校园网设计与建设

校园网设计与建设

摘 要 本文着重论述了校园网设计与建设过程中确立建设校园网的目标，校园网的技术方案设计，信息资源建设，应用软件的开发，网络管理与安全五个关键问题。

关键词 校园网，设计，建设，开发，管理，安全

近年来，校园网络的建设在中学掀起一股热潮，许多中学都建起了自己的校园网，形成了一个覆盖全国的计算机网并通过专线与Internet连通。这一方面加强了学校与国内外的联系，有利于及时了解国内的信息，有助于提高学校的科研教学水平；另一方面，校园网的建立及以其为基础的管理信息系统的开发，也有利于各学校管理水平的提高。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情，校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化、信息化教学管理环境系统。应此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。根据实践经验和研究，作者认为，在设计与建设校园网的过程中，要把握以下五个关键问题：

1.确立建设校园网的目标

确立校园网建设的目标，不仅要考虑技术方面，更要考虑环境、应用和管理等，必须与学校各方面改革、建设相结合，与学校长远发展相结合，科学论证和决策。根据这样的使用要求：建设一个技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域相连，形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统。在此基础上建立的校园网应具备以下三点应用目标：首先，学校的目的是通过教学过程来培养人才，因此对教学过程提供直接支持应是校园的基本功能。其次，校园网必须能够支持学校的日常办公和管理。再次，与Interent的联接也是校园网的基本功能之一。联接Interent可以使学校把目光投向更广阔的社会空间。大大扩展师生获取知识的途径，还可以增强校内外的沟通以及自由地发布教育消息。

2.校园网的技术方案设计

校园网的设计应尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不落后。同时网络设计应结构合理，在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。另外网络应坚持高效实用的原则，着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。校园网的技术方案设计分以下5步： 

（1）网络体系结构的选择 网络体系结构是指计算机通讯系统的整体设计，它为网络软件、硬件及网络通讯协议、数据存取控制和拓扑结构提供标准。因此网络体系结构的选择是实现校园网建设目标的核心环节。在充分了解各种网络的特点、性能、价格的基础上，根据学校的实际应用，考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其它资源情况，进行综合分析，确定符合自己需要、有利于开发利用、有利于发展扩充、性能价格比高的网络方案。

现有的网络技术主要有FDDI、千兆以太交换网、ATM等可供选择。目前，FDDI在100Mbps传输技术上最成熟，但其基于带宽共享的传输技术从本质上限制了大量多媒体通讯同时进行的可能性，且支持数字化语音、图像的新一代FDDI标准迟迟未能发展出来，FDDI正在被ATM和千兆位以太网技术迅速取代。作为一种全新的技术，千兆以太网是快速以太网的延续，是性价比很高的一种主干网技术，但由于千兆以太网所涉及的标准还没有全部确定，各厂家间的兼容性也有待测试，使其不能提供严格服务质量保证。在对传送视频应用等响应时间不可预测的网络中，千兆以太网将不是最佳选择。ATM技术的出现比千兆以太网早了三年多，而且目前的ATM网络市场相当繁荣，ATM能提供较高的网络带宽和服务质量控制，具有适合于语音、视频、数据传输的特点。考虑到多媒体技术的迅速发展和现代学校教学中大量多媒体课件的开发应用，目前一种能满足网上大量多媒体信息传递的需要，比较先进和稳定的方案是采用ATM作主干，局域网和用户端仍采用以太交换网的方案。

（2）确定合适的网络拓扑结构

当计算机台数较多或可靠性要求高时，优先考虑采用星型或树型连接；对于少数几台距离较远或可靠性要求不高，共享任务不繁重，可考虑用一根电缆进行总线型连接。实际的拓扑结构常为以上两种方式的综合。

（3）设备的选择与布线系统的设计

选择网络设备，首先要符合CERNet、Internet等国内、国际联网标准；其实要能支持多种网络协议，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用网络协议，具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性；第三，价格在预算范围内，有良好的性能价格比；第四，应选择信誉高的网络产品公司的优质产品，其国内外有成功的使用经验，有良好的售后服务。

