高校數(shù)字校園網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

叢佩麗

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 丹東118009)

校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是學(xué)院的重要信息基礎(chǔ)設(shè)施，是公共教學(xué)服務(wù)體系的重要組成部分和支撐環(huán)境，是數(shù)字校園建設(shè)的基礎(chǔ)，其規(guī)模和應(yīng)用水平已成為衡量學(xué)院教學(xué)與科研綜合實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)志.功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定的校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是學(xué)校推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的更新及現(xiàn)代化的必要條件；是學(xué)校提高管理水平、優(yōu)化教學(xué)、科研和管理環(huán)境的支撐平臺(tái).因此，建設(shè)高水平的校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)于建設(shè)高水平的大學(xué)具有重要的支撐作用.

1 高校校園網(wǎng)現(xiàn)狀分析與需求

1.1 高校校園網(wǎng)現(xiàn)狀分析

高校信息化建設(shè)經(jīng)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)普遍具有下列服務(wù)功能：接入及網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)字圖書館、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、WWW服務(wù)、郵件服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)殺毒服務(wù)等.但隨著新的應(yīng)用不斷出現(xiàn)，校園網(wǎng)建設(shè)也出現(xiàn)了新的問題.

(1)用戶數(shù)量劇增.由于學(xué)院教育規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生數(shù)量增長(zhǎng)了很多，并且網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到所有人的生活，相當(dāng)一部分學(xué)生都擁有電腦，校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量在5000以上.

(2)用戶類型復(fù)雜.我院校園網(wǎng)的用戶類型非常復(fù)雜，包括了：學(xué)生用戶、教職工家庭用戶、教職工辦公用戶、如多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等.

(3)管理策略復(fù)雜.由于用戶類型非常多，對(duì)每一類用戶的安全權(quán)限不一樣、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量不一樣、計(jì)費(fèi)策略不一樣，導(dǎo)致用戶的管理策略非常復(fù)雜.

(4)網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)外的流量非常大.在線用戶數(shù)量大、學(xué)習(xí)和娛樂的多媒體資料在網(wǎng)絡(luò)上交流頻繁.

(5)網(wǎng)絡(luò)安全威脅性大.校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源豐富、大量用戶隨時(shí)在線、互相之間訪問頻繁、網(wǎng)絡(luò)管理者對(duì)用戶終端管理權(quán)限小，這都給網(wǎng)絡(luò)安全造成了巨大的威脅，據(jù)稱90%的垃圾郵件都來自高校校園網(wǎng).

1.2 高校校園網(wǎng)需求分析

(1)教學(xué)需求.在教學(xué)方面，要利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量教學(xué)資源、信息資源和智力資源的共享與傳播，并同時(shí)促進(jìn)高水平的師生互動(dòng)，促進(jìn)主動(dòng)式、協(xié)作式、研究型的學(xué)習(xí)，從而形成開放、高效的教學(xué)模式，更好地培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)以及問題解決能力和創(chuàng)新能力.

(2)科研需求.在科研方面，要利用互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)科研資源和設(shè)備的共享，加快科研信息傳播，開展網(wǎng)上合作研究，并且利用網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)最新科研成果向教學(xué)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化，以及科研成果的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化，從而大大提高科研的創(chuàng)新水平和輻射力.

(3)管理需求.在管理方面，要利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)職能信息管理的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)上下級(jí)部門之間更迅速便捷的溝通，實(shí)現(xiàn)不同職能部門之間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)，提高決策的科學(xué)性和民主性，減員增效，形成充滿活力的新型管理機(jī)制.

(4)服務(wù)需求.在公共服務(wù)體系方面，要建立覆蓋學(xué)校教學(xué)、科研、管理、生活等各個(gè)區(qū)域的寬帶高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供面向全體師生的基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和正版軟件服務(wù)；要建設(shè)高質(zhì)量的數(shù)字化的圖書館、檔案館等；要在校園內(nèi)建立電子身份及其認(rèn)證系統(tǒng)，從而為學(xué)校高水平的教學(xué)、科研和管理等提供強(qiáng)有力的支撐.

2 數(shù)字校園網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

2.1 校園網(wǎng)整體解決方案

根據(jù)對(duì)校園網(wǎng)現(xiàn)狀和需求的分析，并考慮到未來的發(fā)展趨勢(shì)，以遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園網(wǎng)建設(shè)為例，提出了“層次化、區(qū)域化”的數(shù)字校園網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，建立數(shù)字化的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，滿足數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻、圖像、多媒體等相關(guān)教育信息的傳輸，可以實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)收費(fèi)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、多媒體教學(xué)管理、數(shù)字圖書館和上網(wǎng)訪問(Internet)等現(xiàn)有及未來的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用.具體設(shè)計(jì)方案如圖1所示.

