試論校園網絡建設與應用

1 引言

隨著各單位計算機和局域網絡應用的不斷深入,特別是各種計算機應用系統被相繼應用在實際工作中,各單位之間、各單位和外界媒體之間的相互交換和共享的要求日益增加,特別是近幾年來,計算機網絡以計算機應用為主流,同時高校的教學、管理等急需網絡化、信息化,因此我校建立起了大規模的校園網絡環境以適應現時以及將來的需要。由于高校作為培養未來信息化、綜合型人才的基地,對網絡新技術、新功能也有更高的要求。這些變化主要體現在以下幾個方面:

1) 要求更高的網絡帶寬、更強大的服務器處理能力、更快的網絡速度。

2) 要求在安全防范、人員管理、場地管理等行政事務的管理上更有效率。

3) 學員層次較多,要求聯系手段和信息發布手段的多樣化。

4) 更多的工作站點使結構化布線系統較為龐大,易管理性、標識清晰的布線系統將大大減輕工作人員的勞動強度。

2 我校校園網絡的建設

我校校園網建設的總體目標是建設一個滿足數字、語音、圖形、圖象等多媒體信息以及綜合科研信息傳輸和處理需要的綜合數字網,并能符合多種網絡協議,體系結構符合國際標準或事實上的國際工業標準(如TCP/IP),同時能兼容已有的網絡環境。

由于網絡的應用日益增長,用戶數量的劇增,百兆骨干網已不足以滿足當前和將來的應用發展,因此我校校園網絡采用交換式千兆以太網骨干網絡平臺,它能提供10倍于快速以太網的性能,充分保護在現有網絡基礎設施上的投資。千兆位以太網相對于原有的快速以太網、FDDI、ATM等主干網解決方案,提供了另一條改善交換機與交換機之間骨干連接和交換機與服務器之間連接的可靠、經濟的途徑。網絡設計人員將能夠建立有效使用高速、任務關鍵的應用程序和文件備份的高速基礎設施。網絡管理人員將為用戶提供對Internet、Intranet、城域網與廣域網的更快速的訪問。通過在整個校園網絡中的三層交換技術及VLAN,實現教學區、辦公區、宿舍區的相對隔離,便于網絡的整體管理規劃。

3 網絡建設的幾個原則

3.1 網絡系統的高性能

網絡系統設計中的設備高可靠性要求和系統高可用性要求:核心交換機所有關鍵部件可以實現冗余工作,可以在線更換(插拔),故障的恢復時間在秒級間隔內完成。多級容錯設計基于單個設備高可靠性的基礎之上進一步提高系統的可用性。

不管是校園網還是城域網、廣域網,其上的信息應用正以前所未有的速度發展,新的多媒體應用及新的數據應用對帶寬提出了更高的要求。以企業普遍采用的Intranet網絡模式來說,其WWW服務器,FTP服務器,Lotus Notes群體應用服務器,Novell Server等服務器群支撐著整個企業的信息服務環境。企業各部門用戶客戶端應用軟件,通過網絡訪問中心服務器,請求應用,查詢數據庫。網絡的負載流量主要從邊緣設備到和核心的數據交換,隨著企業業務的發展,網絡規模的擴展,以及應用的信息交換量增加,使得企業網絡通常首先在核心發生通訊瓶頸現象。改善企業園區局域網的網絡數據交換性能,往往是首先擴充核心交換機的交換性能,增加邊緣設備到核心的數據通訊帶寬,以減輕整個網絡的瓶頸,使得應用軟件的性能和效率得到提高。因此在設計校園園區局域網的原則上,首先應該考慮滿足網絡規模所要求的核心設備數據交換處理能力,以及邊緣設備到核心的鏈路帶寬。

就學校應用來說,其通過先進的計算機、網絡等信息技術,實現辦公自動化,可以提高學校的管理效率和水平。支持校園應用的基礎設施是校園的園區網絡,它的工作狀況會直接影響到校園的辦公應用環境,教學、管理、開發、設計等業務環境,財務管理、部門管理等環境,信息檢索、數據庫查詢、Internet瀏覽等支持校園正常運行是必要服務設施功能。網絡的可靠性要求是保障校園應用環境正常運行的首要條件,網絡要求可靠性的同時,要求網絡具有高可用性。不僅要求設備的部件冗余,同時要求網絡的鏈路冗余,可結合物理層、鏈路層及第三層技術實現,以保證網絡可以在任何時間、任何地點提供信息訪問服務。

3.2 網絡系統的可擴展性

網絡設計的可擴展性要求包括交換機硬件的擴展能力以及網絡設施新應用的能力。核心交換機的靈活擴充性要求:核心交換機應該具有靈活的端口擴充能力,模塊擴充能力,滿足網絡規模的擴充;同時提高性能,滿足更高性能的要求。支持新應用的能力:產品具有支持新應用的技術設備,能夠方便快捷地實施新應用。

在設計網絡方案時,首先是滿足現有規模的網絡用戶的需求,同時考慮到未來業務發展、規模的擴大,設計網絡具有用戶端口靈活的擴充能力。核心設備是整個網絡的樞紐,用戶端口數的擴充,需要增加配線間邊緣工作組的設備,增加邊緣設備的同時,要求連接核心骨干設備的端口數相應增加,因此核心設備應該可以通過增加的負載插槽容量。對于交換機來說,核心交換引擎應該可以滿足最大配置下,無阻塞的進行端口數據飽交換,模塊的擴充不影響交換性能。采用分布式交換結構可以實現了交換機的并行數據交換處理,優化網絡的性能,本地交換和全局交換相結合的分布式交換實現靈活的模塊、端口擴充能力。

