论文部分内容阅读
摘 要：安徽省无为县为加快推进校园网络建设，提升宽带速率，改善校园网络环境，配齐必要的网络交换和安全等设备，以实现信息系统高速、稳定、安全的互联互通，为“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”提供有力支撑。文章阐述了安徽省无为县校园网改造工程的三种网络设计、选型方案，综合考虑经济、管理和施工等因素，探索可行性方法。
关键词：教育信息化；三通两平台；校校通；校园网；网络设计
校园网络是指在学校范围内，以现代网络技术和计算机技术为基础，为学校教学、管理与服务等教育活动提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络系统，一般包含网络接入设备、网络交换设备、网络安全设备、服务器（或虚拟服务器）、综合布线系统等硬件设施和一定的应用软件资源等。根据《无为县教育信息化中长期发展规划（2013—2020年）》要求，无为县从2015年开始实施校园网改造工程，对全县146所完小以上学校校园网进行改造，全面提升接入带宽和改善校园网络环境。为确保科学、合理施工，根据学校的实际情况和需求，综合考虑经济投入和方便管理等因素，本人设计了两种网络设计方案，供项目学校参考。
一、重要意义
“三通两平台”是国家教育信息化建设的重点任务和工程。其中，“校校通”是基础教育信息化的核心部分，是实现“班班通”和“人人通”的重要前提，是建设和运营“管理平台”和“资源平台”的主要依据，是解决教育信息化“最后一公里”的关键因素。《安徽省基础教育信息化建设工程实施方案》提出，校园信息化是教育信息化的核心和关键环节，各地应结合办学规模及教学实际需要，以县域为单位，统筹安排各学校的网络宽带，并实行动态调整机制，满足教育教学需要。为确保教育信息化网路畅通，无为县加快推进校园网络建设，做好升级改造，配齐必要的网络交换和安全等设备，提升宽带速率，逐步实现校园内网络通过有线或者无线方式覆盖所有教室、办公室等教学场所，实现信息系统高速、稳定、安全的互联互通，为“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”提供有力支撑，保障教育大数据交换和获取优质教育资源的需求。
二、改造内容
无为县校园网改造工程主要涉及外网接入系统、机房设备系统和综合布线系统三大部分。根据学校的实际情况，对已有的设备设施进行合理升级，确保校园内网络畅通，信息点接入到每个教学场。
（1）外网接入系统。据统计，无为县146所改造学校中，選择中国电信运营商的有88所，中国移动运营商的有51所，中国联通运营商的有7所。改造前，外网主要通过ADSL拨号接入，改造后，全面升级为商用光纤接入，上下行带宽对等。
（2）机房设备系统。要求学校配置相对独立的机房或者设备间，主要放置服务器、交换机、防火墙、UPS等网络设备。要做好防雷接地和安全用电，注意防潮和防尘，配有灭火器等设备。
（3）综合布线系统。按照综合布线的标准进行施工，布线时要注意美观，网线需穿PVC管，沿着墙角、天花板等建筑物的边角走线；明装布线时，必须有线槽保护；楼宇间的网络设备采用光纤连接。网线要远离大辐射源和大的干扰源等。
三、组网方案
根据校园规模和信息点数量不同，本人将学校网络规划为两类：信息点大于100个的称为一类网络；信息点大于40个而小于100个的称二类网络。针对两种网络的不同特点和学校实际需求，提出以下组网方案：
1.一类网络
一类网络的学校规模较大，一般具有教学楼、综合楼和宿舍楼等多幢建筑物，如无为县滨湖小学，学校超过5层的单体建筑有5幢，对校园网规划要求较高。针对该类学校，建议采用三层交换机配置路由设置，实现双网络按需访问。学校根据使用规模和用途划分多个VLAN组，实现教师办公室和各功能教室等逻辑隔离；内部网络采取千兆到桌面、防火墙等设备根据学校实际需求进行选择。网络拓扑图如图1。
2.二类网络
