關(guān)于未來教室中網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

顧敬源

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇蘇州 215008）

隨著我國(guó)新課程改革如火如荼地推進(jìn)，現(xiàn)階段我國(guó)基本已經(jīng)進(jìn)入信息化教育時(shí)代，極大改善了基礎(chǔ)教育教學(xué)水平。在時(shí)代發(fā)展的洪流中，為不斷滿足教育的多元化需求，未來教室將設(shè)置多種多媒體設(shè)備并提供聯(lián)網(wǎng)功能，為教師提供多種教學(xué)方案的選擇，構(gòu)建高效率的信息化課堂。[1]

一、未來教室網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)需求

關(guān)于系統(tǒng)，我們要具體從系統(tǒng)角、關(guān)鍵技術(shù)、功能模塊三方面分析。

1.對(duì)于系統(tǒng)來說，功能模塊包括登錄狀態(tài)、交換機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)管理、顯示器運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)日志模塊等，要求各個(gè)模塊可以獨(dú)立運(yùn)作，并各自分管系統(tǒng)內(nèi)的不同區(qū)域。

2.在系統(tǒng)內(nèi)角色方面，應(yīng)設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)管理員與教師兩個(gè)獨(dú)立用戶身份對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格管理。對(duì)于兩種用戶身份以外的使用者，只有其得到授權(quán)后才可以使用系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)的某些關(guān)鍵功能。這可以確保系統(tǒng)安全，避免系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵文件或數(shù)據(jù)無意丟失或遭到破壞。

（二）系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)理念

為確保系統(tǒng)在使用過程中可以順利應(yīng)對(duì)各種需求，設(shè)計(jì)工作者在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)的實(shí)用性、開放性與擴(kuò)充性，從而最大限度地確保系統(tǒng)的安全性與可靠性，減少故障的發(fā)生率。

1.用例圖。為確保用戶使用者可以迅速了解系統(tǒng)的使用流程以及安全操作方法，應(yīng)當(dāng)將關(guān)鍵操作步驟以用例圖的形式詳細(xì)展示給新手操作者，避免操作者在初次使用系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤操作，造成系統(tǒng)損壞或數(shù)據(jù)丟失。

2.開發(fā)架構(gòu)。系統(tǒng)應(yīng)將SSH協(xié)議作為主要通道。該協(xié)議的工作原理是以TCP/IP為基礎(chǔ)搭建起與SSH的聯(lián)系，并保證其經(jīng)由curl的命令將客戶端進(jìn)行具體操作的信息通道搭建好，進(jìn)而把數(shù)據(jù)從SSH傳送到交換機(jī)，在進(jìn)行處理后通過客戶端將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后呈現(xiàn)給用戶。

（三）系統(tǒng)所使用的關(guān)鍵技術(shù)

1.TCP連接：在建立SSH協(xié)議傳輸層之前，必須要將TCP/IP進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。此技術(shù)使用TCP連接模式，通過socket通信保證連接穩(wěn)定。除此以外，由于在TCP連接中主要以全雙工模式為主，這也就導(dǎo)致每個(gè)連接之間都是可以獨(dú)立完成關(guān)閉連接端操作的。

2.Libssh2庫文件：隨著SSH技術(shù)的迅速發(fā)展，putty以及openssh的源代碼也被開發(fā)出來并顯現(xiàn)出其用途。但是，由于其操作起來難度系數(shù)相對(duì)較高，故而現(xiàn)階段難以在程序開發(fā)中大力推廣。Libssh2是C庫文件的一種類別，可以進(jìn)行程序開發(fā)等具體操作。

3.JSON數(shù)據(jù)格式：這種數(shù)據(jù)格式主要在輕量級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸與交換應(yīng)用普遍。其閱讀編寫都比較便利，可以在較短時(shí)間內(nèi)于機(jī)器上生成相關(guān)信息，并由客戶端作出判斷并呈現(xiàn)給用戶。[2]

二、未來教室網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)

