学校校园网全面解决方案35页.docx
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学校校园网全面解决方案35页
前言
二十一世纪即将来临，根据我国“科教兴国”战略的需要，教育要实现现代化，迎接信息时代的挑战，人才教育日益重要，学校在拥有一流的师资队伍的同时，配备、使用先进的电子技术教学设备越来越迫切。
随着电子技术的发展，今天成熟的网络计算机及多媒体教学技术向传统的教育方式发出了新的挑战。
我们国家正在建设的169公共多媒体网为Internet的普及铺平了道路，加速了Internet技术在中国的步伐。
网络技术的不断成熟也为学校建设校园网提供了保障。
我公司本着为“教育的革命”、提高学校素质作出实质性贡献的精神，根据“总体规划、分步实施”的原则，设计了跨世纪的校园网全面解决方案。
第一章组建校园网的目的及要求
学校校园网的建设以最大限度地提高学校的管理效率和辅助教学手段为基本目标。
1.1校园网的发展目标
根据我国的计算机使用情况，国家教育部门就有关校园网提出了下列发展目标：
1.1.1及时、准确、可靠地收集、处理、存储、传输学校教育信息。
1.1.2校园内部实现资源高度共享，其中必须包括图文、图像、语音及现场实况等教学素材的高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为领导计划、组织、管理和决策提供基础信息和科学手段。
1.1.3为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境。
1.1.4实现办公自动化，向无纸办公的目标过渡，提高工作效率和管理水平。
1.1.5提供数字化可视电话会议的功能，实现非集中式会议管理和召集。
1.1.6实现学校和Internet之间相连,完成和Internet网的通讯和资源共享，步入现代教育手段新的里程碑。
1.1.7提供和上级教育部门和学生家庭之间的通信出入口。
1.1.8提供电子邮件、公告牌、公共网页和教育信息查询等服务。
1.1.9构建多媒体教学资源中心，为实施多媒体教学提供丰富的资源。
1.1.10软硬件系统平台有足够的能力，为实现网上“虚拟学校”的远程教育提供基本的条件。
1.1.11软硬件系统平台的技术水平必须有“承前启后”的作用，也就是既考虑到未来发展的先进性以及可扩展性，同时兼顾目前已有系统的可用性。
1.2校园网设计要求
校园网是学校未来实现“数码校园”的基础，本着从实际出发、着眼未来的原则，本方案提出了校园网的设计目标及要求。
本方案的设计将在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合要求的校园网系统。
从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中将严格遵守以下原则：
1.2.1可靠性原则
采用高可靠性的设备和必要的容错措施，加强网络管理，以确保网络系统有很高的可靠性，网络易于维护。
1.2.2先进实用性原则
采用的技术应代表目前计算机网络的先进水平。
基于Intranet网络技术，选用和网络技术发展潮流相适应的产品，保持技术的先进性，同时也注重使用的实际需求和设备的性能价格比，并充分利用现有的资源和设备，充分保护原有投资。
1.2.3可扩充性原则
充分考虑采用开放的技术和产品，以保证今后进行有效的扩充和升级，这也是充分保护投资的有效办法。
1.2.4安全性原则
认真、周全选用系统硬、软件，采取多种手段确保系统安全性。
1.2.5可维护性和可管理性
整个信息网络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。
对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制网络的运行。
