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曙光中小学校园网建设方案

【编者按】
  第一阶段,校园网的概念是以硬件集成为主,那时的校园网只是一个硬件平台;第二阶段,在有了一定的硬件基础之后,人们又提出了以教学应用软件集成为主的“软件建网”的校园网概念,这也是当今大多数校园网所采用的模式 
 
 
 

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1.平台定义
第一阶段,校园网的概念是以硬件集成为主,那时的校园网只是一个硬件平台;第二阶段,在有了一定的硬件基础之后,人们又提出了以教学应用软件集成为主的“软件建网”的校园网概念,这也是当今大多数校园网所采用的模式;但随着认识和实践的进一步深入,越来越多的人发现,硬件加软件的模式还远不能发挥出校园网的优势,校园网应该建构在全新的教育模式之上,而不应依附于传统的教学模式。这样,第三代校园网的概念便应运而生了,那就是:

硬件+软件+现代教育模式

2.关键特征
 1、校园网是以网络技术为基础的学校信息化集成应用系统。
 2、校园网以信息装置的互联运行为技术支持,以学校应用软件和教育资源为核心,以建构现代教育模式为目的。
 3、校园网要为学校信息化提供全方位的服务,包括教育教学、教育管理、教育研究、日常办公、信息交流和通讯等。
 4、校园网建设是对学校的未来进行重新设计第三代校园网的结构。

3.结构剖析

l、纵向结构
由现代教育模式、学校应用软件和教育资源、硬件架构构成;
2、横向结构
由校园网基础网、子网、专网、全网构成。
3、校园网基础网是指能够简单地实现学校的管理、教学、信息交流等功能的校园网。由“硬件网络+校园网操作系统+现代教育模式”构成。
4、校园网子网是指配备某方面学校应用软件,专门为满足学校单一方面功能需求而建立的,但又不具备校园网操作系统全方位功能的局部网络。
5、校园网专网就是“子网+基础网",它是专门为满足校园某一方面业务需要,具有至少一个业务应用软件支撑,同时具有资源共享、远程数据交换和业务指向功能的校园网。
6、校园网全网就是“校园网操作系统+备课、教学、学习、管理、远程教育5个专网”,能够实现学校在网上全面深入地进行管理、备课、教学、学习及远程教育等的校园网。

4.功能定位
1、管理工作
可以实现学生档案、教师人事、财务等管理手段的现代化。包括学生的学籍管理、自然情况、学生的成绩评定,及在相应群体中的位次确定;教师的人事档案、业务考核、工作、继续教育等等。比如,校长可以随时随地调出任一学生的学习情况,任一教师的业务考核情况,以及学校财务的收支情况等。
2、学校政务
可以通过BBS电子公告板发布学校的通知、公告等,下载上级教育行政部门的文件、信息等,还可通过INTERNET互联网向全省、全国甚至全世界进行信息发布。
3、教学工作
通过教师电子备课系统、计算机辅助教学系统、视频点播系统进行高质量、高效率的教学工作。 
4、教研工作
可在网上查询资料,进行最广泛的经验交流,随时了解全国教科研的最新动态。
5、学生学习
学生在多媒体教室可以学习与自己能力相当的内容,真正实现分层次教学,还可根据自己的兴趣、特长和自己喜爱的学科,在网上进行科学探索,利用网上资源开展丰富多彩的课外活动,进行行科学实践、撰写科学论文,培养的学生的创新意识,为培养学生的个性特长提供了广阔的空间。
6、学术交流
通过远程通信可与国内著名的大学、各重点中学进行学术交流、学校管理经验的交流;远程会议系统使你足不出户就可以参加全国以至更大范围的会议。 此外,在网上还可得到高考招生、录取及学校专业介绍等有关信息;素质教育动态、教科研最新成果;在网上查询国家、省、市有关政策、文件等。

5.建设内容
校园网的建设主要包括基础设施建设、教学软件建设和人员培训等三项基本内容。按第三代校园网需求比例划分为4:3:3。

5.1基础设施建设
校园网络系统主要包括网络布线、网络设备(交换机、路由器、服务器等)、网络工作站和系统软件等。
5.2教学软件建设
教学软件建设是校园网的核心内容。而教学资源库是重中之重,我们将利用我们的技术优势帮助学校不断完善教学资源库和管理信息库,以满足教学、学习、软件开发、管理、信息查询等需要。

5.3专业人员培训
人员培训是校园网能否正常运行和发挥使用效益的关键。各地应组织多种形式多种方法的培训,包括现场培训、专业课程培训、24小时热线电话等。同时也希望学校合理组织教师和学校管理人员参与校园网的软件和硬件建设工作,努力建立起学校的信息化骨干队伍,共同促进校园网建设和应用。

