论文部分内容阅读
【摘要】本文论述了在当前条件下建设中小学校园网的一般规划过程,指出了规划和实施的几个原则,并且通过一个校园网实例给出了基本的规划方案,强调了一般中小学在校园网的建设中进行先期需求论证和网络规划的重要性。
【关键词】网络 校园网 子网 规划
【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1001-4128(2010)03-0251-04
目前信息技术的应用已经在我区中小学校得到了比较广泛的普及。但大多数学校在组建自己的校园网(局域网)时,没有做好前期的网络规划工作,造成了在使用中的网络资源浪费和网络资源短缺现象。或者过早的投入了大量资金,或者投入不足,给后期的网络扩展造成了硬件上的不适应。根据学校的实际情况和近期的发展需要、合理的规划校园网的规模、合理的选用网络设备,显得非常的重要。
1 一般中小学进行校园网规划的意义
校园网已成为利用现代化教育技术设备进行教学、增强学生的学习兴趣、帮助学生学习、提高教学质量和教育水平的重要的平台。同时,由于校园网能够提供高速、方便的信息交流和资源共享手段,因此可以提供比书本知识更为广泛和丰富的学习内容,加强学生与外界的联系,开阔学生的视野,大大增加学生的知识涉猎面。再者,远程教育的发展已经覆盖了全国每个角落。利用校园网连接远程教育的相关资源,有利于克服地域和学校规模的限制,有利于教育机构实现资源共享。
2 一般中小学校园网的使用需求
根据我多年的实践,我认为城市普通中小学校的校园网,应该根据学校的规模、经济条件、重点使用的教育教学应用系统来分别规划。
一般普通中小学校的校园网应用系统主要包涵有多媒体网络教室,用于计算机教学、计算机培训和网络图书的浏览阅读;多媒体课件制作管理中心,应该是学校的课件中心,与班级的多媒体教学相联系;视频点播(VOD)系统,用于进行各种类型的视频播放,应该可以实现现场直播;校内资源共享(FTP)、可以方便的让教师和学生传递各种数字化资源;Web网站,是学校对外宣传的一个快捷方便的窗口;校园信息管理系统,是实现学校内数字化管理的平台,规模较大的学校有必要拥有。在当前各地要求在中小学实现多媒体教学“班班通”的条件下,网络设备的配备和施工应该有一定的前瞻性,要做到留有一定的扩展余地,要做到即好又省,不盲目的求大求全,有计划的在若干年内实现校园网的逐步完善。
3 适合一般中小学校园网的网络结构
校园网结构的一般形式
学校规模较小,比如有20个左右教学班,一个计算机教室,10个办公室,拥有的计算机数量也较少,比如几十台,可以考虑把所有的计算机都统一在同一个子网内,传输带宽为100Mbps。
学校规模较大,比如有几十个教学班,甚至更多,多个计算机教室,20几个办公室,拥有的计算机数量也很大,达到上百台或更多。应该根据不同的主要应用资源需求考虑划分不同的子网,这样既便于管理也有利于网络数据的传递。可以考虑主干网传输带宽1000Mbps,子网传输带宽100Mbps。
3.1 实例
以我所在的学校为例,做一个校园网的规划方案。我校的基本情况:在校生2000余人,教师150余人,教学班42个,办公用房30个,会议室3个,多媒体网络教室3个。
我校的建筑分布(图1),主楼:长110米,六层;新楼:长80米,五层。
3.2 网络结构:
考虑校舍布局和楼内结构, 校园网中心机房设在主楼四层的A点(图1),这样两座楼房的网络信号最远传输距离都在百米左右,使用两级交换就可以实现网络信号的传输。新楼在建设时已经预设办公室的局域网布线,且在新楼一层东西两侧留有网络交换连接点,可以减少部分工程布线。
■ 网络拓扑结构如下(图2)
■ 教学机房内的网络连接(图3)
4.3 校园网的子网划分和Internet接入
■ 子网划分的必要性
对于一个较大的网络或是一个使用功能多样的网络,子网的划分是必要的,子网划分的目的是缩小冲突域,减少通信冲突。在这里我们看中的是在同一个物理网络中各个子网在逻辑上是独立的,网络路由只把数据发往指定的目标子网,其它子网并不会收到不属于自己的数据。因此,合理的进行子网划分会节省有限的网络传输资源,避免不必要的数据干扰,保持网络的畅通,也便于网络管理。把网络中具有同样使用功能的主机规划在同一个子网内,无疑是大有益处的。现在很多学校的校园网没有进行子网的划分,对整个网络的畅通是有一定影响的。规模较小的网络可能显现不出来,但规模较大的网络和以后网络的扩展时会有影响的。应该在组网时就认真考虑。
■ 我校的校园网子网划分的依据
