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校園網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)
校園網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)
摘 要 本文著重論述了校園網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中確立建設(shè)校園網(wǎng)的目標(biāo)，校園網(wǎng)的技術(shù)方案設(shè)計(jì)，信息資源建設(shè)，應(yīng)用軟件的開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)管理與安全五個(gè)關(guān)鍵問題。
關(guān)鍵詞 校園網(wǎng)，設(shè)計(jì)，建設(shè)，開發(fā)，管理，安全
近年來，校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)在中學(xué)掀起一股熱潮，許多中學(xué)都建起了自己的校園網(wǎng)，形成了一個(gè)覆蓋全國的計(jì)算機(jī)網(wǎng)并通過專線與Internet連通。這一方面加強(qiáng)了學(xué)校與國內(nèi)外的聯(lián)系，有利于及時(shí)了解國內(nèi)的信息，有助于提高學(xué)校的科研教學(xué)水平；另一方面，校園網(wǎng)的建立及以其為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)的開發(fā)，也有利于各學(xué)校管理水平的提高。建設(shè)校園網(wǎng)對每個(gè)學(xué)校來說都不是一件容易的事情，校園網(wǎng)不只是涉及技術(shù)方面，而是包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、應(yīng)用平臺、信息資源、專業(yè)應(yīng)用、人員素質(zhì)等眾多成份的綜合化、信息化教學(xué)管理環(huán)境系統(tǒng)。應(yīng)此每個(gè)校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)都要經(jīng)過周密的論證、謹(jǐn)慎的決策和緊張的施工。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究，作者認(rèn)為，在設(shè)計(jì)與建設(shè)校園網(wǎng)的過程中，要把握以下五個(gè)關(guān)鍵問題：
1.確立建設(shè)校園網(wǎng)的目標(biāo)
確立校園網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)，不僅要考慮技術(shù)方面，更要考慮環(huán)境、應(yīng)用和管理等，必須與學(xué)校各方面改革、建設(shè)相結(jié)合，與學(xué)校長遠(yuǎn)發(fā)展相結(jié)合，科學(xué)論證和決策。根據(jù)這樣的使用要求：建設(shè)一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、擴(kuò)展性強(qiáng)、能覆蓋全校主要樓宇的校園主干網(wǎng)絡(luò)，將學(xué)校的各種PC機(jī)、工作站、終端設(shè)備和局域網(wǎng)連接起來，并與有關(guān)廣域相連，形成結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)外溝通的校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上建立的校園網(wǎng)應(yīng)具備以下三點(diǎn)應(yīng)用目標(biāo)：首先，學(xué)校的目的是通過教學(xué)過程來培養(yǎng)人才，因此對教學(xué)過程提供直接支持應(yīng)是校園的基本功能。其次，校園網(wǎng)必須能夠支持學(xué)校的日常辦公和管理。再次，與Interent的聯(lián)接也是校園網(wǎng)的基本功能之一。聯(lián)接Interent可以使學(xué)校把目光投向更廣闊的社會空間。大大擴(kuò)展師生獲取知識的途徑，還可以增強(qiáng)校內(nèi)外的溝通以及自由地發(fā)布教育消息。
2.校園網(wǎng)的技術(shù)方案設(shè)計(jì)
校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、比較成熟的技術(shù)，兼顧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向，選擇結(jié)構(gòu)化、可擴(kuò)充、多用途的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，保證網(wǎng)絡(luò)在較長時(shí)間內(nèi)不落后。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)構(gòu)合理，在通信網(wǎng)絡(luò)、資源配置、系統(tǒng)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理上有良好的分層設(shè)計(jì)，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，便于使用、管理和維護(hù)。另外網(wǎng)絡(luò)應(yīng)堅(jiān)持高效實(shí)用的原則，著眼于教學(xué)、科研、管理的實(shí)際需要，用有限的資金優(yōu)先解決工作急需的問題。校園網(wǎng)的技術(shù)方案設(shè)計(jì)分以下5步：