一.校园网整体方案设计

1.综合布线设计
1.1综合布线简介
 综合布线系统 (Premises Distribution System)全称“建筑与建筑群综合布线系统”。它是随着现代化通信需求的不断发展、对布线系统的要求越来越高的情况下推出的从整体角度来考虑的一种标准布线系统,是为满足未来高速网络的需求而设计的。它使用高品质标准材料,采取组合压接的方式,因此使用其元件很容易组合成一套完整的配线系统 (不需要长期的专业人员维护)。同时采用高质量双绞线和光纤可以同时传送话音、高速数据、高显像度图片并符合ISDN标准。当然与外部通讯网络相连接也不会有任何困难。
 
典型结构化布线示意图 
 

根据EIA/TIA 568标准,建筑物综合布线系统由六个独立的子系统组成:

1、工作区子系统(用户端子)
由终端设备连接到信息插座的连线组成,它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线,并在终端设备和I/O之间搭桥。
 
工作区子系统示意图 
 


2、水平子系统(平面楼层系统):
实现信息插座和管理子系统(配线架)之间的连接。一般采用双绞线,为语音及数据的输出点。
 
水平子系统示意图
 

 


 

 

3、   主干子系统(垂直竖井系统):
实现计算机设备、程控交换机和各管理子系统间的连接。常用介质是多芯双绞线、光纤。

4、 管理间子系统(布线配线系统):
实现配线管理,通过使用颜色编码,使得追踪和跳线变得很容易。此外,它的体积小,比传统的配线箱节省50%的空间。

5、 设备间子系统(机房子系统):
提供主干与网络连接的硬件环境与接口,如PBX、大型机、计算机网络通讯中枢等设备。在该子系统中有大量硬件设备,集中了大量的通讯干线。

6、 建筑群子系统(户外系统):
实现建筑物之间相互连接,包括支持楼群之间通信的传输介质及各种支持设备,如电缆、光缆及电气保护设备;以及微波,无线电视等其它通讯手段。

1.2 设计遵循原则
 计算机网络涉及到许多内容和协议,每个协议都拥有在遵循国际标准的基础上各自的特点,对布线要求有着一些差别,同时随着技术的发展,用户对带宽和频宽需求的增加,对布线的要求是在不用作较大的改变的同时,适应新的技术和用户站点的增加或传输速率的增加,具有更好的智能性和灵活性。
 结构化布线满足当今市场的需求:如电话、计算机、保安、电传、以及电脑辅助设计工作站和集中控制系统。
 作为整个网络系统乃至整个集成系统的基础,布线系统必须具有这样一些特性:

l、可靠性、实用性 
布线系统要能够充分适应现代和未来技术发展,实现话音、高速数据通信、高显像度图片传输,支持各种网络设备、通讯协议和包括管理信息系统、商务处理活动、多媒体系统在内的广泛应用。布线系统还要能够支持其它一些非数据的通讯应用,如电话系统等。 
2、先进性
布线系统作为整个大楼的基础设施,要采用先进的科学技术,要着眼于未来,保证系统具有一定的超前性,使布线系统能够支持未来的网络技术和应用。
3、灵活性
布线系统对其服务的设备有一定的独立性,能够满足多种应用的要求,每个信息点可以联接不同的设备,如数据终端、模拟或数字式电话机、程控电话或分机、个人计算机、工作站、打印机、多媒体计算机、和主机等。布线系统要可以连接成包括星型、环型、总线型等各种不同的逻辑结构。 
4、模块化 
布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外,其余所有的设备都应当是可任意更换插拔的标准组件,以方便使用、管理和扩充。 
5、扩充性 
布线系统应当是可扩充的,以便在系统需要发展时,可以有充分的余地将设备扩展进去。 
6、标准化
布线系统要采用和支持各种相关技术的国际标准、国家标准及工业标准,这样可以使得作为基础设施的布线系统不仅能支持现在的各种应用,还能适应未来的技术发展。 

综合以上设计需求,及技术规范,我们采用业界最有经验的独立 ,系统取向的通信布线公司 --BICC的结构化布线技术及产品,它是得到国际及中国认可的结构化布线产品。可以将话音、数据、图象等设备彼此相连,同时与外部通信数据网络相连,统一规划、设计,一步到位地汇集在一套模块化、 结构化的综合布线系统中,支持各类数据通信、多媒体技术以及信息管理和未来的发展。BICC建筑群综合布线系统 ,支持各种系统和设备集成,具有投资保护性,从而在硬件、软件、培训方面的投资不会浪费。为用户高速信息管理网提供一条实用的和可扩展的模块化介质通路。

