XX市教育城域网三通两平台规划设计方案建议书.doc

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XX市教育城域网及资源中心规划方案

XX市教育城域网

——三通两平台整体方案规划

二O一三年九月

目录

第1章. 现状及需求分析 4

1.1. 项目建设背景 4

1.2. 应用发展规划 4

1.2.1. 专递课堂 4

1.2.2. 名师课堂 5

1.2.3. 网络协作教研 5

1.2.4. 资源类应用 6

1.2.5. 互动教学 6

1.2.6. 教育管理平台 6

1.3. 建设内容 6

1.3.1. 三通两平台一中心 6

第2章. 城域网及资源中心方案整体设计 10

2.1. 设计原则与思路 10

2.2. 整体解决方案 12

第3章. 功能分市详细设计 14

3.1. 云数据中心——资源中心设计 14

3.1.1. 云平台数据中心建设目标 14

3.1.2. 数据中心云平台设计原则 16

3.1.3. 数据中心云平台总体设计 17

3.1.4. 云平台基础承载设计 20

3.1.5. 云平台计算资源池设计 25

3.1.6. 存储设计 28

3.1.7. 虚拟化平台设计 30

3.1.8. 云平台系统设计 36

3.2. 云通道建设——城域网/校校通方案 44

3.2.1. 需求分析 44

3.2.2. 链路选择 44

3.2.3. 方案设计 45

3.3. 云接入建设——班班通方案 52

3.3.1. 需求分析 52

3.3.2. 网络方案设计 53

3.3.3. 身份认证方案设计 55

3.4. 云管理规划——整网运维方案 58

3.4.1. 系统安全管理 58

3.4.2. 资源管理 59

3.4.3. 拓扑管理 61

3.4.4. 故障（告警/事件）管理 64

3.4.5. 告警深度关联分析与统计 65

3.4.6. 性能管理 70

3.4.7. 设备管理组件 73

第4章. 方案报价 75

第5章. 案例参考 75

5.1. 无锡教育云 75

第1章.现状及需求分析

1.1.项目建设背景

上世纪九十年代以来，通过一系列重大工程和政策措施，我市的教育信息化发展奠定了一定的基础。

随着教育模式的改革和新技术的不断涌现，信息化教学的应用不断拓展和深入，教学资源不断丰富，教育信息化在促进教育公平、提高教育质量、创新教育模式领域的支撑和带动作用初步显现。

《教育规划纲要》明确提出了信息化目标，即建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境，基本形成学习型社会的信息化支撑服务体系，基本实现所有地市和各级各类学校宽带网络的全面覆盖，教育管理信息化水平显著提高，信息技术与教育融合发展的水平显著提升。

1.2.应用发展规划

应用发展是十二五期间信息化建设的关键内容，建设与教学融合的应用体系是应用规划的目标。

结合目前国内外的先进经验，我市拟规划以下应用内容。

1.2.1.专递课堂

同步课堂：

同步课堂基于XX市电教馆资源中心提供的机构空间、学校空间、教师空间进行。

1个播出教室和1-5个接收教室构成一个虚拟课堂。

教育局在其空间内，利用同步课堂组织管理工具，统一组织播出学校和接收学校，统一安排虚拟课堂课表，并组织教学。

播出学校和接收学校也可自行配对，在其空间内向教育局提出申请。

推送资源：

市资源中心根据教师需求情况将支持课堂教学的优质资源包推送到教师空间，帮助教师备课、上课、进行教学评价。

教师在教学活动中生成的资源可以提供到国家数字教育资源公共服务平台上进行共享。

探究性学习：

市资源中心通过推送探究性学习工具和资源，提供智能导航帮助教师开展探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生增强运用信息技术分析解决问题的能力，学会学习。