二类网络学校一般是乡镇初中和中心小学，学生数和教师数都较多，对校园网规划有一定的要求。针对该类学校，建议安装高性能双WAN口路由器实现双网络访问，通过核心路由器将办公网络、班班通网络以及计算机教室划分为3个不同的VLAN组，实现逻辑隔离。网络拓扑图如图2。
四、设备选型
1.一类网络
建议核心网络以三层交换机实现组网，下层网络接入设备选择全千兆电口交换机，接入连接线选择超五类以上。
（1）三层交换机。以可以实现三层协议，并且下联口全部支持千兆电口为标准。建议品牌：华为s3系列以上，迈普4系列以上，烽火s5以上交换机。
（2）千兆电口交换机。建有服务器的学校安装二层千兆电口交换机，其余学校安装普通全千兆电口交换机。建议品牌：烽火S4800以上系列二层交换机，tp sg1000以上系列全千兆单层交换机。
2.二类网络
建议核心网络以企业级高性能双WAN口路由器实现组网，下层网络接入设备选择全千兆电口交换机，接入连接线选择超五类以上。
（1）核心路由器。可实现双WAN口接入，路由器具有路由管理和简单的VLAN划分功能，下联口支持千兆电口。建议品牌：tp R478G+以上级路由器和磊科NR级以上路由器。磊科路由器在网络管控上能力较强，tp路由器在实现多路由访问时，mac转发及处理能力较强。
（2）千兆电口交换机。建议品牌：tp sg1000以上系列全千兆单层交换机。
五、校园网络中心建设
1.一类网络
（1）为方便管理及维护，建议各校在办公楼设立独立的核心机房。主传输设备及核心网络设备均安装在该机房内，其余楼栋网络全部汇聚到核心机房。建有服务器的学校，可以按照实际需求在机房内增加ups等设备，保障服务器及三层交换机供电。 （2）对于大型学校，如无为县第三中学、无为县第四中学等学校，除了核心机房，各楼栋及办公区域可建设网络分中心，信息点线路汇聚到核心机房或分中心，避免在教室内或办公区域内任意增加其他的汇聚点，方便后期统一管理及规划。
（3）网络中心机房要求安装多媒体机柜，核心机房选择1.2M及以上型号机柜，分中心可选配1.2M以下型号机柜。
2.二类网路
（1）建议在办公楼设立独立的核心机房，主传输设备及核心网络设备均安装在该机房内，其余楼栋网络全部汇聚到核心机房。附属楼栋可以采用附挂多媒体箱形式，在过道中安装多媒体箱，实现附属楼栋的线路汇聚，避免在教室内或办公区域内任意增加其他的汇聚点，方便后期统一管理及规划。
（2）核心机房根据需要选配多媒体机柜或多媒体箱。
六、取得的成效
据统计，2016年，无为县100%的教师开通了安徽省基础教育资源平台个人空间，空间数8353个，100%的学生开通了安徽省基础教育资源平台个人空间，空间数93431个；2017年度，无为县有150所学校加入芜湖市智慧教育平台，共计4953名教师通过该平台進行常态化电子备课和开展在线网络教研活动；一线教师的信息化素养明显提升，一大批学科教师在芜湖市教育信息化各项竞赛、评比中取得好成绩。
七、结束语
无为县的校园网改造工程由教育局统一组织实施，制订出台《无为县校园网改造工程实施方案》和《无为县校园网改造工程设计方案》；学校自主选择网络运营商并签订三年合同；三大运营商勘查现场并编制一校一案，利用暑假期间集中组织施工。工程的特点不是重复建设和更新换代，而是对原有设备、设施的升级和改造，极大地节省了现有资源，取得了明显的成效。下一阶段，无为县将在有线网络全覆盖的基础上，全面推进教育云和无线网络建设，为创建无所不在的学习环境而努力。
参考文献：
[1]师雪霖，赵 英，马晓艳.网络规划与设计[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2]董宝青，胡渭琦，李琦.WiMAX Mesh网络中位置管理面临的新挑战[J].计算机工程与应用，2008（6）.
[3]屈在宏，章 淼，徐明伟，等.基于XML的互联网网络管理研究综述[J].小型微型计算机系统，2008（2）.
[4]李 晗，吴 博，向采兰.IP核网络管理系统的安全机制[J].计算机应用与软件，2008（2）.