因此，网络所选网络设备应支持SNMP协议，管理员通过网管工作站就能方便地进行网络管理、维护甚至修复。
在设计和实现计算机使用系统时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。
1.2.6分步实施原则
考虑到在整个校园网建设中，可以采取分期投入、分步建设和逐步投用的原则，在进行总体设计时，设计方案必须保证校园网的每一个子系统可独立建设和使用者有条件的使用，同时保证在总体系统完成建设后，各子系统可平滑接入校园网主干系统，满足相关使用点无限制的使用；此外，所有子系统的网络接入设备（网络交换器或集线器）不会因为因使用需求升级而被淘汰，而是可升级复用，或被移植到相应的使用环境使用，再者或被用于取代下一个子层面的低档级连接设备。
第二章 校园网网络主干系统
网络主干系统必须满足总体规划的要求，坚持实用性、先进性、开放性、可扩充性、可靠性、安全保密性和友好性技术方针。
2.1校园管理网络的基本构成：
将全校的信息资源（教学楼、实验室、图书馆、办公室）利用计算机网络连接起来，形成一个流畅、合理、可靠、安全的校园网。
以校园网为基础，建立多媒体教学网，为大力发展多媒体辅助教学提供较好的硬件平台。
并通过校园网和当地市教委、国家教育科研网（CERnet）及Internet相连，对内对外共享丰富的网络资源。
总而言之，无论从现代学校校园网的使用要求，或者是将来的发展目标来看，作为现代校园网的最核心和最基础设施----校园网主干系统应为最终实现“数码校园”打下良好的基础为目标。
2.2网络结构的介绍
网络设计者通常面临这样一个问题，即网络方案的设计是否符合实际的使用和易于扩展，不因科技的不断发展进步而影响先期的投资。
校园网建设必须考虑学校特点，网络传输介质有一定的超前性，网络设备及网络通信规程的选择有一定开放性、易扩展性和先进性。
以下，我们把目前两种常用的网络通信环境作介绍。
2.2.1快速以太网：
由于100Base_T已经被IEEE802.3以太网标准化委员会标准化，它保留了CSMA/CD协议，使得网上的10Base_T和100Base_T站点之间数据通过时不需要协议转换，可方便地将10Base_T网络和100Base_T网络集成在一起，和10Base_T网络进行无缝连接，并可非常容易地实现10Base_T向1000Base_T迁移，使用户已有的10Base_T计算机室网络设备不被淘汰。
交换式快速以太网技术是快速以太网技术和交换式技术的结合，交换式快速以太网交换机（SWITCH）每个连接端口独享100Mbps的带宽。
同时，其有较好的升级千兆以太网的便利性。
其拓朴结构既适于综合布线，又为以后网络升级带来方便。
鉴于100M和10M在建网投入方面差距已经很小，同时以目前最为先进的网络结构也既虚拟网络结构方式，不再采用分级的拓扑结构，校园网整体带宽100M，网络传输介质选用超五类双绞线，对于校园面积较大的学校，网络主干传输介质采用光纤，多数节点选用交换器，以便于日后的升级。
使网络结构达到是既要有先进性、实用性、可靠性，又要充分保证学校的投资在相当一段时间具有保值性的基本要求。
100M网络由于其带宽限制了同时进行多媒体教学的课室数量（理论上，VCD的MPEG格式数据流速度为7.2M/S，100M的带宽只允许最多7个工作站同时观看多媒体资源中心的课件）所以，为了以后实现全校性多媒体教学的普及（所有课堂都可随时调用多媒体课件），系统必须具有可扩充和可升级的特点。
2.2.2ATM-交换式网络传输：
ATM采用每53bytes长和5byte码址的信元方式传输。
这样使数据的管理变得很容易，因为数据包及信元的长度都是一致的。
ATM是交换技术，着重于电路的交换、语音的交换、数据包的交换，其结果是网络的带宽分配给每一个的传输模式得到充分有效的利用。
ATM的预见性及易于管理意味着有效的传输得到保障，比如语音和视频的同时传送。