我校的校园网在使用上可以分为,课堂教学、公开课教学(会议室)、网络会议(教室、会议室)、视频播放(教室、会议室)、信息技术课程教学(机房)、电子阅览(机房、办公室)、日常办公等。可见,较为集中使用网络资源的是教室、会议室、教学机房。因此,我们考虑把校园网划分为四个子网。列表见表1:
将三个教学机房各自划为单独的子网,是因为每个机房各自配有“电子教室”教学管理系统,要在属于自己的网段上对本教室进行教学管理,否则会导致相互干扰。
■ 子网的地址分配
我们使用192.168.0.0这个地址块,划分出64个子网,每个子网可容纳254台主机,掩码为24位,主机为8位,可得到如下划分结果:见表2。
在具体的地址分配中考虑到校园网划分的四个子网(表2)有各自的主要使用范围,把表三中序号为1、2、3、4、的IP地址范围分别分配给表二中的子网号为1、2、3、4、的四个子网。既net1使用 192.168.1.1-192.168.1.254地址段,net2使用192.168.2.1-192.168.2.254地址段,net3使用192.168.3.1-192.168.4.254地址段,net4使用192.168.4.1-192.168.4.254地址段。
■ Internet接入
Internet则由网络服务商提供带宽为6兆的光纤接入。
4.4 网络设备选型
网络设备的选择应遵循适用、便于扩展、节省资金的原则,网络设备的开支主要决定于网络的传输速率和设备的选择。鉴于我校校园网的实际情况,我们确定主干网采用1000Mbps,子网则采用100Mbps,这样就满足了使用需求,组网费用又可以降到最低。经过设备调研,决定核心交换机采用华为S5016P-CN全千兆Web管理交换机,此交换机有16个10/100/1000M自适应固定RJ45端口,4个MINI GBIC插槽,可以适用于网络主干部分的要求,又可具有部分管理功能,还可以为光纤接入留有余地,所有的服务器均接入主干网。各楼层交换机采用华为S1026T, 此交换机有24个10/100M自适应固定RJ45端口,2个10/100/1000M自适应RJ45端口,可以实现主干网与各楼层之间的带宽变换。教学机房使用TP-LINK TL-SF1048、TL-SF1016(都是10/100M端口)两种型号交换机级联,构成62个固定的RJ45信息端口,以满足教学机房的组网。用于Internet接入的路由器选择飞鱼星4900GP, 该设备是一种网吧级路由器,有2个10/100M的广域网接口和3个10/100/1000M的局域网接口。核心交换机与各楼层交换机之间采用六类布线,其余布线采用超五类UTP-1000Base-T。
4 服务器主机及应用系统方案
对于一个功能比较完善的校园网来说,其网上应用工作平台不能只限于局域网的硬件建设,也应该具备多种网络软件应用平台,以便于学校的日常管理、教育教学、信息互通、资源共享。既网络应用工作平台要由硬件(服务器)和相应的软件组成。
4.1 服务器主机
服务器主机是一个网络上处于长期不间断运行的设备,网络上的应用资源都由服务器提供给各个用户,一定要保证其运行的可靠性、稳定性,因此网络服务器主机的选择是至关重要的,要使用专门为网络服务设计制造的服务器主机,且应坚持每项网络服务单独使用一台主机,以避免在多项服务集中于同一台主机上而造成主机负担过重、数据交换不畅,或服务器故障引起多项网络服务同时停止。鉴于一般中小学校园网的规模较小,可选用配置较低的服务器主机。我校选择了Lenovo万全T100 G9服务器,该机支持双核技术的英特尔奔腾D双核处理器,标配1GB DDR2内存,五重硬盘防护设计的易插拔SATAII硬盘,以CPU为核心的智能控温降噪技术,集成千兆网卡,整机物理安全防护,防雷击设计。
4.2 应用系统
4.2.1 系统软件
目前可使用的网络操作系统有多种,如Windows、Unix、Linux、NetWare。从一般中小学网络管理人员易于掌握的角度来看,服务器操作系统选用Windows Server 2000或Windows Server 2003、工作站系统采用Windows 2000 Professional或Windows XP、选用SQL Server 2000为数据库平台、ISA 2006做校园网的代理和防火墙。
4.2.2 应用软件
根据我校现实的应用和资金情况,校园网目前要建立的网络服务有:
(1)电子图书:使用北京大学附属中学网校提供的博远电子图书系统;
(2)学校建立统一的FTP服务,直接使用Windows Server 2003提供的FTP功能来实现;
(3)VOD使用美商/南京远志咨询科技开发有限公司提供的CyberVOD7视频点播软件;
(4)学校的Web网站在初步建设中,目前租用“中威万博自由建站”的服务器试运行;