[5]王 军，徐 晖.校园网网络性能管理系统的设计[J].长江大学学报（自科版），2007（4）.
[6]秦 华，张书杰.校园网可信运行架构设计与实现[J].计算机工程，2008（8）.
关键词：教育信息化；三通两平台；校校通；校园网；网络设计
校园网络是指在学校范围内，以现代网络技术和计算机技术为基础，为学校教学、管理与服务等教育活动提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络系统，一般包含网络接入设备、网络交换设备、网络安全设备、服务器（或虚拟服务器）、综合布线系统等硬件设施和一定的应用软件资源等。根据《无为县教育信息化中长期发展规划（2013—2020年）》要求，无为县从2015年开始实施校园网改造工程，对全县146所完小以上学校校园网进行改造，全面提升接入带宽和改善校园网络环境。为确保科学、合理施工，根据学校的实际情况和需求，综合考虑经济投入和方便管理等因素，本人设计了两种网络设计方案，供项目学校参考。
一、重要意义
“三通两平台”是国家教育信息化建设的重点任务和工程。其中，“校校通”是基础教育信息化的核心部分，是实现“班班通”和“人人通”的重要前提，是建设和运营“管理平台”和“资源平台”的主要依据，是解决教育信息化“最后一公里”的关键因素。《安徽省基础教育信息化建设工程实施方案》提出，校园信息化是教育信息化的核心和关键环节，各地应结合办学规模及教学实际需要，以县域为单位，统筹安排各学校的网络宽带，并实行动态调整机制，满足教育教学需要。为确保教育信息化网路畅通，无为县加快推进校园网络建设，做好升级改造，配齐必要的网络交换和安全等设备，提升宽带速率，逐步实现校园内网络通过有线或者无线方式覆盖所有教室、办公室等教学场所，实现信息系统高速、稳定、安全的互联互通，为“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”提供有力支撑，保障教育大数据交换和获取优质教育资源的需求。
二、改造内容
无为县校园网改造工程主要涉及外网接入系统、机房设备系统和综合布线系统三大部分。根据学校的实际情况，对已有的设备设施进行合理升级，确保校园内网络畅通，信息点接入到每个教学场。
（1）外网接入系统。据统计，无为县146所改造学校中，選择中国电信运营商的有88所，中国移动运营商的有51所，中国联通运营商的有7所。改造前，外网主要通过ADSL拨号接入，改造后，全面升级为商用光纤接入，上下行带宽对等。
（2）机房设备系统。要求学校配置相对独立的机房或者设备间，主要放置服务器、交换机、防火墙、UPS等网络设备。要做好防雷接地和安全用电，注意防潮和防尘，配有灭火器等设备。
（3）综合布线系统。按照综合布线的标准进行施工，布线时要注意美观，网线需穿PVC管，沿着墙角、天花板等建筑物的边角走线；明装布线时，必须有线槽保护；楼宇间的网络设备采用光纤连接。网线要远离大辐射源和大的干扰源等。
三、组网方案
根据校园规模和信息点数量不同，本人将学校网络规划为两类：信息点大于100个的称为一类网络；信息点大于40个而小于100个的称二类网络。针对两种网络的不同特点和学校实际需求，提出以下组网方案：
1.一类网络
一类网络的学校规模较大，一般具有教学楼、综合楼和宿舍楼等多幢建筑物，如无为县滨湖小学，学校超过5层的单体建筑有5幢，对校园网规划要求较高。针对该类学校，建议采用三层交换机配置路由设置，实现双网络按需访问。学校根据使用规模和用途划分多个VLAN组，实现教师办公室和各功能教室等逻辑隔离；内部网络采取千兆到桌面、防火墙等设备根据学校实际需求进行选择。网络拓扑图如图1。
2.二类网络
二类网络学校一般是乡镇初中和中心小学，学生数和教师数都较多，对校园网规划有一定的要求。针对该类学校，建议安装高性能双WAN口路由器实现双网络访问，通过核心路由器将办公网络、班班通网络以及计算机教室划分为3个不同的VLAN组，实现逻辑隔离。网络拓扑图如图2。