圖1 遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)拓?fù)鋱D

按照該方案進(jìn)行校園網(wǎng)改造和升級(jí)之后，能滿足在未來一定時(shí)期內(nèi)教學(xué)、管理和社會(huì)服務(wù)的需要.校園網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)帶寬為千兆，各建筑物內(nèi)以百兆到桌面；能提供到CERNET和電信雙百兆的光纖出口；節(jié)點(diǎn)數(shù)量5000個(gè)；提供現(xiàn)代媒體資源庫(kù)服務(wù)器、教學(xué)資源庫(kù)服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)DNS解析服務(wù)、辦公自動(dòng)化服務(wù)器、學(xué)院數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器等；以千兆光纖直連方式實(shí)現(xiàn)學(xué)院主校區(qū)和黃海學(xué)院(分校區(qū))的連接，VPN方式實(shí)現(xiàn)校外教師校內(nèi)辦公的遠(yuǎn)程訪問.

2.2 層次化設(shè)計(jì)

在該方案設(shè)計(jì)中，采用層次化設(shè)計(jì)理念，將網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次：接入層、匯聚層和核心層.依據(jù)遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院具體應(yīng)用，設(shè)計(jì)了三個(gè)層次的具體功能.

(1)接入層的功能.連接桌面PC；做為網(wǎng)絡(luò)接入安全控制和QOS策略實(shí)現(xiàn)的邊緣點(diǎn)；可以實(shí)現(xiàn)接入用戶的802.1x認(rèn)證.

(2)匯聚層的功能.承上啟下，匯聚下掛設(shè)備的流量，高速無(wú)阻塞地轉(zhuǎn)發(fā)給核心層設(shè)備；提供負(fù)載平衡、快速收斂和擴(kuò)展性；完成路由選擇；提供冗余；QOS實(shí)施.

(3)核心層的功能.連接各匯聚設(shè)備；提供負(fù)載平衡、快速收斂和擴(kuò)展性；完成數(shù)據(jù)流的高速轉(zhuǎn)發(fā).

2.3 區(qū)域化設(shè)計(jì)

在該方案設(shè)計(jì)中，采用區(qū)域化設(shè)計(jì)理念，將網(wǎng)絡(luò)分為四個(gè)區(qū)域：網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)，網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)，對(duì)內(nèi)服務(wù)器區(qū)和網(wǎng)絡(luò)出口區(qū).依據(jù)遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院具體應(yīng)用，設(shè)計(jì)了四個(gè)區(qū)域的具體功能.

(1)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)設(shè)計(jì).此次建設(shè)的校園網(wǎng)采用雙核心架構(gòu)，確保骨干網(wǎng)絡(luò)的可靠性.采用2臺(tái)銳捷面向十萬(wàn)兆平臺(tái)設(shè)計(jì)的S8610骨干路由交換機(jī)，其高性能，豐富的安全特性可以保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的高速和安全運(yùn)行.

(2)網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)設(shè)計(jì).本網(wǎng)絡(luò)共劃分為7個(gè)子區(qū)域，分別是行政中心、老校區(qū)、學(xué)生宿舍A區(qū)、學(xué)生宿舍B區(qū)、展覽中心區(qū)域、機(jī)械工程館和儀器儀表館.

其中學(xué)生宿舍A區(qū)、學(xué)生宿舍B區(qū)由于上網(wǎng)人數(shù)眾多，采用萬(wàn)兆模塊化匯聚交換機(jī)S7606，該交換機(jī)性能高，行政中心和老校區(qū)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠要求更高，采用萬(wàn)兆模塊化匯聚交換機(jī)S7604，S76系列設(shè)計(jì)在主控板、電源等關(guān)鍵部件可以提供冗余，更可靠的同時(shí)擴(kuò)展性也更好；展覽中心區(qū)域包含展覽中心、工業(yè)中心、體育館和食堂的網(wǎng)絡(luò)接入的匯總，連同機(jī)械工程館和儀器儀表館，這三個(gè)地方的匯聚交換機(jī)采用合適萬(wàn)兆匯聚交換機(jī)S5750；匯聚交換機(jī)均采用兩條千兆鏈路一主一備上連到核心交換機(jī)；所有的交換機(jī)采用銳捷新一代安全智能交換機(jī)RG-S26系列，千兆上連匯聚、百兆到桌面，高性能的同時(shí)支持豐富的安全功能，支持IPv6，可以很好的配置SAM實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)的安全計(jì)費(fèi)運(yùn)營(yíng).

(3)對(duì)內(nèi)服務(wù)器設(shè)計(jì).對(duì)內(nèi)服務(wù)器區(qū)的用來放置對(duì)內(nèi)提供的應(yīng)用服務(wù)器，雙千兆鏈路直接和2臺(tái)核心交換機(jī)相連，高速的對(duì)內(nèi)提供訪問和各種應(yīng)用，冗余的鏈路從網(wǎng)絡(luò)方面讓這些服務(wù)更加可用.