（1）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的選擇 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，它為網(wǎng)絡(luò)軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)存取控制和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)。因此網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的選擇是實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)的核心環(huán)節(jié)。在充分了解各種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、性能、價(jià)格的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際應(yīng)用，考慮學(xué)校能夠投入的資金及現(xiàn)有的設(shè)備、局域網(wǎng)和其它資源情況，進(jìn)行綜合分析，確定符合自己需要、有利于開發(fā)利用、有利于發(fā)展擴(kuò)充、性能價(jià)格比高的網(wǎng)絡(luò)方案。
現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有FDDI、千兆以太交換網(wǎng)、ATM等可供選擇。目前，F(xiàn)DDI在100Mbps傳輸技術(shù)上最成熟，但其基于帶寬共享的傳輸技術(shù)從本質(zhì)上限制了大量多媒體通訊同時(shí)進(jìn)行的可能性，且支持?jǐn)?shù)字化語音、圖像的新一代FDDI標(biāo)準(zhǔn)遲遲未能發(fā)展出來，F(xiàn)DDI正在被ATM和千兆位以太網(wǎng)技術(shù)迅速取代。作為一種全新的技術(shù)，千兆以太網(wǎng)是快速以太網(wǎng)的延續(xù)，是性價(jià)比很高的一種主干網(wǎng)技術(shù)，但由于千兆以太網(wǎng)所涉及的標(biāo)準(zhǔn)還沒有全部確定，各廠家間的兼容性也有待測試，使其不能提供嚴(yán)格服務(wù)質(zhì)量保證。在對傳送視頻應(yīng)用等響應(yīng)時(shí)間不可預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)中，千兆以太網(wǎng)將不是最佳選擇。ATM技術(shù)的出現(xiàn)比千兆以太網(wǎng)早了三年多，而且目前的ATM網(wǎng)絡(luò)市場相當(dāng)繁榮，ATM能提供較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)質(zhì)量控制，具有適合于語音、視頻、數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。考慮到多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代學(xué)校教學(xué)中大量多媒體課件的開發(fā)應(yīng)用，目前一種能滿足網(wǎng)上大量多媒體信息傳遞的需要，比較先進(jìn)和穩(wěn)定的方案是采用ATM作主干，局域網(wǎng)和用戶端仍采用以太交換網(wǎng)的方案。
（2）確定合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
當(dāng)計(jì)算機(jī)臺數(shù)較多或可靠性要求高時(shí)，優(yōu)先考慮采用星型或樹型連接；對于少數(shù)幾臺距離較遠(yuǎn)或可靠性要求不高，共享任務(wù)不繁重，可考慮用一根電纜進(jìn)行總線型連接。實(shí)際的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常為以上兩種方式的綜合。
（3）設(shè)備的選擇與布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，首先要符合CERNet、Internet等國內(nèi)、國際聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；其實(shí)要能支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有良好的可靠性、可擴(kuò)充性和可管理性；第三，價(jià)格在預(yù)算范圍內(nèi)，有良好的性能價(jià)格比；第四，應(yīng)選擇信譽(yù)高的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品公司的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，其國內(nèi)外有成功的使用經(jīng)驗(yàn)，有良好的售后服務(wù)。
組成校園網(wǎng)的硬件有以下四類：一是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；二是網(wǎng)絡(luò)工作站、三是網(wǎng)絡(luò)適配器，又稱為網(wǎng)卡；四是連接線，學(xué)名"傳輸介質(zhì)"，主要是電纜或雙絞線，還有不常用的光纖。 出于硬件上的專門考慮，有條件最好購置專門的文件服務(wù)器。因?yàn)榉⻊?wù)器的硬盤存速度對網(wǎng)絡(luò)的影響很大，所以專用的服務(wù)器就對數(shù)據(jù)存儲、速度、可靠性都有考慮，諸如硬盤鏡像、雙工等容錯(cuò)技術(shù)一般都會得到應(yīng)用。不過一般的小型校園網(wǎng)，采用PII級的微機(jī)，配備一個(gè)或數(shù)個(gè)的大容量硬盤和一個(gè)32位的網(wǎng)卡也可以滿足要求。
網(wǎng)卡雖然有16位和32位之分，但一個(gè)網(wǎng)絡(luò)無論用16 位或32位網(wǎng)卡，最好均用同一品牌，以保證良好的兼容性。一般而言，市場上兼容產(chǎn)品的質(zhì)量還可以，對小型校園網(wǎng)的影響不明顯。目前購買網(wǎng)卡應(yīng)購買即插即用型網(wǎng)卡。