四、设备选型
1.一类网络
建议核心网络以三层交换机实现组网，下层网络接入设备选择全千兆电口交换机，接入连接线选择超五类以上。
（1）三层交换机。以可以实现三层协议，并且下联口全部支持千兆电口为标准。建议品牌：华为s3系列以上，迈普4系列以上，烽火s5以上交换机。
（2）千兆电口交换机。建有服务器的学校安装二层千兆电口交换机，其余学校安装普通全千兆电口交换机。建议品牌：烽火S4800以上系列二层交换机，tp sg1000以上系列全千兆单层交换机。
2.二类网络
建议核心网络以企业级高性能双WAN口路由器实现组网，下层网络接入设备选择全千兆电口交换机，接入连接线选择超五类以上。
（1）核心路由器。可实现双WAN口接入，路由器具有路由管理和简单的VLAN划分功能，下联口支持千兆电口。建议品牌：tp R478G+以上级路由器和磊科NR级以上路由器。磊科路由器在网络管控上能力较强，tp路由器在实现多路由访问时，mac转发及处理能力较强。
（2）千兆电口交换机。建议品牌：tp sg1000以上系列全千兆单层交换机。
五、校园网络中心建设
1.一类网络
（1）为方便管理及维护，建议各校在办公楼设立独立的核心机房。主传输设备及核心网络设备均安装在该机房内，其余楼栋网络全部汇聚到核心机房。建有服务器的学校，可以按照实际需求在机房内增加ups等设备，保障服务器及三层交换机供电。 （2）对于大型学校，如无为县第三中学、无为县第四中学等学校，除了核心机房，各楼栋及办公区域可建设网络分中心，信息点线路汇聚到核心机房或分中心，避免在教室内或办公区域内任意增加其他的汇聚点，方便后期统一管理及规划。
（3）网络中心机房要求安装多媒体机柜，核心机房选择1.2M及以上型号机柜，分中心可选配1.2M以下型号机柜。
2.二类网路
（1）建议在办公楼设立独立的核心机房，主传输设备及核心网络设备均安装在该机房内，其余楼栋网络全部汇聚到核心机房。附属楼栋可以采用附挂多媒体箱形式，在过道中安装多媒体箱，实现附属楼栋的线路汇聚，避免在教室内或办公区域内任意增加其他的汇聚点，方便后期统一管理及规划。
（2）核心机房根据需要选配多媒体机柜或多媒体箱。
六、取得的成效
据统计，2016年，无为县100%的教师开通了安徽省基础教育资源平台个人空间，空间数8353个，100%的学生开通了安徽省基础教育资源平台个人空间，空间数93431个；2017年度，无为县有150所学校加入芜湖市智慧教育平台，共计4953名教师通过该平台進行常态化电子备课和开展在线网络教研活动；一线教师的信息化素养明显提升，一大批学科教师在芜湖市教育信息化各项竞赛、评比中取得好成绩。
七、结束语
无为县的校园网改造工程由教育局统一组织实施，制订出台《无为县校园网改造工程实施方案》和《无为县校园网改造工程设计方案》；学校自主选择网络运营商并签订三年合同；三大运营商勘查现场并编制一校一案，利用暑假期间集中组织施工。工程的特点不是重复建设和更新换代，而是对原有设备、设施的升级和改造，极大地节省了现有资源，取得了明显的成效。下一阶段，无为县将在有线网络全覆盖的基础上，全面推进教育云和无线网络建设，为创建无所不在的学习环境而努力。
参考文献：
[1]师雪霖，赵 英，马晓艳.网络规划与设计[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2]董宝青，胡渭琦，李琦.WiMAX Mesh网络中位置管理面临的新挑战[J].计算机工程与应用，2008（6）.
[3]屈在宏，章 淼，徐明伟，等.基于XML的互联网网络管理研究综述[J].小型微型计算机系统，2008（2）.
[4]李 晗，吴 博，向采兰.IP核网络管理系统的安全机制[J].计算机应用与软件，2008（2）.
[5]王 军，徐 晖.校园网网络性能管理系统的设计[J].长江大学学报（自科版），2007（4）.
[6]秦 华，张书杰.校园网可信运行架构设计与实现[J].计算机工程，2008（8）.