網絡機房與校園網接入的設計方案研究

潘艷艷

摘 要 隨著我國信息技術的進步，使得網絡在我國的教育領域得到了大量的實際應用，這種應用正在以迅猛的速度發(fā)展。目前，在電化教育、網絡教育的影響下，我國大部分區(qū)域的學校已經搭建了相對完善的校園網，而機房對于校園網這種區(qū)域網來說是重要的構成部分。因此，機房接入校園網的設計問題就顯得特別重要。文章結合實際，使用先進的網絡技術，提出可行的設計方案。

關鍵詞 校園網；網絡機房；設計方案

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）162-0075-02

1 網絡機房對教學管理的重要性

隨著我國教育在信息化方面的巨量投入，導致我國電化教育、網絡教育得到最迅猛的推進，而作為局域網一種的校園網，在學校網絡化教育建設方面占據了重要的位置，對學校正式課堂教育教學活動有著至關重要的作用。但由于學校內部面對著不同年級、不同專業(yè)、不同授課需求的對象，導致不同層級對學校局域網絡，有著截然不同的要求，在不同級別的學校有不同的課程設置要求，同類型學校，不同專業(yè)同樣有著不同專業(yè)課程的要求，如統計軟件課程、“互聯網+”課程、電子商務、電子政務等課程必須要用到網絡才能進行卓有成效的教學，但不是全部課程都需要或者全程需要使用網絡的比如物理、化學、生物、政治、經濟等課程不需要網絡或者不是全程需要網絡。因此，在這種復雜學校需求的情況下，如果機房上網不進行有效的控制，就會導致大量問題和隱患：第一，學校網絡資源的無效使用問題。由于自律性不高和約束較少問題的存在，使得學生在學習上花費的網絡資源要大大小于在其他方面的消耗，比如對非專業(yè)知識、領域的涉獵，導致大量網絡的占用，大量數據的傳輸使得學校網絡癱瘓，影響到學校網絡的正常使用；第二，網絡安全面臨嚴重風險。由于網絡技術盛行，導致部分學生不能正確對待，利用校園網絡對學校、單位、政府、機關進行無意識、有意識的攻擊，為國家、社會、學校帶來不可估量的損失；第三，學校正常網絡教學受到沖擊，由于學生的天性使然，使得學生無法專一于學習，在網絡上耗費部分資源用于其他方面。針對以上我國學校網絡化教學中存在的問題，必須對學校的機房上網進行一定程度的高效管理，才能更充分利用、使用網絡，為學校教學進步帶來積極的影響。

2 網絡機房存在的必要性

盡管網絡機房會存在一定的問題，但不能因噎廢食，網絡機房還有其存在的必要性。這是由于：第一，使用網絡機房，可以提高學校內不同層級學生的計算機技能，提高同學對網絡的新鮮感、使用成熟度。目前，網絡機房已經成為校園必不可少的一部分，更成為學校建設的重點，各個學校都展開了大量的投入、建設，這大大方便了學生對網絡課程的體驗感，通過一定的設備，進行組網，然后聯網的方式對學校有很大益處；第二，有利于學校展開教學改革，各種名目繁多的教學改革，需要改革試驗田，比如慕課等教學方式的新嘗試，學生可以采取互聯網學習加課堂提問等方式，改革目前的教學模式，讓教學變得生動活潑。在機房接入網絡的基本模式下，師生角色互換，老師更多的是引導學生學習，學生更多是學習后的思考，通過思考提升學習體驗。這樣可以適應更多的學生所提出的個性化學習的理想，通過這種學習提高學生的實踐學習能力。

3 建設網絡機房的軟硬件條件

建設網絡機房需要專門的上網專線，這種專線是由ISP 提供的專用信道。使用這種專線有著非常好的優(yōu)點，特別是在網絡安全性方面，可以得到極大的安全保證，為學校免受網絡攻擊、網絡損失提供物質保證，而且可以為學校提供更好、更完善的服務質量保證。但相對來說，學校要承擔較高的租用成本，管理專業(yè)人員成本以及運維成本；此外，隨著學校信息化校園活動的推廣，目前已經有很多學校都開始建設自己的校園網，而且可以為學校機房接入校園網提供極大的方便，因為學校可以省去單獨連網費用與接入工作。