这就允许用户透过数据网开展多媒体服务，诸如，拨号服务或视频会议。
ATM可以在一个网上支持所有组织的通信服务。
ATM网络传输的特点：
1、适用性
有关ATM的一个事实是它能提供多样性的服务，这意味者它胜任网络的任何一部分。
这种技术可以透过骨干网最后融入广域网。
从原理上讲，ATM可以跨地域承载各种类型的使用，因为这代表了CCITT定义ATM的本意（现被ITU替代）。
2、标准化：
ATM的标准一年之前已经被认可。
标准包括：
局域网仿真、广域网的网络管理、物理层界面、交换协议、流量管理、用户网络接口等等。
目前世界上只有少数几家著名大厂家提供ATM技术。
ATM
快速以太网
拓朴图
网状
树状
虚拟局域网和专网
局域网仿真
802.1q标准
组播
一点对多点
GARP,GMRP802.1p
流量控制
ABR
802.1x
服务质量
CBR,VBR,ABR
802.1q
呼叫允许控制
UNI–CAC
无
各自流量管理
UNI,VCI,Policing
无
电路仿真
CBR+同步时钟
无
3、性能价格比
这是一个不可避免的事实，ATM是一个在网络方面的高端技术而且目前提供该种技术的厂家不多。
价格方面自然也比较贵，但是越来越多的网络集成商和网络管理者都开始采用ATM技术去弥补目前使用中网络的不足，并以此来配合今后网络的发展。
ATM的可行性在于它可以提供多样性的接入服务，这就抵销了其价格因素。
从另一个角度也说明了ATM具备很高的技术含量及高集成度。
4、复杂性
ATM技术显示出传统交换方法在发生变化，从而需要一个特别方法去设计网络，制定实施方案。
目前网络的管理者应在很熟识以太网技术的同时不断地吸取新技术知识，了解新动向，去寻求一个全面的网络解决方案。
2.2.3千兆以太网
千兆位以太网具有更大的数据传输速率，意味着用户将能以更快的速度访问Intranet和存取多媒体型数据，并有一个更大的访问Internet和广域网服务的管道。
千兆以太网在校园网建设中的优势：
1、原始带宽——千兆位
千兆位以太网将显著增加纯带宽，以帮助用户迎接负担过重或者不断扩展的网络基础设施所带来的挑战。
千兆位以太网的通信处理能力将极大地缓解局域网主干网所承受的压力，同时为用户提供高效运行数据密集型使用程序所需的可缩放性和速度。
当获得千兆位以太网的数据传输速率后，用户将能够大大加快文件在服务器和其它设备间的传输速度。
网络管理人员将拥有充裕的带宽把日益强大的服务器区直接和局域网主干网相连。
测试表明，即使是一台单独的现有服务器，在配置了一块以千兆位速率运行的高性能接口卡后，也能处理30%以上的千兆位通信量。
2、性能价格比
千兆位以太网体现了快速以太网带给以太网网络的性价比优点，它将以2至3倍于当今的快速以太网的成本提供10倍于它的性能。
千兆位以太网将保留802.3的以太网标准帧格式以及802.3管理的对象规格。
因此，用户能够在保留现有使用程序、操作系统、IP、IPX及AppleTald等协议以及网络管理平台和工具的同时，方便地升级至千兆位以太网。
3、投资保护
通过和现有的10/100M以太网标准的向后兼容能力，千兆位以太网将提供快速以太网曾经提供的同样卓越的投资保护。
当升级至千兆性能后，所有用户将保留现有的线缆、操作系统、协议、驱动程序和桌面使用程序。
网络管理工具和使用程序将维持现状。
管理人员将能够保留现有的已经使用和验证的硬件、软件和管理方法，并以最低的风险和成本，提供所需的功能和性能。
另外，由于千兆位以太网将支持光纤媒介，使用交换式光缆分布式数据接口（FDDI）的用户能够较为容易升级至千兆位的速度。
这将极大地增加提供给用户们的带宽，同时又保护了使用者在光纤线缆上的投资。
所以在校园网的建设中从快速以太网向千兆以太网过渡是一种相当节省的方式。
4、升级方案
一个简单的升级方案是以千兆位以太网链接取代快速以太网交换机间的100Mbps连接。