组成校园网的硬件有以下四类：一是网络服务器；二是网络工作站、三是网络适配器，又称为网卡；四是连接线，学名"传输介质"，主要是电缆或双绞线，还有不常用的光纤。 出于硬件上的专门考虑，有条件最好购置专门的文件服务器。因为服务器的硬盘存速度对网络的影响很大，所以专用的服务器就对数据存储、速度、可靠性都有考虑，诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型校园网，采用PII级的微机，配备一个或数个的大容量硬盘和一个32位的网卡也可以满足要求。

网卡虽然有16位和32位之分，但一个网络无论用16 位或32位网卡，最好均用同一品牌，以保证良好的兼容性。一般而言，市场上兼容产品的质量还可以，对小型校园网的影响不明显。目前购买网卡应购买即插即用型网卡。

常用的传输介质分为同轴电缆和双绞线两种。同轴电缆又分为粗同轴电缆和细同轴电缆。粗同轴电缆主要用于基干线（Back-bone）的建设。细同轴电缆使用BNC接口，主要用于计算机间的网络连接，但因接头易松，可靠性差，将会逐渐被双绞线取代。双绞线又分屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽又绞线（UTP或电话线）。目前常用的UTP双绞线分五类和三类两种规格，一般小型局域网（10M）用三类。可靠性，速度要求高的大局域网（100M网）用五类，使用RJ－45接口。联网最好优先考虑采用双绞线连接各种设备，因其可靠性较好，价钱也便宜。网络布线系统设计应根据网络技术选型进行布线设计：第一，应符合国际开放式布线标准，并与学校现有楼宇改造布线特点相结合；第二，应选择国际上可靠的PDS设备生产厂家的产品；第三，网络整体布线结构合理，有足够的冗余，便于以后的网络扩展，并有可靠的质量保证。

（4）网络操作系统的选择

目前，网络操作系统有三大阵营：Unix 网络操作系统有较长历史，良好的网管功能，丰富的应用软件支持。Microsoft网络操作系统有代表性的是Windows NT，它是32位多任务处理的操作系统。Novell网络操作系统是占世界局域网主流的操作系统。对有服务器的局域网来说，新建网优先选用NT，"老"网改造采用Netware 4.10或5.0较为合适。在小型的对等网环境中，若只想共享文件和资源，要求成本低、维护简单且对安全性要求不高时，用WIN95／98很合适。

（5）系统集成商的选择

与技术和设备选型相适应的一项重要工作是系统集成商的选择。系统集成商应有雄碍的技术力量；有丰富的网络集成实际经验，有较多承揽大型网络工程的成功范例；在业界有较高的商业信誉和售后服务质量；地理位置尽量靠近，具有快速的响应和解决问题的能力；能提供全面系统的技术培训。

3、信息资源建设

校园网信息资源建设，是以校园网络为基础，依据教学、科研和管理工作的具体需要，对信息资源进行合理的规划，有效地组织管理和开发，提供学校Internet信息服务。校园网信息资源建设包括以下3个方面：

（1）教学信息资源建设

建立专业信息库，为专业教学和研究提供信息服务，根据各学校具体专业情况建设多媒体教学信息库，以满足学校多媒体教学需求为主要目的，建立多媒体素材库、多媒体课件库等大型数据库，并建立相应的多媒体课件和CAI专用Server，提供多媒体信息服务，为教学改革提供最有效的辅助手段。通过网络实时传输多媒体信息，在课堂上实现多媒体信息检索和课件运用；通过CAI课件调用，为教师备课、研究和学生自学提供有效的手段；通过E－mail进行教学双方课后信息交流等。为科学实验和研究提供数据传输和处理的有效手段，在网上建立计算中心，设立数据计算、CAD、模型设计等专用工作站、服务器，进行科学实验数据处理和快速传递，辅助科学研究。开辟网上学术交流渠道，推进学术和教学研究，利用BBS、Netnews设立学术讨论栏目，专业人员可在相应栏目中发表学术观点，报告研究进展和成果，进行学术交流。