帮助教师运用探究学习模式开展日常学科教学。

学生也可利用相应工具自行组织探究性学习。

1.2.2.名师课堂

名师讲堂：

名师讲堂模式主要用于名师讲解学科重点难点，帮助学生更好地达成学习目标。

讲授内容以各学科和专业课程章节重难点和期末总结为主。

名师导学：

名师导学模式通过将教师课堂讲授与智能学习系统（“名师”）的诊断与导学相结合，实现差异化教学和个性化指导，提高学生学习能力。

1.2.3.网络协作教研

跨校网络协作教研

跨区域网络协作教研模式是利用国家数字教育资源公共服务平台提供的虚拟教研社市功能，组织不同市域教师开展协作教研活动，实现交流学习、优势互补、共同提高。

名师工作室

名师工作室模式用于有组织地开放以特级教师和学科骨干教师本人命名的教师空间，为广大教师有针对性的选择与自己教育教学相关的专家或专家团队进行持续的教学科研提供服务。

1.2.4.资源类应用

在市资源中心以自建、学校提供、企业提供等多种方式将传统知识点和学习内容电子化，以趣味、生动的方式呈现，提高学生学习兴趣和理解能力。

1.2.5.互动教学

在教学过程中融入互动的体验，远程学习（名师讲堂类）时学生与老师远程互动，教学过程中与家长互动等。

1.2.6.教育管理平台

将传统的OA办公、学籍管理、考勤系统、考核系统、行政办公系统、E-Mail等管理类系统统一为教育门户，提供一体化的教育管理工作平台。

1.3.建设内容

1.3.1.三通两平台一中心

两个平台，一个中心

所有的应用规划从对象角度来市分可以分为两大平台，一个是教学资源公共服务平台，一个是教育管理公共服务平台。

两平台均以应用软件方式呈现，需要一个统一的硬件数据中心来承载，所以建设的首要内容就是“两个平台，一个中心”。

资源到校——校校通

两大平台的内容统称为“资源”，资源市内学校共享的财富，实现共享的手段就是将资源送到学校，也就是通过网络实现学校与教育局资源中心的连接，也即传统校校通的建设部分。

资源到班级——班班通

让学生在教室就能使用优质的教学资源，实现与远程名师的在线互动，就是资源到班级的建设内容。

包括多媒体教室，无线网络覆盖班级实现班班通。

资源到个人——人人通

学生放学后依然能使用教学资源，老师在家、出差时期也能便捷使用备课系统，家长辅导学生等应用场景的实现，就是建设人人通空间，学生、家长、老师都能随时随地访问的内容。

第2章.城域网及资源中心方案整体设计

2.1.设计原则与思路

城域网及资源中心的建设原则是能够高效、安全、绿色的支撑应用系统的使用，相比传统城域网建设，体现在几个层面的变化：

1、数据中心的形成

相比传统服务器部署而言，资源中心的建设要求有统一的数据中心来承载两大平台的运行

2、虚拟化的使用

为了整合资源中心的硬件资源，会大量使用虚拟化技术来建设弹性的资源池；

3、应用类型对网络带宽的消耗

应用的规划以动画、视频、互动等大流量应用为主，相比传统网络带宽要求提升10~20倍；

4、用户规模的剧增

资源的使用者增加了学生，相比传统只有老师使用的环境，用户规模增加了10~20倍；

5、流量模型的变化

用户的访问模型以学校访问资源中心的流量为主，基本上为纵向流量；

6、允许断网时间的变化

教学系统上网意味着对网络可靠性的要求提高，允许断网时间应该控制在分钟级别；

所以在城域网和资源中心的设计上需要遵循以下原则：

高性能——骨干网络性能是整个网络良好运行的基础，设计中必须保障网络及设备的高吞吐能力，保证各种信息（视频、动画）的高质量传输，才能使网络不成为业务开展的瓶颈。

高可靠性——网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证，在网络设计中选用高可靠性网络产品，设备充分考虑冗余、容错能力；合理设计网络架构，制订可靠的网络备份策略，保证网络具有故障自愈的能力，最大限度地支持系统的正常运行。