在该方案中，管理人员需要在交换机上安装千兆位以太网网络接口模块，并通过这些千兆位接口来连接交换机。
升级至千兆位以太网的网络将支持更多的交换式和共享式快速以太网网段，为用户提供对所有局域网资源，如位于不同部门的服务器区的增强型访问能力。
另一种升级方案是将快速以太网服务器连接升级至千兆位以太网，以方便采用高性能超级服务器。
一名管理人员将只需在交换机和超级服务器中分别安装千兆位以太网模块和千兆位以太网NIC。
这种方案将可支持多台服务器。
现有的为最终用户提供服务的10/100Mbps交换机将不受影响。
采用这种办法的企业将能增加他们的服务器区的容量，同时提供对网络范围信息的更快速的访问。
5、以太网的新时代
采用千兆位太网解决方案后，用户将获得一种极具吸引力的解决办法，以缓解由于数据密集型使用不断增加和用户需求不断扩展而带来的网络压力。
由于千兆位以太网能够提供用户所需的带宽，均衡发挥基于以太网的网络中已有技术的作用，因此在校园网建设中千兆以太网是最理想的网络环境。
2.2.4网络设备的技术要求
1、网络通信速率
网络系统主干要求为“千兆以太网技术”，并要求100M快速以太网到桌面。
2、设备端口数
网络设计配备的端口数应满足校园网所有使用连接。
3、虚拟网划分
整个网络要求可在任意两个桌面信息点间跨交换机进行虚拟网络划分，并可指定VLAN在特定的连接线上。
4、三层交换
整个网络要求所有楼层交换机具有第三层交换到桌面功能，并要求具有全线速的交换能力。
5、网络管理
网络管理要求具备统一的管理和操作系统，管理所有楼层交换机以上设备的端口级，并具有简单方便的图形化操作界面。
6、网络应支持基于使用的管理，要求对新用户自动识别，并具有自动拓扑管理功能，支持DHCP管理。
7、网络应支持完整的路由协议，具备基于策略的QoS管理，并具有安全控制和远程访问安全控制。
8、网络应具备第三层广播和组播控制功能。
9、网络核心交换机容量应大于15G，边缘交换机容量应大于1G。
10、防火墙
2.2.5网络端口配置设计
由于校园网网络主干系统采用千兆以太网结构，子干系统采用100M高速以太网，而且主干系统的边缘交换机端口连接的子干系统连线是直接连到用户的桌面信息接点，因此必须对系统的100M和1000M网络进行合理的配置设计。
2.3校园网结构的选定
在校园网的设计过程中，决定性的因素还有很多，需要结合用户需求综合考虑。
例如，网络数据流量的估计是网络所需带宽的重要依据，以信息服务系统为例，其工作方式主要分为局域网内部工作站对网络服务器上的信息资源的访问和远程计算机对本局域网网络服务器上信息资源的访问两种。
由于局域网内工作站对网络服务器的访问有可能造成网络最大的数据流量，使服务器和网络设备之间的连接成为系统瓶颈口，使网络发生拥塞，因此需要对这一数据流量进行一个大致的估计，也就是根据工作站的数量以及工作站从资源中心所存取的数据性质所需要的通讯带宽来配置相应的网络传输介质及节点设备。
在我们的校园管理网络设计中，首先考虑的不是传输速度一定要达到一个什么目标，而是一定要根据学校的实际情况选定网络结构，开始组网可以由以太网起步，100M的传输速度已基本能满足需要，和千兆网相比，这种投资是非常节省的。
当然，当老师日常工作已经离不开网络的时候，那时大量的多媒体课件要求在网络上传输，这时，网络升级是顺理成章的事。
而原有的设备也不会因升级而被淘汰。
网络传输是校园网的的关键，学校在实际使用时，其网络主干系统将要面临海量的实时图像数据信息的处理和传输，因此，建议网络传输的方式以1000/100M相结合的形式。
（如网络结构示意图所示）
2.4网络服务器的设计要求
服务器是校园网的核心，担负着重要数据的计算、存贮工作。
其性能的好坏直接影响到网络的运行状况和和校园网高效运作，因此在校园网总体建设方案中，有必要对系统的服务器进行认真的选择设计。
主服务器技术要求
●系统服务器部分采用以太独立运行的服务器及磁盘阵列组成；
