需求，推荐选用清华同方超强2250L服务器。2视频点播服务器选型分析在一些校园网系统集成软件里面带有视频点播的功能，这部分功能通常由一台综合性校园网服务器来完成。而要实现比较大型的视频点播的功能，则需要单独的一台VOD服务器、单独的视频点播软件来完成，并考虑外加扩展柜的方式，确保在高清晰度视频图像的情况下能支持更多的并发流量，以便在高峰点播时间不会出现系统瓶颈。因此对视频点播服务器的选型和对服务器的磁盘子系统、内存子系统、网络子系统、处理子系统都有不凡的要求。对于200个左右视频并发用户，推荐采用清华同方超强2250L服务器来承担视频点播服务；对于100个左右视频并发用户，推荐采用清华同方超强1580L服务器来承担视频点播服务。清华同方超强1580L服务器是一款采用英特尔Xeon处理器的6塔式服务器，是定位于工作组级的服务器，它具备部门级服务器的稳定可靠的特性。在视频点播系统中服务器支持的并发用户的数量基本上确定了服务器的档次，而具体需要点播的内容的容量则要考虑服务器的扩展能力。清华同方超强1580L服务器适合于在100个左右的并发用户数量，采用外加扩展柜的方式可以支持到800GB以上；对于再大容量的要求，为了提高对磁盘数据的管理，推荐使用清华同方超强2250L服务器且同样外加扩展柜的方式。3其他服务器在大型校园网中，还有E-mail、BBS、资源库、远程教育、电子预览等应用，清华同方超强1580L服务器可以满足上述应用要求。此外学校图书馆的图书管理系统一般就建立在图书馆的内部，通常与校园网机房中心是分开的。图书馆的图书管理系统一般采用服务器双机的方式，以保证系统在工作时间不停机，确保操作中的图书借还信息的不丢失；同时还要采用RAID方式保证数据的安全。在图书馆的应用当中，推荐采用超强TR200服务器作为图书管理系统的硬件平台。六、结束语对于校园网络的建设，根据各单位情况的不同，其建设方案也不尽相同，各学校可在整体规划、分布实施的方针上分析、实践，以探索出适合自己的最佳方案。7参考文献1李逢天,张帆.组建Cisco多层交换网络北京：人民邮电出版社，2004.2张远.宋志安，张保瑞.网络互联技术.北京：中国水利水电出版社,2004.3韩江.黄海，卫星.思科网络技术学院教程（第一、二学期）(第二版).北京：人民邮电大学出版社,2006.4韩江.黄海，卫星.思科网络技术学院教程（第三、四学期）(第二版).北京：人民邮电大学出版社,2006.5杨卫东.网络系统集成与工程设计.科学出版社出版,2002.4.6刘长明,郭明桥.主编局域网组建入门与提高.航空工业出版社出版,2001.12.7美BehrouzA.Forouzan