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赣榆县教育城域网总体方案1.赣榆县教育城域网络系统需求赣榆县南起北纬4度41分30秒,北至北纬35度7分39秒,西起东经118度45分39秒,东至东经119度18分7秒,东西宽35千米,南北长40千米,面积1402.5平方米.赣榆县现有中小学370所,其中中心小学68所,68所学校中已有4所学校覆盖在中心网站中.赣榆县教育城域网在硬件结构上,是以城域网网络中心为核心,以光缆连接各学校校园网所组成的网络.教育城域网在应用功能上,要求实现资源共享、在线管理、视频会议、远程教育等。赣榆县城域教育网的整体解决方案应包括：城域教育网中心网站网络系统方案、城域教育网应用系统平台建设解决方案、视频会议系统方案、学校基于城域教育网下校园网的网络系统方案。赣榆县城域教育网中心网站信息点数为：进修学校10个，实验小学教学区20个，实验小学宿舍区24个，求真楼23-46个，前院楼13-22个（教育局每室1个）；实验幼儿园、青口二中、教师新村在规划中，若要增加信息点数，需增加交换机，所以对教育网中心园区信息化建设要求起步比较高，需求如下：·校区内采用综合布线连接整个园区，光纤主干千兆带宽，100M交换到桌面，·网络中心需要集中管理，对校园网划分多个虚拟网方式的网络平台，·在安全性方面保证内部各部门之间建立访问权限，不使不同部门的数据得到未经授权的访问，·采用硬件放火墙技术有效隔离、限制INTERNET上的不良信息访问，·VOD视频点播网络系统，·校园内IC卡消费系统联网，便于校方对学生的管理。2.城域教育网的总体设想根据赣榆县教育城域网的具体实际情况和21世纪校园网新的楷模标准，因此该校园网不只是涉及技术方面，而且要考虑到网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等成份的综合化以及信息化的教学环境。为此，在总体上如何筹划设计、规划组织建设和制定开发设计思想是校园网建设的最重要的问题。总体设计是校园网建设的工程蓝图，是搞好校园网建设的核心任务。进行校园网总体设计，首先是进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校校园网的服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；第五，规划安排校园网建设的实施步骤。校园网总体设计方案是否科学，要看其能否满足以下基本要求：1、规划安排。从学校建设的全局出发，考虑部门的地理分布和通信条件。整体规划网络建设方案，对网络系统的目标、总体结构、服务功能、经费预算、建设步骤等重大问题作出规定。2、先进性、开放性和标准化相结合。尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不落后。3、结构合理，在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。4、高效实用，着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。设备易于使用和维护。为科学研究提供先进平台，例如可视化计算，计算机协同作业，虚拟网络，虚拟现实，计算机仿真，远程计算机操作与数据处理等。5、支持宽带多媒体业务，例如远程教学，多媒体网络教室，数字、视频转换/糅合，视频会议，远程同步交互式教学等。6、为学术交流提供良好的环境，与CERNET、CHINANET等进行高速互连，快速访问Internet，与国内同行交流信息、协同工作和展示学校的形象。3.市教育城域网总体拓扑现状4.教育城域网主要技术问题网络分层目前一般是将教育城域网划分为核心层、汇接层和接入层，对于规模不大的教育城域网，核心层与汇接层可以合在一起，以简化网络体系。