●具备和网络交换机设备高速端口连接的扩展能力；
●服务器能独立引导启动，并具有扩充为集群系统的能力；
●硬件系统应对流行的大型数据库提供良好的支持能力；
●系统具备相应的扩充能力，包括支持对称多处理器及CPU升级、高速缓存和内存的扩充能力、硬盘容量的扩充能力；
●磁盘阵列子系统应支持RAID-5，磁盘具有热插拔能力，磁盘容量应大于45GB；
●主服务器系统的网络接口应具备支持千兆以太网的扩展能力；
第三章校园网综合布线系统
结构化布线系统是计算机网络系统设计的重要组成部分，在八十年代后期，结构化布线系统在工业化国家被广泛采用，并取得了巨大的经济效益。
在美国等发达国家，政府有关机构采取措施要求一幢建筑物的信息通信系统布线必须采用结构化布线。
我国结构化布线系统设计在计算机网络系统中被广泛采用。
3.1采用按国际标准的结构化布线系统的优势
校园网代表了现代教学使用技术最先进的网络系统，在本方案设计中，采用了标准的现代结构化综合布线系统技术，因此校园网的布线系统有着国际标准的结构化布线系统的优势：
●综合各个子系统统一布线，提高全系统的性能价格比。
●具有开放性和充分的灵活性，不论各子系统设备如何改变，位置如何移动，布线系统不须改变。
●设计思路简洁，施工简单，施工费用降低。
●在15-20年充分适应通讯和计算机网络的发展，为今后办公全面自动化和教学现代化打下了坚实的线路基础。
●大大减少维护管理人员的数量及费用。
●可根据最终使用的不同需求进行随时的改变和调整。
3.2布线系统设计目标
布线系统是校园网信息高速公路的基础,我们的设计目标是:
实用性----实施后的布线系统，将能够在现在和将来适应技术的发展，并且实现数据通信、语音通信、图像通信；
灵活性----布线系统能够满足灵活使用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、终端、电话或传真机；
模块化----布线系统中，除敷设在建筑内的缆线外，其余所有的接插件都应是积木式的标准件，以方便管理和使用；
扩充性----布线系统是可扩充的，以便将来有更大的发展时，很容易将设备扩充进去；
经济性----在满足使用要求的基础上，尽可能降低造价。
3.3结构化布线系统的组成
结构化布线系统是智能化大厦的基础，现在的企业或商业机构的运作常需要使用多种功能的设备，如电话机，个人计算机，工作站等，而这些设备又常常需要联网运行，以提高工作效率，实现信息、资源的共享；同时为了环境的安全、保密等要求，又要设置安全保密系统，防盗防火报警系统、电子保安系统、无人值守系统等；为了保证工作环境的舒适，还需要供暖、空调、通风、背景音乐等系统。
此外由于用户对图文话音、数据等多媒体传输的要求也越来越多，速度也越来越快。
这样对大厦在建成之初就能提供一套系统的网络解决方案就变得势在必行了；同时这对于提高大厦本身的档次更吸引顾客和方便雇员的工作以提高效率和效益，也是不可缺少的条件。
结构化布线就是以满足所有通信、电力设备在现在和将来的布线需求为主要目标，而发展起来的一种整体并且开放的配线系统，它不仅能为大楼提供电讯服务，还能够提供通讯网络服务，安全报警服务，监控管理服务，是大楼实现通讯自动化、办公自动化、楼宇自动化的基础。
随着现代化通信网络技术的发展，高速以太网、FDDI网、ATM网的普遍使用，建筑物对布线系统的要求除标准的通讯接口外，还需要相当宽的频带，较高的传输速度（155MB/S直至2.5GB/S）以及很高的灵活性。
结构化布线系统采用模块化设计，易于配线上的扩充和重新配置在物理结构上采用分级的星型分布，以利于数据的采集及信息的传递。
它能以最好的性能价格比来满足未来综合业务数字网（ISDN）和ATM的要求。
结构化布线系统支持的设备品种繁多，在使用时相当灵活，外观及布局上也适应整个环境，简洁美观。
如在一个房间内，要考虑工作人员的数量，采光情况，工作习惯等多种因素，设置多个标准口。