(5)校园视频监控系统采用DH-DVR1604硬盘录像机;
(6)杀毒工具使用瑞星杀毒网络版。
以上清单(表3)只是目前在校园网中使用到的部分主机及应用系统,随着校园网的不断完善,还要进行投入。
由于校园网的建设是一个逐步完善的过程,有些设备和软件可在以后的过程中添置。在中小学校园网建设中,资金的来源是一个比较困难的事情,我认为有以下几个途径来解决,第一争取和利用财政投入;第二有可能的情况下去争取一些教育赞助;第三要根据学校的实际情况,有计划的分期、分步进行投入和建设。例如我校的网络教学系统,由于涉及到的投资总额达到五十万元之多,在近期的规划中只是设计了网络设备和信息点设置,计划在2011年最后完成。
本文只是基于中小学信息技术教师易于接触的内容来对局域网的规划进行讨论,只涉及了局域网建设规划的部分内容,对于综合布线、施工、工程验收以及技术服务并没有涉及。其它内容由于篇幅所限,不再赘述。
参考文献
[1] 徐敬东,张建忠.《计算机网络》.北京: 清华大学出版社,2002,8
[2] 唐涛,白涛.《网络组建及应用典型实例精粹》.北京:电子工业出版社,2007,10
[3] 陈愚.《局域网架设与应用》.天津:天津科学技术出版社,2007,8
Primary school net Planning
【Abstract】
This paper discusses the current conditions in the construction of the Campus Network of the general planning process, pointed out several principles for planning and implementation, and through a campus network planning is given to illustrate the basic program, emphasized the general primary and secondary schools in Construction of the campus network needs to advance the importance of verification and network planning.
【Key words】network campus network subnet planning
【关键词】网络 校园网 子网 规划
【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1001-4128(2010)03-0251-04
目前信息技术的应用已经在我区中小学校得到了比较广泛的普及。但大多数学校在组建自己的校园网(局域网)时,没有做好前期的网络规划工作,造成了在使用中的网络资源浪费和网络资源短缺现象。或者过早的投入了大量资金,或者投入不足,给后期的网络扩展造成了硬件上的不适应。根据学校的实际情况和近期的发展需要、合理的规划校园网的规模、合理的选用网络设备,显得非常的重要。
1 一般中小学进行校园网规划的意义
校园网已成为利用现代化教育技术设备进行教学、增强学生的学习兴趣、帮助学生学习、提高教学质量和教育水平的重要的平台。同时,由于校园网能够提供高速、方便的信息交流和资源共享手段,因此可以提供比书本知识更为广泛和丰富的学习内容,加强学生与外界的联系,开阔学生的视野,大大增加学生的知识涉猎面。再者,远程教育的发展已经覆盖了全国每个角落。利用校园网连接远程教育的相关资源,有利于克服地域和学校规模的限制,有利于教育机构实现资源共享。
2 一般中小学校园网的使用需求
根据我多年的实践,我认为城市普通中小学校的校园网,应该根据学校的规模、经济条件、重点使用的教育教学应用系统来分别规划。
一般普通中小学校的校园网应用系统主要包涵有多媒体网络教室,用于计算机教学、计算机培训和网络图书的浏览阅读;多媒体课件制作管理中心,应该是学校的课件中心,与班级的多媒体教学相联系;视频点播(VOD)系统,用于进行各种类型的视频播放,应该可以实现现场直播;校内资源共享(FTP)、可以方便的让教师和学生传递各种数字化资源;Web网站,是学校对外宣传的一个快捷方便的窗口;校园信息管理系统,是实现学校内数字化管理的平台,规模较大的学校有必要拥有。在当前各地要求在中小学实现多媒体教学“班班通”的条件下,网络设备的配备和施工应该有一定的前瞻性,要做到留有一定的扩展余地,要做到即好又省,不盲目的求大求全,有计划的在若干年内实现校园网的逐步完善。
3 适合一般中小学校园网的网络结构
校园网结构的一般形式