（2）管理信息资源建设

校园网是为学校各部门服务的，学校内的信息就显得特别重要。按学校部门职能来组织，应包括以下信息： ·办公信息：提供学校校史发展、规划以及校内新闻等内容。 ·人事信息：提供全校职工的个人信息以及查询全校职工人数、男女比例、年龄结构、职务、职称结构等。 ·服务信息：提供学校财务状况、工资发放等，这需要有相应权限才可以看到。  ·编辑部：发布校刊、校报的目录及各个部门稿件统计结果。 ·图书信息：提供全校图书、书目、图书流向等。 ·学生信息：提供全校学生的基本状况。 ·教务信息：提供全校的教学计划、教室分配、课程安排、试卷库管理等。 ·科研信息：提供学校的科研状况及查询鉴定的科研成果和发表的论文。 ·设备信息：提供全校的设备信息。 ·各教研组信息：提供本教研组的教学计划、教室安排、课程安排、教师安排、实验安排等。各部门提供并维护自己的信息，对他人的信息只能查询。

（3）外部信息资源建设

采用多种方式与CERNet、中国教育资源信息网和Internet等广域网连通，方便用户访问。发挥各学校专业教学和科研的优势，在开发内部信息资源的同时，积极筹划对外服务的数据库建设。

4、应用软件的开发

为发充分发挥校园网的作用，各校应根据自身的条件及需求直接购买或自主开发或出资聘请专业人员，专业公司共同开发适合自身需求及特点的一些应用软件，如网络办公软件，财务软件，图书管理系统，教学管理系统软件，网络综合信息服务平台，基于PC的数据库服务器软件产品等。

5、网络管理与安全

网络安全是任何计算机网络建设必须解决的重要问题，校园网建设应把网络管理与安全放在突出地位。

（1）建立网络信息管理机构

成立网络信息管理的三级管理体系：学校信息管理委员会，即网络信息管理的最高领导机构，负责网络信息管理政策、法规及发展规划的制定和宏观协调；网络信息管理中心，即网络信息管理的职能机构，负责管理工作的具体组织实施、技术培训和应用开发的指导、协调；网络管理员，即各办公室和教研组网络信息管理者，负责本单位局域网及其信息开发的协调。

（2）制定网络信息管理制度和规范

制定网络信息管理工作制度和规范，使网络运行和开发应用 有章可循，有法可依。内容包括四类：网络信息管理机构和人员职责；网络信息管理工作制度，包括值班制度、汇报制度、登记统计制度、培训制度等；信息标准和信息工作规范；网站开设、维护和用户上网规程等。

（3）正确实施网络信息管理

包括设备管理、技术管理、计费管理、信息管理和使用管理。

（4）采取配套的网络信息安全措施

包括防火墙设置、网络防杀病毒、数据加密和信息工作保密制度等。

（5）人员培训

这包括网络管理人员、维护人员及普通用户的培训，这对于以后正确地使用网络、管理好网络非常重要。

只注重有形的网络的建设而忽略了无形的文化的建设是校园网失败的最关键的原因。这里所指"无形的文化"是指人们的观念、工作方式、利益结构、学校的管理运作模式等看不见、摸不着的东西。从某种意义上讲，校园网的建设绝不仅仅只是涉及到技术问题，而是会引起更深层次的变革，也就是说信息技术所带来的一场变革会彻底改变我们的生活方式和工作方式，对一这一点对我们应用清醒的认识。

参考文献

〔1〕伍培．局域网实战作答．计算机应用文摘，1999．第四期。 〔2〕崔亚峰，刘邦奇．校园网建设纲要．计算机世界日报，1999.6.21 〔3〕（美）Andrew S. Tsanenbaum著．熊桂喜、王小虎等译．计算机网络（第三版）．清华大学出版社，1998