布线系统采用的设备皆为专用设备，包括传输媒介（双绞线，光纤）、配线箱（电缆配线箱，光缆配线箱，连接器）、标准信息插座、插头、适配器、电子保护器装置以及专用的安装工具、检测工具等。
结构化布线系统采用的传输介质包括双绞线和光纤。
双绞线包括非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）。
UTP是目前结构化布线系统广泛采用的传输介质，它具有安装简单、价格低廉等特点；STP具有对外界信号的抗干扰能力和对其传输信号的保密能力，尤其适合使用在安全性要求很高和设备很多的环境中，但此类系统的造价较高，也不易实现，在欧洲用得多一些。
光纤作为传输介质具有传输效率高，保密性好，扩展性强等优点，但是光纤系统需要光电转换装置，这些设备价格较贵。
因此针对海委防汛信息网的实际情况我们采用UTP和光纤相结合的方式作为本布线系统的传输介质。
3.4布线标准
3.4.1设计依据的标准
IEEE802标准
EIA/TIA-568A标准
ISO/IEC11801标准
EIA/TIA569标准
3.4.2安装和设计依据的标准
建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范
工业企业通信设计规范
EIA/TIA-569标准。
第四章校园网信息管理平台
上面对校园网的硬件设施已进行了详细的规划设计，但体现校园网能否真正达到辅助教学的目的，除了有一个先进的网络硬件设施，还需要一个功能全面的网络核心——校园网信息管理平台，它是校园网的灵魂。
教育之星校园网信息管理平台主界面
下面是教育之星校园网信息管理平台的模块设计（浅色部分模块正在开发中或外挂软件）：
下面详细介绍各模块的功能：
4.1行政事务管理
4.1.1教工档案管理
教工档案的员工登记包含全校教职员工的基本资料，提供了在职查询、在职统计、离退查询的基本数据，大大方便了学校的员工统计工作，人事台帐一目了然。
4.1.2党政活动信息
学校党组织的机构信息，党员资料查询、统计，计划发展的培养对象，党组学习计划及年度工作计划等。
4.1.3学校机构设置
每个学校都有不同的机构设置，在学校运作过程中也会出现机构改革（部门增减、改名等），这样就需要进行机构设置，本系统还包含部门信息、花名册、通讯信息三个模块，具体描述了校内各部门的管理层次。
4.1.4公文管理
校内公文管理是一个既重要又繁琐的工作，本系统按校园公文的管理规范，在生成公文时同时定义密级、文件号、发文单位，以及文件主题、校对人和分发份数，公文起草人只需要往上填充即可，操作简单。
公文的查询分“待签发”“已签发”“已发文”三类，公文从建文、签发到发文整个过程，按指定的工作流自动流传，最后执行公文归档，形成档案。
4.1.5请示报告
请示报告是校内办公过程中流传最多的报告之一，教职员工只需在电脑上创建申请，系统即自动把报告传送至上一级负责人处审批，之后又自动传至校领导处，审批后又自动回复申请人，整个过程都在各关系人的电脑上执行，免除以往面呈报告所出现的多次往返找人签字的麻烦。
出差在外的校长，只需有手提电脑即可进行远程办公，不会因为不在学校而耽误学校的正常运作。
4.1.5规章制度
学校各项规章制度的查询。
4.1.6会议管理
校内各种会议的预约、安排，会议纪要的记录、归档等，会议各种资料的查询，操作简单明了。
4.1.7校车管理
包括校车登记、校车使用、申请用车三个模块，校车的使用管理一直是学校较为复杂的工作，本系统使工作简单化，校车去向明确，预约登记避免了用车的冲突，提高校车的使用效率。
4.1.8值班安排
专人负责值班老师的值班排期，自动通知关系人值班时间，可按日期、人员查询所有值班安排，值班日志自动记录归档。
4.1.9出差登记
本模块由办公室人员录入出差员工的出差时间、地点、人员，明确学校员工的动向。
4.2教学管理
4.2.1教学设备管
升级会员 