搜索
学校校园网全面解决方案-1-前言二十一世纪即将来临，根据我国“科教兴国”战略的需要，教育要实现现代化，迎接信息时代的挑战，人才教育日益重要，学校在拥有一流的师资队伍的同时，配备、使用先进的电子技术教学设备越来越迫切。随着电子技术的发展，今天成熟的网络计算机及多媒体教学技术向传统的教育方式发出了新的挑战。我们国家正在建设的169公共多媒体网为Internet的普及铺平了道路，加速了Internet技术在中国的步伐。网络技术的不断成熟也为学校建设校园网提供了保障。我公司本着为“教育的革命”、提高学校素质作出实质性贡献的精神，根据“总体规划、分步实施”的原则，设计了跨世纪的校园网全面解决方案。学校校园网全面解决方案-2-第一章组建校园网的目的及要求学校校园网的建设以最大限度地提高学校的管理效率和辅助教学手段为基本目标。1.1校园网的发展目标根据我国的计算机应用情况，国家教育部门就有关校园网提出了下列发展目标：1.1.1及时、准确、可靠地收集、处理、存储、传输学校教育信息。1.1.2校园内部实现资源高度共享，其中必须包括图文、图像、语音及现场实况等教学素材的高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为领导计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段。1.1.3为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境。1.1.4实现办公自动化，向无纸办公的目标过渡，提高工作效率和管理水平。1.1.5提供数字化可视电话会议的功能，实现非集中式会议管理和召集。1.1.6实现学校与Internet之间相连,完成与Internet网的通讯和资源共享，步入现代教育手段新的里程碑。1.1.7提供与上级教育部门和学生家庭之间的通信出入口。1.1.8提供电子邮件、公告牌、公共网页和教育信息查询等服务。1.1.9构建多媒体教学资源中心，为实施多媒体教学提供丰富的资源。1.1.10软硬件系统平台有足够的能力，为实现网上“虚拟学校”的远程教育提供基本的条件。1.1.11软硬件系统平台的技术水平必须有“承前启后”的作用，也就是既考虑到未来发展的先进性以及可扩展性，同时兼顾目前已有系统的可用性。1.2校园网设计要求校园网是学校未来实现“数码校园”的基础，本着从实际出发、着眼未来的原则，本方案提出了校园网的设计目标及要求。学校校园网全面解决方案-3-本方案的设计将在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合要求的校园网系统。从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中将严格遵守以下原则：1.2.1可靠性原则采用高可靠性的设备和必要的容错措施，加强网络管理，以确保网络系统有很高的可靠性，网络易于维护。1.2.2先进实用性原则采用的技术应代表目前计算机网络的先进水平。基于Intranet网络技术，选用与网络技术发展潮流相适应的产品，保持技术的先进性，同时也注重应用的实际需求和设备的性能价格比，并充分利用现有的资源和设备，充分保护原有投资。1.2.3可扩充性原则充分考虑采用开放的技术和产品，以保证今后进行有效的扩充和升级，这也是充分保护投资的有效办法。1.2.4安全性原则认真、周全选用系统硬、软件，采取多种手段确保系统安全性。1.2.5可维护性和可管理性整个信息网络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制网络的运行。因此，网络所选网络设备应支持SNMP协议，管理员通过网管工作站就能方便地进行网络管理、维护甚至修复。在设计和实现计算机应用系统时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。