学校规模较小,比如有20个左右教学班,一个计算机教室,10个办公室,拥有的计算机数量也较少,比如几十台,可以考虑把所有的计算机都统一在同一个子网内,传输带宽为100Mbps。
学校规模较大,比如有几十个教学班,甚至更多,多个计算机教室,20几个办公室,拥有的计算机数量也很大,达到上百台或更多。应该根据不同的主要应用资源需求考虑划分不同的子网,这样既便于管理也有利于网络数据的传递。可以考虑主干网传输带宽1000Mbps,子网传输带宽100Mbps。
3.1 实例
以我所在的学校为例,做一个校园网的规划方案。我校的基本情况:在校生2000余人,教师150余人,教学班42个,办公用房30个,会议室3个,多媒体网络教室3个。
我校的建筑分布(图1),主楼:长110米,六层;新楼:长80米,五层。
3.2 网络结构:
考虑校舍布局和楼内结构, 校园网中心机房设在主楼四层的A点(图1),这样两座楼房的网络信号最远传输距离都在百米左右,使用两级交换就可以实现网络信号的传输。新楼在建设时已经预设办公室的局域网布线,且在新楼一层东西两侧留有网络交换连接点,可以减少部分工程布线。
■ 网络拓扑结构如下(图2)
■ 教学机房内的网络连接(图3)
4.3 校园网的子网划分和Internet接入
■ 子网划分的必要性
对于一个较大的网络或是一个使用功能多样的网络,子网的划分是必要的,子网划分的目的是缩小冲突域,减少通信冲突。在这里我们看中的是在同一个物理网络中各个子网在逻辑上是独立的,网络路由只把数据发往指定的目标子网,其它子网并不会收到不属于自己的数据。因此,合理的进行子网划分会节省有限的网络传输资源,避免不必要的数据干扰,保持网络的畅通,也便于网络管理。把网络中具有同样使用功能的主机规划在同一个子网内,无疑是大有益处的。现在很多学校的校园网没有进行子网的划分,对整个网络的畅通是有一定影响的。规模较小的网络可能显现不出来,但规模较大的网络和以后网络的扩展时会有影响的。应该在组网时就认真考虑。
■ 我校的校园网子网划分的依据
我校的校园网在使用上可以分为,课堂教学、公开课教学(会议室)、网络会议(教室、会议室)、视频播放(教室、会议室)、信息技术课程教学(机房)、电子阅览(机房、办公室)、日常办公等。可见,较为集中使用网络资源的是教室、会议室、教学机房。因此,我们考虑把校园网划分为四个子网。列表见表1:
将三个教学机房各自划为单独的子网,是因为每个机房各自配有“电子教室”教学管理系统,要在属于自己的网段上对本教室进行教学管理,否则会导致相互干扰。
■ 子网的地址分配
我们使用192.168.0.0这个地址块,划分出64个子网,每个子网可容纳254台主机,掩码为24位,主机为8位,可得到如下划分结果:见表2。
在具体的地址分配中考虑到校园网划分的四个子网(表2)有各自的主要使用范围,把表三中序号为1、2、3、4、的IP地址范围分别分配给表二中的子网号为1、2、3、4、的四个子网。既net1使用 192.168.1.1-192.168.1.254地址段,net2使用192.168.2.1-192.168.2.254地址段,net3使用192.168.3.1-192.168.4.254地址段,net4使用192.168.4.1-192.168.4.254地址段。
■ Internet接入
Internet则由网络服务商提供带宽为6兆的光纤接入。
4.4 网络设备选型
网络设备的选择应遵循适用、便于扩展、节省资金的原则,网络设备的开支主要决定于网络的传输速率和设备的选择。鉴于我校校园网的实际情况,我们确定主干网采用1000Mbps,子网则采用100Mbps,这样就满足了使用需求,组网费用又可以降到最低。经过设备调研,决定核心交换机采用华为S5016P-CN全千兆Web管理交换机,此交换机有16个10/100/1000M自适应固定RJ45端口,4个MINI GBIC插槽,可以适用于网络主干部分的要求,又可具有部分管理功能,还可以为光纤接入留有余地,所有的服务器均接入主干网。各楼层交换机采用华为S1026T, 此交换机有24个10/100M自适应固定RJ45端口,2个10/100/1000M自适应RJ45端口,可以实现主干网与各楼层之间的带宽变换。教学机房使用TP-LINK TL-SF1048、TL-SF1016(都是10/100M端口)两种型号交换机级联,构成62个固定的RJ45信息端口,以满足教学机房的组网。用于Internet接入的路由器选择飞鱼星4900GP, 该设备是一种网吧级路由器,有2个10/100M的广域网接口和3个10/100/1000M的局域网接口。核心交换机与各楼层交换机之间采用六类布线,其余布线采用超五类UTP-1000Base-T。