常用的傳輸介質(zhì)分為同軸電纜和雙絞線兩種。同軸電纜又分為粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜。粗同軸電纜主要用于基干線（Back-bone）的建設(shè)。細(xì)同軸電纜使用BNC接口，主要用于計(jì)算機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)連接，但因接頭易松，可靠性差，將會逐漸被雙絞線取代。雙絞線又分屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽又絞線（UTP或電話線）。目前常用的UTP雙絞線分五類和三類兩種規(guī)格，一般小型局域網(wǎng)（10M）用三類�？煽啃�，速度要求高的大局域網(wǎng)（100M網(wǎng)）用五類，使用RJ－45接口。聯(lián)網(wǎng)最好優(yōu)先考慮采用雙絞線連接各種設(shè)備，因其可靠性較好，價(jià)錢也便宜。網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型進(jìn)行布線設(shè)計(jì)：第一，應(yīng)符合國際開放式布線標(biāo)準(zhǔn)，并與學(xué)�，F(xiàn)有樓宇改造布線特點(diǎn)相結(jié)合；第二，應(yīng)選擇國際上可靠的PDS設(shè)備生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品；第三，網(wǎng)絡(luò)整體布線結(jié)構(gòu)合理，有足夠的冗余，便于以后的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，并有可靠的質(zhì)量保證。
（4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的選擇
目前，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有三大陣營：Unix 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有較長歷史，良好的網(wǎng)管功能，豐富的應(yīng)用軟件支持。Microsoft網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有代表性的是Windows NT，它是32位多任務(wù)處理的操作系統(tǒng)。Novell網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是占世界局域網(wǎng)主流的操作系統(tǒng)。對有服務(wù)器的局域網(wǎng)來說，新建網(wǎng)優(yōu)先選用NT，"老"網(wǎng)改造采用Netware 4.10或5.0較為合適。在小型的對等網(wǎng)環(huán)境中，若只想共享文件和資源，要求成本低、維護(hù)簡單且對安全性要求不高時(shí)，用WIN95／98很合適。
（5）系統(tǒng)集成商的選擇
與技術(shù)和設(shè)備選型相適應(yīng)的一項(xiàng)重要工作是系統(tǒng)集成商的選擇。系統(tǒng)集成商應(yīng)有雄礙的技術(shù)力量；有豐富的網(wǎng)絡(luò)集成實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，有較多承攬大型網(wǎng)絡(luò)工程的成功范例；在業(yè)界有較高的商業(yè)信譽(yù)和售后服務(wù)質(zhì)量；地理位置盡量靠近，具有快速的響應(yīng)和解決問題的能力；能提供全面系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)。
3、信息資源建設(shè)
校園網(wǎng)信息資源建設(shè)，是以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，依據(jù)教學(xué)、科研和管理工作的具體需要，對信息資源進(jìn)行合理的規(guī)劃，有效地組織管理和開發(fā)，提供學(xué)校Internet信息服務(wù)。校園網(wǎng)信息資源建設(shè)包括以下3個(gè)方面：
（1）教學(xué)信息資源建設(shè)
建立專業(yè)信息庫，為專業(yè)教學(xué)和研究提供信息服務(wù)，根據(jù)各學(xué)校具體專業(yè)情況建設(shè)多媒體教學(xué)信息庫，以滿足學(xué)校多媒體教學(xué)需求為主要目的，建立多媒體素材庫、多媒體課件庫等大型數(shù)據(jù)庫，并建立相應(yīng)的多媒體課件和CAI專用Server，提供多媒體信息服務(wù)，為教學(xué)改革提供最有效的輔助手段。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸多媒體信息，在課堂上實(shí)現(xiàn)多媒體信息檢索和課件運(yùn)用；通過CAI課件調(diào)用，為教師備課、研究和學(xué)生自學(xué)提供有效的手段；通過E－mail進(jìn)行教學(xué)雙方課后信息交流等。為科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究提供數(shù)據(jù)傳輸和處理的有效手段，在網(wǎng)上建立計(jì)算中心，設(shè)立數(shù)據(jù)計(jì)算、CAD、模型設(shè)計(jì)等專用工作站、服務(wù)器，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和快速傳遞，輔助科學(xué)研究。開辟網(wǎng)上學(xué)術(shù)交流渠道，推進(jìn)學(xué)術(shù)和教學(xué)研究，利用BBS、Netnews設(shè)立學(xué)術(shù)討論欄目，專業(yè)人員可在相應(yīng)欄目中發(fā)表學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，報(bào)告研究進(jìn)展和成果，進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。
（2）管理信息資源建設(shè)