但是，教育城域网的建设是一个渐进过程，网络的不同层次可能由不同的投资者分别建设，同一个层次也可能由多个投资者分别建设，如果采用这种划分方法，我们认为过于简单，不能充分反映网络建设的具体情况。因此，建议将教育城域网划分为教育城域网城域核心部分和教育城域网城域接入部分。教育城域网城域核心部分为运营商网络，由运营商统一规划与建设，又可分为城域核心层和城域汇接层，城域核心层主要完成城域网内部信息的高速传送与交换，实现与其它网络的互联互通，而城域汇接层主要完成信息的汇聚与分发。城域接入部分可能由运营商、ISP、企业、建筑商以及物业管理部门建设，不仅仅是传统意义上提供接入的部分，而且还可能需要向用户提供本地业务。城域接入部分又分为接入汇接层和用户接入层，接入汇接层完成信息的汇接与分发，实现用户管理，城域接入部分的业务提供、计费等功能，而用户接入层为用户提供具体的接入手段。可以看出，教育城域网建设最困难的地方在于教育城域接入部分。技术体制根据网络的发展水平和网络业务的不同，目前建设教育城域网主要有三种方式，即路由器方式（IP网络），ATM交换机方式（ATM网络）和业务路由交换机方式（多业务网络）。第一种方式面向目前网络上占80％以上而且还将不断剧增的数据流量，利用吉比特以太网技术、IPoverSDH技术、IPoverDWDM技术组建纯IP技术的城域网，为用户提供基于最好努力（Besteffort）、不保证服务质量的服务。第二种方式是面向数据通信主要收入来源的专线与话音业务，采用统一的网络支持DDN、FR、话音等传统业务以及IP业务，为用户提供按需分配网络带宽、保证服务质量的服务，其中，支持IP业务可以采用IPOA、LANE、MPOA或VLAN技术实现。第三种方式采用路由器厂商与ATM交换机厂商都普遍看好的下一代因特网骨干网络主流技术--MPLS技术，在网络边缘实现第三层灵活路由，在网络核心实现第二层快速交换。目前实际应用中，主要是第二种方式的进一步演进，即将IP业务与ATM网络无缝地结合在一起，使ATM网络全网不再需要两套地址，既能很好地支持DDN、FR、话音等传统业务，也能够很好地支持IP业务，按用户需要的服务质量提供相应的各种服务。我们认为，在实际网络建设中，目前可以考虑采用的主要是第一种方式与第三种方式，但采用哪一种应该根据网络建设的目的、网络上各种业务流量发展趋势、经济投资等因素来决定。总体来说，可以从两个方面来进行考虑，一个方面是，如果网络模型的业务流量就是以IP为核心的应用，则应该选择第一种方式，而如果希望建设一个通用的传送平台支持包括IP业务在内的各种业务，特别是数据业务主要收入来源的传统数据业务，则应该首先考虑采用第三种方式。另一个方面是，在有条件的、IP业务量比较大的地区应该同时采用第一种方式和第三种方式，分别建设IP网络和多业务网络，以适应不同业务特点和业务发展需求，而在数据业务类型多而总量不大的地方，应采用第三种方式以满足基本的业务需求，将来条件成熟后可以进一步考虑采用第一种方式将IP业务分离开来。另外，这两种方式并不是要求完全独立的，事实上，多业务网络能够为IP网络提供接入功能和汇接功能，为用户提供更加灵活的接入方式。接入技术建设教育城域网的主要目的之一是为了能快速方便地为各个学校、教委提供宽带接入服务。因此，为了尽快地扩大网络覆盖面，方便用户的接入，每个运营商都根据自己的特点提出了自己的解决方案，如电信和联通提出了利用FTTx＋xDSL，FTTx+LAN、无线接入等方式，广电提出了利用FTTx+HFC、FTTx＋LAN等方式，其它新运营商提出了FTTx＋LAN、无线接入等方式。其中，FTTx+LAN方式为每个电信运营商所看好，我们认为，这是因为，一方面，以太网技术是非常成熟的技术，应用非常普及和方便，价格也比较便宜；另一方面，伴随着高速网络建设浪潮，对信息化小区，商住大楼、学校以及大型企业单位、政府机构等高速网络的建设和接入需求会急速增加，而这些用户相对集中且接入端口很密集，可以通过LAN交换机为用户提供高密度的网络连接方案，从而能够以最少的投资，最低的资费为用户提供10Mbit／100Mbit／s甚至1000Mbit／s的宽带接入，让用户享受到真正的宽带网络服务。