3.3 網絡系統的安全性

網絡系統的安全性要求可以有效的控制網絡的訪問。靈活的實施安全控制策略。網絡的安全性對網絡設計是非常重要的,合理的網絡安全控制,可以使應用環境中的信息資源得到有效的保護。在校園園區網絡中,關鍵應用服務器、核心網絡設備,只有系統管理人員才有操作、控制的權力。應用客戶端只有訪問共享資源的權限,網絡應該能夠阻止任何非法的操作。在園區網絡設備上應該可以進行基于協議、基于Mac地址、基于IP地址的包過濾控制功能。在大規模園區網絡的設計上,劃分vlan,一方面可以有效的隔離子網內的大量廣播,另一方面隔離網絡子網間的通訊,控制了資源的訪問權限,提高了網絡的安全性。在設計園區網的原則上必須強調網絡安全性控制能力,使網絡可以任意連接,又可以從第二層、第三層控制網絡的訪問。

3.4 網絡的可管理性

網絡的可管理性要求網絡中的任何設備均可以通過網絡管理平臺進行控制,網絡的設備狀態,故障報警等都可以通過網絡平臺進行控制,通過網絡管理平臺簡化管理工作,提高網絡管理的效率。

在進行網絡設計時,選擇先進的網絡管理軟件是必不可少的。網絡管理軟件應用于網絡的設備配置,網絡拓撲結構表示,網絡設備的狀態顯示,網絡設備的故障事件報警,網絡流量統計分析以及計費等。網管軟件的應用由于提高網絡管理效率,減輕網絡管理人員的負擔。網絡管理的目標是實現零管理,基于策略的管理方式,網絡管理是通過制定統一的策略,由管理策略服務器進行全局控制。基于Web的網管界面,是網管軟件的發展趨勢,靈活的操作方式簡化了管理人員的工作。在設計園區網的設備選擇上,要求網絡設備支持標準的網絡管理協議SNMP,同時支持RMON/RMON II協議,核心設備要求RAP(遠程分析端口)協議,實施充分的網絡管理能夠,在設計園區網的原則上應該要求設備的可管理性,同時先進的網管軟件可以支持網絡維護監控、配置等能夠。網絡設備采用開放技術、支持標準協議:采用標準的協議保護用戶的投資,提高設備的互操作性。網絡設計所采用的設備要求采用主流技術、開放的標準協議,具有良好的互操作性,能夠支持同一廠家之間的無縫相互連接與通訊。在設計園區網絡原則上,發揮不同廠商產品的專用先進技術同時,必須強調考察設備的技術、協議的標準性,減少設備互連的問題,網絡維護的費用,使用戶的投資得到有效的保護。

4 數字化校園的必要性

對于校園網絡建設來說,應用是目的,網絡環境是基礎,網絡教學資源是核心,而人員培訓與網絡維護是保障。校園網絡的應用主要分為四個大的部分:

4.1 學生學習的助手、學習資源的源泉

校園網是為學生學習生活服務的,是一種學習的工具。如宿舍的局域網應用系統,BBS系統等,她不但是學生與他人之間的交流工具,同時也是學習資源的提供者,有利于學生進行探索學習和協作學習。

4.2 老師教學的輔助工具、同樣是一種資源

校園網是為教師的教學和科研活動服務的。如多媒體教學系統、視頻點播課件系統、虛擬Internet教學系統的應用,可以提供教師的教學資源、輔助教師備課,參與課堂教學活動和支持教師再學習活動等。

4.3 行政部門的管理依賴

校園網是為學校教育教學、行政管理等服務的,因此對于高校的校園網絡信息管理而言,一切工作的開展都是圍繞著教學、科研進行的。如輔助學校的學生學籍管理、人事管理、財務管理、科研管理、數字圖書館等。

4.4 校對外交流的窗口

校園網是溝通學校與外面的窗口,主要體現在學校的網網絡硬件環境建設中,利用它我們既可以很直觀地從校外獲取各種信息,也可以通過學校地網站向外發布各種信息,增強與外界地交流和合作。

5 結束語

綜上所述,我們可以將校園網定義為:一種為學校學習活動、教學活動、科研活動和管理活動服務的校園內局域網絡環境,且它是建立在多媒體技術和現代網絡技術之上并與internet連接的。而數字化校園是高校校園網絡發展的必然結果。數字校園是在傳統校園的基礎上,利用先進的信息化手段和工具,將現實校園的各項資源數字化,形成的一個數字空間,使得現實校園在時間和空間上延伸開來。它是以網絡為基礎,從環境(包括設備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)、到活動(包括教、學、管理、服務、辦公等)的全部數字化。校園網絡及其應用系統構成整個校園的神經系統,完成校園的信息傳遞和服務。在數字校園里,可以通過現代化手段,方便地實現學校的教學、科研、管理、服務等活動的全部過程,從而達到提高教學質量、科研水平、管理水平的目的。