学校校园网全面解决方案-4-1.2.6分步实施原则考虑到在整个校园网建设中，可以采取分期投入、分步建设和逐步投用的原则，在进行总体设计时，设计方案必须保证校园网的每一个子系统可独立建设和应用者有条件的使用，同时保证在总体系统完成建设后，各子系统可平滑接入校园网主干系统，满足相关应用点无限制的使用；此外，所有子系统的网络接入设备（网络交换器或集线器）不会因为因应用需求升级而被淘汰，而是可升级复用，或被移植到相应的应用环境使用，再者或被用于取代下一个子层面的低档级连接设备。学校校园网全面解决方案-5-第二章校园网网络主干系统网络主干系统必须满足总体规划的要求，坚持实用性、先进性、开放性、可扩充性、可靠性、安全保密性和友好性技术方针。2.1校园管理网络的基本构成：将全校的信息资源（教学楼、实验室、图书馆、办公室）利用计算机网络连接起来，形成一个流畅、合理、可靠、安全的校园网。以校园网为基础，建立多媒体教学网，为大力发展多媒体辅助教学提供较好的硬件平台。并通过校园网与当地市教委、国家教育科研网（CERnet）及Internet相连，对内对外共享丰富的网络资源。总而言之，无论从现代学校校园网的应用要求，或者是将来的发展目标来看，作为现代校园网的最核心和最基础设施----校园网主干系统应为最终实现“数码校园”打下良好的基础为目标。2.2网络结构的介绍网络设计者通常面临这样一个问题，即网络方案的设计是否符合实际的应用和易于扩展，不因科技的不断发展进步而影响先期的投资。校园网建设必须考虑学校特点，网络传输介质有一定的超前性，网络设备及网络通信规程的选择有一定开放性、易扩展性和先进性。以下，我们把目前两种常用的网络通信环境作介绍。2.2.1快速以太网：由于100Base_T已经被IEEE802.3以太网标准化委员会标准化，它保留了CSMA/CD协议，使得网上的10Base_T和100Base_T站点之间数据通过时不需要协议转换，可方便地将10Base_T网络和100Base_T网络集成在一起，与10Base_T网络进行无缝连接，并可非常容易地实现10Base_T向1000Base_T迁移，使用户已有的10Base_T计算机室网络设备不被淘汰。交换式快速以太网技术是快速以太网技术与交换式技术的结合，交换式快速以太网交换机（SWITCH）每个连接端口独享100Mbps的带宽。同时，其有较好的升级千兆以太网学校校园网全面解决方案-6-的便利性。其拓朴结构既适于综合布线，又为以后网络升级带来方便。鉴于100M与10M在建网投入方面差距已经很小，同时以目前最为先进的网络结构也既虚拟网络结构方式，不再采用分级的拓扑结构，校园网整体带宽100M，网络传输介质选用超五类双绞线，对于校园面积较大的学校，网络主干传输介质采用光纤，多数节点选用交换器，以便于日后的升级。使网络结构达到是既要有先进性、实用性、可靠性，又要充分保证学校的投资在相当一段时间具有保值性的基本要求。100M网络由于其带宽限制了同时进行多媒体教学的课室数量（理论上，VCD的MPEG格式数据流速度为7.2M/S，100M的带宽只允许最多7个工作站同时观看多媒体资源中心的课件）所以，为了以后实现全校性多媒体教学的普及（所有课堂都可随时调用多媒体课件），系统必须具有可扩充和可升级的特点。2.2.2ATM-交换式网络传输：ATM采用每53bytes长和5byte码址的信元方式传输。这样使数据的管理变得很容易，因为数据包及信元的长度都是一致的。ATM是交换技术，着重于电路的交换、语音的交换、数据包的交换，其结果是网络的带宽分配给每一个的传输模式得到充分有效的利用。ATM的预见性及易于管理意味着有效的传输得到保障，比如语音与视频的同时传送。这就允许用户透过数据网开展多媒体服务，诸如，拨号服务或视频会议。ATM可以在一个网上支持所有组织的通信服务。ATM网络传输的特点：1、适用性有关ATM的一个事实是它能提供多样性的服务，这意味者它胜任网络的任何一部分。这种技术可以透过骨干网最后融入广域网。从原理上讲，ATM可以跨地域承载各种类型的应用，因为这代表了CCITT定义ATM的本意(现被ITU替代)。