4 服务器主机及应用系统方案
对于一个功能比较完善的校园网来说,其网上应用工作平台不能只限于局域网的硬件建设,也应该具备多种网络软件应用平台,以便于学校的日常管理、教育教学、信息互通、资源共享。既网络应用工作平台要由硬件(服务器)和相应的软件组成。
4.1 服务器主机
服务器主机是一个网络上处于长期不间断运行的设备,网络上的应用资源都由服务器提供给各个用户,一定要保证其运行的可靠性、稳定性,因此网络服务器主机的选择是至关重要的,要使用专门为网络服务设计制造的服务器主机,且应坚持每项网络服务单独使用一台主机,以避免在多项服务集中于同一台主机上而造成主机负担过重、数据交换不畅,或服务器故障引起多项网络服务同时停止。鉴于一般中小学校园网的规模较小,可选用配置较低的服务器主机。我校选择了Lenovo万全T100 G9服务器,该机支持双核技术的英特尔奔腾D双核处理器,标配1GB DDR2内存,五重硬盘防护设计的易插拔SATAII硬盘,以CPU为核心的智能控温降噪技术,集成千兆网卡,整机物理安全防护,防雷击设计。
4.2 应用系统
4.2.1 系统软件
目前可使用的网络操作系统有多种,如Windows、Unix、Linux、NetWare。从一般中小学网络管理人员易于掌握的角度来看,服务器操作系统选用Windows Server 2000或Windows Server 2003、工作站系统采用Windows 2000 Professional或Windows XP、选用SQL Server 2000为数据库平台、ISA 2006做校园网的代理和防火墙。
4.2.2 应用软件
根据我校现实的应用和资金情况,校园网目前要建立的网络服务有:
(1)电子图书:使用北京大学附属中学网校提供的博远电子图书系统;
(2)学校建立统一的FTP服务,直接使用Windows Server 2003提供的FTP功能来实现;
(3)VOD使用美商/南京远志咨询科技开发有限公司提供的CyberVOD7视频点播软件;
(4)学校的Web网站在初步建设中,目前租用“中威万博自由建站”的服务器试运行;
(5)校园视频监控系统采用DH-DVR1604硬盘录像机;
(6)杀毒工具使用瑞星杀毒网络版。
以上清单(表3)只是目前在校园网中使用到的部分主机及应用系统,随着校园网的不断完善,还要进行投入。
由于校园网的建设是一个逐步完善的过程,有些设备和软件可在以后的过程中添置。在中小学校园网建设中,资金的来源是一个比较困难的事情,我认为有以下几个途径来解决,第一争取和利用财政投入;第二有可能的情况下去争取一些教育赞助;第三要根据学校的实际情况,有计划的分期、分步进行投入和建设。例如我校的网络教学系统,由于涉及到的投资总额达到五十万元之多,在近期的规划中只是设计了网络设备和信息点设置,计划在2011年最后完成。
本文只是基于中小学信息技术教师易于接触的内容来对局域网的规划进行讨论,只涉及了局域网建设规划的部分内容,对于综合布线、施工、工程验收以及技术服务并没有涉及。其它内容由于篇幅所限,不再赘述。
参考文献
[1] 徐敬东,张建忠.《计算机网络》.北京: 清华大学出版社,2002,8
[2] 唐涛,白涛.《网络组建及应用典型实例精粹》.北京:电子工业出版社,2007,10
[3] 陈愚.《局域网架设与应用》.天津:天津科学技术出版社,2007,8
Primary school net Planning
【Abstract】
This paper discusses the current conditions in the construction of the Campus Network of the general planning process, pointed out several principles for planning and implementation, and through a campus network planning is given to illustrate the basic program, emphasized the general primary and secondary schools in Construction of the campus network needs to advance the importance of verification and network planning.
【Key words】network campus network subnet planning