网络设备在出现故障时应便于诊断和排除，充分体现计算机网络的高可靠性。

安全性——制订统一的网络安全策略，整体考虑网络平台的安全性，保证师生能够安全、绿色的使用资源。

独立性——学校与教育局之间采用公网连接会导致一些应用系统的不可用（比如名师讲堂、双向教学等），而且公网连接也使得网络不安全、不可控等隐患，所以教育局与学校之间应该采用裸光纤或者VPN方式连接；

技术先进性和实用性——在保证满足校园业务、应用系统业务的同时，要体现出网络系统的先进性。

在网络设计中要把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。

标准开放性——支持国际上通用的网络协议、路由协议等开放的协议标准，有利于保证与其它网络（如中国教育网、公共数据网、学校之间等其它网络）之间的平滑连接互通，以及将来网络的扩展。

灵活性及可扩展性——根据未来业务的增长和变化，网络可以平滑地扩充和升级，最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。

可管理性——对网络实行集中监测、分权管理，并统一分配带宽资源。

选用先进的网络管理平台，具有对设备、端口等的管理、流量统计分析，及可提供故障自动报警。

强QOS、强组播特性——城域网因为对视频、音频等多媒体业务的需求较大，所以整个网络具有较完善的QOS特性对教育网而言就显得尤为重要。

能不能对关键业务进行带宽优先保证尤其是那些对时延敏感的业务进行保证是教育网必须考虑的一个重点，为实现市别服务，整网端到端的QOS特性机制是优质网络业务的保证。

另外组播特性对于有效的保证多媒体流传输性能和节省带宽也有非常重要的意义，基于组播的控制特性也会进一步保证组播流的控制、管理和安全，从而为实现教育城域网的多业务支持提供保障。

兼容性和经济性——兼容性，能够最大限度地保证学校现有各种计算机软、硬件资源的可用性和连续性，为不同的现存网络提供互联和升级的手段（如现有的双向教学系统），保证各种在用计算机系统（包括工作站、服务器和微机等设备）的互连入网，充分利用现有网络资源，发挥主干网的优势。

经济性，就是在充分利用现有资源的情况下，最大限度地降低网络系统的总体投资，有计划、有步骤地实施，在保证网络整体性能的前提下，充分利用现有设备或做必要的升级。

2.2.整体解决方案

XX市教育城域网的整体网络拓扑如下图所示：

整个网络分为接入层（学校）、核心层、管理中心、电教馆办公网、城域网资源中心以及网络出口等6个模块。

接入层

在接入层，每个学校的出口采用一台SR/MSR路由器作为出口网关，通过运营商分配的专用线路连接到市教育局的网络核心。

核心层

在核心层采用两台H3CS10508核心交换机，通过IRF2技术虚拟成一台，以保证网络核心的可靠性，同时成倍提升网络性能。

核心交换机上除了提供连接各功能区所必须的以太网接口外，还部署防火墙、IPS、流量分析等多种业务插卡，为整个教育城域网提供安全保障。

管理中心

管理中心作为整个教育城域网的总指挥部，部署网络管理系统、安全管理系统、虚拟化管理平台等管理系统，以便于管理人员对整个城域网进行统一规划和管理。

电教馆办公网

电教馆办公网作为城域网的一个单位接入城域网核心。

同样考虑到安全性和可管理性，建议所有办公网络汇聚到一个节点与核心交换机互联，通过核心交换机部署安全设备保证网络的安全性。

资源服务区

在资源服务区，通过虚拟化技术建立计算资源池和存储资源池，为教育资源平台动态分配硬件资源，从而提高硬件资源的可靠性和可扩展性。

资源服务市通过若干台（依据具体服务器数量而定）数据中心级接入交换机与城域网核心相连，构成教育资源平台和各个教育单位数据互通的通道。

出口区

整个教育城域网将拥有两个网络出口，一个连接到教育城域网中心，一个连接到互联网，作为整个教育城域网公网出口。

第3章.功能分区详细设计

3.1.云数据中心——资源中心设计

3.1.1.云平台数据中心建设目标

XX市城域网数据中心是数据大集中而形成的集成IT应用环境，它是各种IT业务和应用服务的提供中心，是数据运算/交换/存