2、标准化：学校校园网全面解决方案-7-ATM的标准一年之前已经被认可。标准包括：局域网仿真、广域网的网络管理、物理层界面、交换协议、流量管理、用户网络接口等等。目前世界上只有少数几家著名大厂家提供ATM技术。ATM快速以太网拓朴图网状树状虚拟局域网与专网局域网仿真802.1q标准组播一点对多点GARP,GMRP802.1p流量控制ABR802.1x服务质量CBR,VBR,ABR802.1q呼叫允许控制UNI–CAC无各自流量管理UNI,VCI,Policing无电路仿真CBR+同步时钟无3、性能价格比这是一个不可避免的事实，ATM是一个在网络方面的高端技术而且目前提供该种技术的厂家不多。价格方面自然也比较贵，但是越来越多的网络集成商与网络管理者都开始采用ATM技术去弥补目前使用中网络的不足，并以此来配合今后网络的发展。ATM的可行性在于它可以提供多样性的接入服务，这就抵销了其价格因素。从另一个角度也说明了ATM具备很高的技术含量及高集成度。4、复杂性ATM技术显示出传统交换方法在发生变化，从而需要一个特别方法去设计网络，制定实施方案。目前网络的管理者应在很熟识以太网技术的同时不断地吸取新技术知识，了解新动向，去寻求一个全面的网络解决方案。2.2.3千兆以太网千兆位以太网具有更大的数据传输速率，意味着用户将能以更快的速度访问Intranet和存取多媒体型数据，并有一个更大的访问Internet和广域网服务的管道。学校校园网全面解决方案-8-千兆以太网在校园网建设中的优势：1、原始带宽——千兆位千兆位以太网将显著增加纯带宽，以帮助用户迎接负担过重或者不断扩展的网络基础设施所带来的挑战。千兆位以太网的通信处理能力将极大地缓解局域网主干网所承受的压力，同时为用户提供高效运行数据密集型应用程序所需的可缩放性和速度。当获得千兆位以太网的数据传输速率后，用户将能够大大加快文件在服务器和其它设备间的传输速度。网络管理人员将拥有充裕的带宽把日益强大的服务器区直接与局域网主干网相连。测试表明，即使是一台单独的现有服务器，在配置了一块以千兆位速率运行的高性能接口卡后，也能处理30%以上的千兆位通信量。2、性能价格比千兆位以太网体现了快速以太网带给以太网网络的性价比优点，它将以2至3倍于当今的快速以太网的成本提供10倍于它的性能。千兆位以太网将保留802.3的以太网标准帧格式以及802.3管理的对象规格。因此，用户能够在保留现有应用程序、操作系统、IP、IPX及AppleTald等协议以及网络管理平台和工具的同时，方便地升级至千兆位以太网。3、投资保护通过与现有的10/100M以太网标准的向后兼容能力，千兆位以太网将提供快速以太网曾经提供的同样卓越的投资保护。当升级至千兆性能后，所有用户将保留现有的线缆、操作系统、协议、驱动程序和桌面应用程序。网络管理工具和应用程序将维持现状。管理人员将能够保留现有的已经使用和验证的硬件、软件和管理方法，并以最低的风险和成本，提供所需的功能和性能。另外，由于千兆位以太网将支持光纤媒介，使用交换式光缆分布式数据接口学校校园网全面解决方案-9-(FDDI)的用户能够较为容易升级至千兆位的速度。这将极大地增加提供给用户们的带宽，同时又保护了应用者在光纤线缆上的投资。所以在校园网的建设中从快速以太网向千兆以太网过渡是一种相当节省的方式。4、升级方案一个简单的升级方案是以千兆位以太网链接取代快速以太网交换机间的100Mbps连接。在该方案中，管理人员需要在交换机上安装千兆位以太网网络接口模块，并通过这些千兆位接口来连接交换机。升级至千兆位以太网的网络将支持更多的交换式和共享式快速以太网网段，为用户提供对所有局域网资源，如位于不同部门的服务器区的增强型访问能力。另一种升级方案是将快速以太网服务器连接升级至千兆位以太网，以方便采用高性能超级服务器。一名管理人员将只需在交换机和超级服务器中分别安装千兆位以太网模块和千兆位以太网NIC。这种方案将可支持多台服务器。现有的为最终用户提供服务的10/100Mbps