1.3 设计考虑需求 
1、吊顶式天花板顶或架高地台层用于布线。
2、设备间有足够的空间用于安装配线架等。
3、安放主干的分配线间有足够的空间用于安装配线架等。
4、用户完成对建筑物的整改工作。
5、对布线系统的修改(不包括增加和改变跳线)须另外核算。
6、施工过程中,用户提供存放PDS材料的地方。
7、用户配合提供施工用水、用电。
8、用户协调各个施工队的工程配合。

2.网络平台设计
 网络平台在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位,它是整个网络的基础。在网络平台上,数据传输、信息发布、资源共享、学校以后的BBS、办公自动化系统、VOD系统、远程教学系统、INTERNET接口、以及与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上。因此,主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率,速度快慢,网络性能等参数。因此,建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的主干网络,解决目前存在的带宽问题,和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题。 

3.服务器系统设计
3.1服务器技术参数
服务器是网络服务器用量最大的地方。服务器的选择标准很大程度上取决于中心客户的类型和应用种类。就中小学情况而言,Web应用和数据库应用仍然占整个数据中心的各类应用的主要部分。因此对服务器的网络响应能力在很大程度上体现了服务器的硬件体系结构设计的合理性、CPU或CPU组(SMP)对操作系统的进程或线程的分配能力以及磁盘I/O的性能。以及可行性与稳定性,同时散热、功耗和易安装性也是重点考察和评价的对象。基于以上考虑,所选的服务器必须具有高可靠性,I/O吞吐能力强,数据处理快,可扩展性和可管理性良好的特点。

1、可靠性
冗余是消除系统单点故障的重要手段。它可分部件级和系统级两种。系统级冗余指整个服务器系统的冗余,部件级冗余主要包括如下几点:
2、可热插拔冗余电源
3、可热插拔冗余磁盘和RAID技术
4、带ECC校验的内存容错
5、支持SMP技术的CPU冗余
6、多I/O卡(网卡、磁盘控制器)冗余容错
7、多段PCI总线冗余
8、I/O吞吐能力

 服务器可提供网络平台、文件服务、打印服务以及网站的信息浏览服务和其他的Internet/Intranet服务,为了加快访问速度,获得迅速的响应,要求网络、硬盘、I/O吞吐能力更大,可以从以下几方面来考虑:
1、采用PCI总线并发操作以提高系统I/O吞吐量
2、支持智能I/O技术,减轻主CPU的负担,优化总线的传输
3、采用先进的SCSI技术
4、支持10000转/秒以上的高速硬盘,巡道时间小于7ms
5、具有以上先进技术的I/O吞吐能力的服务器,可完全满足校园网目前以及将来的所有服务要求。

强大的处理能力
服务器的数据处理能力主要由CPU的处理能力,可扩展大容量内存和系统带宽所决定。
1、CPUPentiumIII以上处理器;
2、支持GB级的ECC、EDO内存;
3、支持100MHZ以上和高出并行PCI总线。
只有满足上述条件的服务器才可以突破瓶颈,改善服务器的系统带宽。

高扩展性
考虑到将来网络规模的扩大,服务器在选型时必须要兼顾高的扩展性,服务器通过外加设备的支持,可以支持更高要求的性能与速度。

1、可管理性
保证整个系统的正常运行和降低网络维护费用,需要使用具备优良系统管理功能的服务器,具体的指标如下所示:
2、支持外部管理总线(XIMB)和ISC(Intel Server Control)管理软件即可实现对系统进行远程管理;
3、能监控系统主板状态、电源状态、机箱内温度及风扇状态等,并能够及时的通过网络进行报警;
    
另一种常见的方法可以大幅提高服务器的安全性,这就是集群。
 
双机热备示意图


3.2大容量存储方案
3.3方案基本结构
根据从各方面得到的知识,我们把整个技术方案所涵盖的应用功能划分为“信息管理系统”、“校园教学辅助系统”、“教学资源系统”和“其他辅助性内容”等四个方面:

信息管理系统
信息管理系统是对学校各种管理信息的有机组织,是传统MIS的升级和提高——除解决对校务管理信息的有效组织之外,还提供有指导意义的资料分析和办公流程管理功能。

校园教学辅助系统
教学辅助系统直接服务于教学过程:在“信息管理系统”完成校务、教务管理的基础上,支持教师进行教学过程的准备和实施,师生、学生、教师间进行教学资料的交流和知识的表达和讨论、技能的在线锻炼等。

教学资源系统
教学资源系统主要由服务教学的各种资源有机构成。这些资源包括电子书刊、图片、声音、录音录像、教研论文、优秀教案讲义和课件等。

其它辅助性内容
为保证校园网的正常运行,网络的管理、安全防护等内容也是非常必要的。它们构成“校校通”校园的有机组成部分。

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