校園網(wǎng)是為學(xué)校各部門服務(wù)的，學(xué)校內(nèi)的信息就顯得特別重要。按學(xué)校部門職能來組織，應(yīng)包括以下信息： ·辦公信息：提供學(xué)校校史發(fā)展、規(guī)劃以及校內(nèi)新聞等內(nèi)容。 ·人事信息：提供全校職工的個(gè)人信息以及查詢?nèi)Ｂ毠と藬?shù)、男女比例、年齡結(jié)構(gòu)、職務(wù)、職稱結(jié)構(gòu)等。 ·服務(wù)信息：提供學(xué)校財(cái)務(wù)狀況、工資發(fā)放等，這需要有相應(yīng)權(quán)限才可以看到。 ·編輯部：發(fā)布�？⑿�(bào)的目錄及各個(gè)部門稿件統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 ·圖書信息：提供全校圖書、書目、圖書流向等。 ·學(xué)生信息：提供全校學(xué)生的基本狀況。 ·教務(wù)信息：提供全校的教學(xué)計(jì)劃、教室分配、課程安排、試卷庫管理等。 ·科研信息：提供學(xué)校的科研狀況及查詢鑒定的科研成果和發(fā)表的論文。 ·設(shè)備信息：提供全校的設(shè)備信息。 ·各教研組信息：提供本教研組的教學(xué)計(jì)劃、教室安排、課程安排、教師安排、實(shí)驗(yàn)安排等。各部門提供并維護(hù)自己的信息，對他人的信息只能查詢。
（3）外部信息資源建設(shè)
采用多種方式與CERNet、中國教育資源信息網(wǎng)和Internet等廣域網(wǎng)連通，方便用戶訪問。發(fā)揮各學(xué)校專業(yè)教學(xué)和科研的優(yōu)勢，在開發(fā)內(nèi)部信息資源的同時(shí)，積極籌劃對外服務(wù)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)。
4、應(yīng)用軟件的開發(fā)
為發(fā)充分發(fā)揮校園網(wǎng)的作用，各校應(yīng)根據(jù)自身的條件及需求直接購買或自主開發(fā)或出資聘請專業(yè)人員，專業(yè)公司共同開發(fā)適合自身需求及特點(diǎn)的一些應(yīng)用軟件，如網(wǎng)絡(luò)辦公軟件，財(cái)務(wù)軟件，圖書管理系統(tǒng)，教學(xué)管理系統(tǒng)軟件，網(wǎng)絡(luò)綜合信息服務(wù)平臺，基于PC的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件產(chǎn)品等。
5、網(wǎng)絡(luò)管理與安全
網(wǎng)絡(luò)安全是任何計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必須解決的重要問題，校園網(wǎng)建設(shè)應(yīng)把網(wǎng)絡(luò)管理與安全放在突出地位。
（1）建立網(wǎng)絡(luò)信息管理機(jī)構(gòu)
成立網(wǎng)絡(luò)信息管理的三級管理體系：學(xué)校信息管理委員會，即網(wǎng)絡(luò)信息管理的最高領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)信息管理政策、法規(guī)及發(fā)展規(guī)劃的制定和宏觀協(xié)調(diào)；網(wǎng)絡(luò)信息管理中心，即網(wǎng)絡(luò)信息管理的職能機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)管理工作的具體組織實(shí)施、技術(shù)培訓(xùn)和應(yīng)用開發(fā)的指導(dǎo)、協(xié)調(diào)；網(wǎng)絡(luò)管理員，即各辦公室和教研組網(wǎng)絡(luò)信息管理者，負(fù)責(zé)本單位局域網(wǎng)及其信息開發(fā)的協(xié)調(diào)。
（2）制定網(wǎng)絡(luò)信息管理制度和規(guī)范
制定網(wǎng)絡(luò)信息管理工作制度和規(guī)范，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和開發(fā)應(yīng)用 有章可循，有法可依。內(nèi)容包括四類：網(wǎng)絡(luò)信息管理機(jī)構(gòu)和人員職責(zé)；網(wǎng)絡(luò)信息管理工作制度，包括值班制度、匯報(bào)制度、登記統(tǒng)計(jì)制度、培訓(xùn)制度等；信息標(biāo)準(zhǔn)和信息工作規(guī)范；網(wǎng)站開設(shè)、維護(hù)和用戶上網(wǎng)規(guī)程等。
（3）正確實(shí)施網(wǎng)絡(luò)信息管理
包括設(shè)備管理、技術(shù)管理、計(jì)費(fèi)管理、信息管理和使用管理。
（4）采取配套的網(wǎng)絡(luò)信息安全措施
包括防火墻設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)防殺病毒、數(shù)據(jù)加密和信息工作保密制度等。
（5）人員培訓(xùn)
這包括網(wǎng)絡(luò)管理人員、維護(hù)人員及普通用戶的培訓(xùn)，這對于以后正確地使用網(wǎng)絡(luò)、管理好網(wǎng)絡(luò)非常重要。
只注重有形的網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)而忽略了無形的文化的建設(shè)是校園網(wǎng)失敗的最關(guān)鍵的原因。這里所指"無形的文化"是指人們的觀念、工作方式、利益結(jié)構(gòu)、學(xué)校的管理運(yùn)作模式等看不見、摸不著的東西。從某種意義上講，校園網(wǎng)的建設(shè)絕不僅僅只是涉及到技術(shù)問題，而是會引起更深層次的變革，也就是說信息技術(shù)所帶來的一場變革會徹底改變我們的生活方式和工作方式，對一這一點(diǎn)對我們應(yīng)用清醒的認(rèn)識。
參考文獻(xiàn)
〔1〕伍培．局域網(wǎng)實(shí)戰(zhàn)作答．計(jì)算機(jī)應(yīng)用文摘，1999．第四期。 〔2〕崔亞峰，劉邦奇．校園網(wǎng)建設(shè)綱要．計(jì)算機(jī)世界日報(bào)，1999.6.21 〔3〕（美）Andrew S. Tsanenbaum著．熊桂喜、王小虎等譯．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第三版）．清華大學(xué)出版社，1998
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