(4)網(wǎng)絡(luò)出口區(qū)設(shè)計(jì).采用專用的網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)備串聯(lián)在一起，性能高并各司其職，成熟穩(wěn)定.采用1臺(tái)銳捷校園網(wǎng)專用的出口設(shè)備NPE50，其強(qiáng)大的NAT和策略路由功能，特別適合大型校園網(wǎng)的出口應(yīng)用；通過部署1臺(tái)銳捷的應(yīng)用控制引擎ACE3000來控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)出口帶寬的應(yīng)用情況，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的通暢，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)出口帶寬的利用率，提高網(wǎng)絡(luò)的使用體驗(yàn)；同時(shí)通過1臺(tái)銳捷千兆防火墻1600T和園區(qū)骨干交換機(jī)相連，能夠屏蔽來自外部的攻擊，便于實(shí)施各種安全策略，DMZ區(qū)用來放置像WEB等對(duì)外發(fā)布的應(yīng)用服務(wù)器.同時(shí)部署專用的VPN網(wǎng)關(guān)WALL V160E，根據(jù)實(shí)際的需求為校外訪問者或內(nèi)部人員的校外接入提供權(quán)限和簡(jiǎn)單、安全的SSL VPN的接入方式.

3 數(shù)字校園網(wǎng)建設(shè)帶來的改變

遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的數(shù)字校園網(wǎng)建設(shè)方案已經(jīng)建設(shè)完成，并投入使用，為學(xué)院的教學(xué)、管理、科研和服務(wù)帶來了巨大的變化，使校園初步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化.

3.1 多媒體的校園

從教學(xué)應(yīng)用的角度而言，通過實(shí)施校園網(wǎng)整體方案，原來的教師、學(xué)生和網(wǎng)絡(luò)三者之間的關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，傳統(tǒng)的“填鴨式”教育將通過多媒體的教育手段得到有效改善.學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師成為幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法和信息技術(shù)的領(lǐng)路人，校園網(wǎng)為教師和學(xué)生“教與學(xué)”環(huán)節(jié)搭建出多媒體的交互平臺(tái).作為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，教師將在教學(xué)過程中采用網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量.多媒體技術(shù)則將文本、聲音、圖像、動(dòng)畫和視頻技術(shù)融為一體，使教學(xué)活動(dòng)變得生動(dòng)且形式多變，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、效率和效果.

3.2 網(wǎng)絡(luò)化的校園

從教學(xué)管理的角度而言，實(shí)施校園網(wǎng)整體方案，學(xué)校能有效地利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，采用先進(jìn)的管理軟件，規(guī)范學(xué)校的管理行為，提高管理水平和效率.

首先，利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、處理快速的特點(diǎn)，在減輕學(xué)校管理者工作量的同時(shí)，為學(xué)校的決策提供更加準(zhǔn)確、豐富的信息.其次，因?yàn)閷W(xué)校辦公、信息交流和通訊方面有了合適的管理平臺(tái)，從而使學(xué)校逐步跨入電子化、無(wú)紙化辦公階段.再次，隨著筆記本電腦的普及，校領(lǐng)導(dǎo)或者教師移動(dòng)辦公的機(jī)會(huì)增多，甚至在校外辦公的需求也漸漸增多，滿足隨時(shí)隨地的安全訪問和辦公是網(wǎng)絡(luò)化校園的更高階段.

3.3 智能的校園

植根于應(yīng)用方案的基礎(chǔ)信息平臺(tái)之上，“校園一卡通”得到了大規(guī)模的應(yīng)用.它采用先進(jìn)的信息集成技術(shù)，能同時(shí)嵌入學(xué)校正在使用的各種管理信息系統(tǒng)，使得分散的各個(gè)管理信息系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體，從而充分利用了各個(gè)管理信息系統(tǒng)的有效資源，真正實(shí)現(xiàn)了校園管理智能化.這意味著無(wú)論學(xué)生的就餐、教師的考勤、圖書館的管理，還是學(xué)生注冊(cè)、個(gè)人基本資料的存儲(chǔ)，只要一張小小的卡片就可完成.

3.4 開放的校園

網(wǎng)絡(luò)化的校園不僅僅指校園內(nèi)部的管理效率大為提高，它還包括學(xué)校的開放程度的提高.通過在服務(wù)器上開發(fā)的校園網(wǎng)站，學(xué)校可以面向?qū)W生家庭開放、面向社會(huì)開放，促進(jìn)社會(huì)與學(xué)校的交流和溝通.從宣傳效果而言，通過交互網(wǎng)頁(yè)的新媒介手段，學(xué)校也進(jìn)一步提高了自身的知名度.

4 結(jié)束語(yǔ)

高校校園網(wǎng)絡(luò)作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施， 承擔(dān)著高校教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等多種角色， 而數(shù)字校園網(wǎng)在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實(shí)校園的時(shí)間和空間維度，從而提升了傳統(tǒng)校園的效率，擴(kuò)展了傳統(tǒng)校園的功能，最終實(shí)現(xiàn)教育過程的全面信息化，是高校信息化建設(shè)得以順利、快速開展的主導(dǎo)力量和堅(jiān)強(qiáng)后盾.

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