4 網絡機房接入校園網集中控制方案設計

設計思路，通常來說網絡機房為保證校園網的安全，一般都采用獨立設計，即機房通過局域網鏈接，而局域網再同廣義網鏈接，這種鏈接可以通過交換機直接連接，也可以通過代理服務連接，也可以使用路由器做NAT 服務進行連接。

本文主要考慮了不同機房、多臺服務器之間配比，提出適應學校要求的控制方案。通常一個學校有幾個機房，幾臺服務器，在不同的服務器上提供不同的課程服務，由于排課的硬性需求，要求分屬的不同機房在指定時間可以接入互聯網、訪問服務器，并在非課程時間禁止對網絡的訪問、對服務器的訪問。要實現以上的網絡管理要求，學校網絡設計方案可以涉及 VLAN、ACL、NAT 等種網絡技術。通過虛擬局域網（VLAN）這一技術，可以將其應用于交換機和路由器。虛擬局域網是一個廣播域，與用戶的物理位置沒有關系，在虛擬局域網中的用戶是通過虛擬局域網交換機通信，虛擬局域網中的成員互相看不到；訪問控制列表（ACL）作為接口指令列表，告訴路由器數據包接收、拒絕的要求；網絡地址轉換（NAT）可以將私有地址轉化為合法地址，網絡地址轉換被廣泛應用于各種類型廣域網的接入方式與各種類型的網絡中。因此，方案可由學校信息中心通過劃分VLAN和使用訪問控制列表（ACL）來實現數據包過濾，限制網絡訪問，對網絡權限達到完全的控制，取得最高權限。對于需要連接網絡的課程，學校要做好合理分配，避免出現問題、矛盾，保證校園網絡安全。而不同層級管理人員要分配不同的網絡權限，比如機房管理人員的權限要低于學校信息中心網絡權限。因此，在建設機房網絡時，論文提出用以下方案實現機房網絡管理要求。

第一，網絡規(guī)劃。通過與學校信息中心的協調，獲得校園網不使用的VLAN 號和網絡號，并為不同的機房進行對應的網絡規(guī)劃；第二，進行硬件配備。主要包括路由器、交換機與應用服務器，并對網絡接口進行進口與出口的定義；第三，反饋學校信息中心對匯聚層交換機進行定義，把對應機房網絡口連接的接入層交換機端口劃入相應的VLAN，使用校園網配置定義VLAN 和連接機房端口；第四，配置路由器和交換機，在相應端口上分別綁定不同VLAN 的 IP 地址，將相應交換機端口定義為 TRUNK，路由器另一端口用校園網連接進口網絡口。交換機與出口端口定義為 TRUNK；第五，在路由器配置NAT，讓機房網絡接入校園網。

通過這種配置，可以實現機房對服務器的訪問，并實現各種教學需求功能，在不同權限下，行使不同功能。

5 結論

隨著我國的教育領域網絡教育的普遍應用，目前，很多學校已經搭建了相對完善的校園網，作為校園網重要的構成部分的機房，其設計問題就顯得特別重要。為此，文章首先論述了網絡機房對教學管理的重要性，網絡機房對于學校網絡化教育建設具有重要的作用，特別是對校正式課堂教育教學活動有著至關重要的作用。但由于學校面對著截然不同的要求，因此機房上網不進行有效的控制，會導致大量問題和隱患。因為網絡機房不僅可以提高學校內不同層級學生的計算機技能，而且有利于學校展開教學改革。為此，論文提出了建設完善網絡機房的軟硬件條件，并最終提出網絡機房接入校園網集中控制方案設計，該方案在保證安全的前提下，主要考慮了不同機房、多臺服務器之間配比，提出適應學校要求的控制方案。該方案適應于通常一個學校有幾個機房，幾臺服務器，在不同的服務器上提供不同的課程服務，可以為學校提供安全可靠的網絡服務。

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