这并不是说，这种方式就完美无缺了，要真的是这样的话，也不错，其它的方式也就不必发展了。事实上，可以想象，对于楼字和新建小区，布设五类线或超五类线是容易实现的，只要能够与楼字的拥有者或小区的投资商合作，就能够做到。而对于已建小区，是非常困难的，因为谁也不愿已装修好的房于再有所动作，此时，其它接入方式就可以各显神通了。IP地址分配与网络地址转换IP地址资源问题一直是Internet建设中的难题之一。随着教育城域网的建设，这个问题可能会变得更加严重，因为宽带网络的用户可能是永远在线的，特别是包月制情况下，所以在教育城域网中，除了建设初期用户IP地址可以采用公有IP地址之外，一般都采用私有IP地址，但即使如此，也应该考虑到IP地址资源是非常有限的，随着网络规模的不断扩大与用户数的急剧增长，很快会耗尽，因此，我们建议用户IP地址通过动态分配方式进行分配（IP地址既可以是私有1P地址也可以是公有IP地址）。用户访问网络资源时，从IP地址池中临时申请到一个IP地址，使用完后再归还到IP地址池中。而1P地址池，可以位于客户管理系统上，也可以集中放置在Radius服务器上。由于高速接入Internet是教育城域网的主要业务，而进行Internet访问时，用户必须使用全球唯一的IP地址，因此，在教育城域网建设中如果采用了私有IP地址，运营商应该保证其用户在使用私有IP地址时同样可以接入Internet，解决办法就是采用专门的IP地址转换设备或采用带NAT插卡的客户管理系统，将私有IP地址转换成运营商自己的公有IP地址，从而可以进行统一的Internet寻址，在网络转换设备中，私有IP地址转换为公有IP地址可以有三种实现方式，即静态方式，动态方式和复用动态方式，其中，静态方式是通过配置将一个私有用户地址与一个公有IP地址对应，用于接入外部网络的用户数比较少时；动态方式是用户接入外部网络时网络设备从公有IP地址池中选择一个空闲的IP地址与其私有IP地址对应；复用动态方式利用公有IP地址和TCP端口号来标识私有IP地址和TCP端口号，协议规定使用16位的端口号，除去一些保留的端口外，一个公有IP地址可以区分多达6万个采用私有IP地址的用户端口号，由于一般运营商申请到的公有IP地址比较少，而用户数却可能很多，因此一般都采用复用动态方式。教育城域网是一个整体，在这个整体中，网络建设与IP地址分配应该统一规划，因此，除了在网络建设初期，由于覆盖范围比较小，用户数量比较少，可以采用分布式设置NAT之外，最好采用集中式放置NAT，以进一步减少公有IP地址的使用，节省投资，便于管理，特别是，集中放置的高端NAT设备保证了全网的网络性能几乎不受其影响。用户信息安全用户信息安全问题一直是IP网络中的讨论热点。在教育城域网建设中，也肯定会成为人们关注的焦点之一，事实上，在网络建设初期，用户对安全性可能要求不高，但是，随着用户数的不断上升和用户使用的业务种类不断增多，特别是电子商务的逐渐普及，用户将会越来越多地考虑到信息的安全性。用户信息的不安全性主要是由用户处于以太网环境中引起的，因此要保证用户信息的安全性，就必须实现以太网环境下的用户隔离，目前主要采用的技术为VLAN技术，VLAN技术是由IEEE802.3q和IEEE802.1q定义的，基本思想是在传统的以太网的帧结构中加入VLAN标识，划分在一个VLAN中的用户才能互相通信，不同VLAN中的用户互相隔离，一个设备支持的最大VLAN数量为4095。在教育城域网中，在接入设备上基于设备的端口、用户MAC地址、用户IP地址或其它策略将一个用户划分成一个VLAN，客户管理系统终结所有VLAN比实现三层交换功能，并实现IP地址与用户MAC地址和VLANID的绑定，防止IP地址的盗用。