（一）登錄功能

為迅速便捷地識(shí)別用戶身份，登錄功能是最為簡(jiǎn)便迅速的方法。因此，登錄功能是未來教室網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)的最基礎(chǔ)功能。用戶一旦啟用登錄功能，系統(tǒng)將會(huì)在主機(jī)與交換機(jī)之間建立數(shù)據(jù)連接通道。此系統(tǒng)在進(jìn)入教室并投入使用后，將與各種教學(xué)軟件融合。為保證系統(tǒng)的安全，應(yīng)當(dāng)專門設(shè)置用戶名和登錄密碼，確保系統(tǒng)能夠結(jié)合用戶的具體需求開展個(gè)性化的設(shè)備交互連接，保障用戶獲得絕佳的登錄體驗(yàn)。與此同時(shí)，為便于工作人員對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)與管理，在系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)當(dāng)保留設(shè)置一個(gè)靜態(tài)IP。使用者在選擇交換機(jī)后，可以通過登錄IP地址進(jìn)入系統(tǒng)。

（二）查看運(yùn)行狀態(tài)

在系統(tǒng)主界面上，整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)一目了然。因?yàn)橄到y(tǒng)主界面作為整個(gè)系統(tǒng)的入口，只要建立數(shù)據(jù)連接，系統(tǒng)各部分的模塊運(yùn)行狀態(tài)就可以清晰地呈現(xiàn)在主界面的交互屏幕上。在這種情況下，用戶就可以結(jié)合自身需要選擇模塊運(yùn)行。若發(fā)生連接失敗的情況，用戶可退出登錄并重新連接。客觀來說，交換機(jī)整體由系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、WiFi、以太網(wǎng)四大模塊構(gòu)成，且會(huì)在主屏幕上顯示主機(jī)名稱、藍(lán)牙狀態(tài)、無線連接模式。值得注意的是，為便于升級(jí)維護(hù)，每個(gè)交換機(jī)應(yīng)當(dāng)設(shè)有靜態(tài)IP，且不可修改。

（三）有線網(wǎng)絡(luò)功能

為保證數(shù)據(jù)傳輸速度，在系統(tǒng)所使用的交換機(jī)上應(yīng)當(dāng)設(shè)有以千兆為單位的以太網(wǎng)接口，并設(shè)置至少4個(gè)快速儀態(tài)接口。如果條件允許的話，應(yīng)該確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在用戶操作后可以在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸端口以及輸出序列進(jìn)行打開或關(guān)閉處理。除此之外，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中，千兆網(wǎng)的網(wǎng)速應(yīng)當(dāng)分為1000 Mbps、100 Mbps、10 Mbps三個(gè)層次，并且由用戶根據(jù)具體實(shí)際需要來自由選擇。

（四）無線網(wǎng)絡(luò)功能

在包括無線協(xié)議選擇、信道設(shè)置的多部分的共同協(xié)助管理下，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的功能都已充分發(fā)揮。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕到y(tǒng)構(gòu)建人員要高度重視對(duì)WiFi等部分的安全設(shè)置，確保其在數(shù)據(jù)傳輸中能夠結(jié)合實(shí)際情況選用不同的加密方式，并結(jié)合保密強(qiáng)度設(shè)置相關(guān)密鑰，避免數(shù)據(jù)泄露以及系統(tǒng)安全問題的發(fā)生。[3]

三、結(jié)束語

隨著科技日新月異的發(fā)展，多媒體技術(shù)對(duì)人們生活產(chǎn)生了巨大影響。為滿足不斷增加的教育教學(xué)工作任務(wù)，為學(xué)生提供更加多元化的知識(shí)獲取渠道，未來教室信息化建設(shè)是不可或缺的一步，也是教育事業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。[4]因此，我們應(yīng)當(dāng)將網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)投入教育教學(xué)領(lǐng)域，并且將有線、無線與藍(lán)牙等數(shù)據(jù)傳輸模式接入教室，從而最大程度地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)方式的構(gòu)建。