校園網設計與建設論文

摘 要 本文着重論述了校園網設計與建設過程中確立建設校園網的目標，校園網的技術方案設計，資訊資源建設，應用軟件的開發，網絡管理與安全五個關鍵問題。

關鍵詞 校園網，設計，建設，開發，管理，安全

近年來，校園網絡的建設在中學掀起一股熱潮，許多中學都建起了自己的校園網，形成了一個覆蓋全國的計算機網並透過專線與Internet連通。這一方面加強了學校與國內外的聯繫，有利於及時瞭解國內的資訊，有助於提高學校的科研教學水平；另一方面，校園網的建立及以其爲基礎的管理資訊系統的開發，也有利於各學校管理水平的提高。建設校園網對每個學校來說都不是一件容易的事情，校園網不只是涉及技術方面，而是包括網絡設施、應用平臺、資訊資源、專業應用、人員素質等衆多成份的綜合化、資訊化教學管理環境系統。應此每個校園網的設計、建設都要經過周密的論證、謹慎的決策和緊張的施工。根據實踐經驗和研究，作者認爲，在設計與建設校園網的過程中，要把握以下五個關鍵問題：

1.確立建設校園網的目標

確立校園網建設的目標，不僅要考慮技術方面，更要考慮環境、應用和管理等，必須與學校各方面改革、建設相結合，與學校長遠發展相結合，科學論證和決策。根據這樣的使用要求：建設一個技術先進、擴展性強、能覆蓋全校主要樓宇的校園主幹網絡，將學校的各種PC機、工作站、終端設備和局域網連接起來，並與有關廣域相連，形成結構合理、內外溝通的校園計算機網絡系統。在此基礎上建立的校園網應具備以下三點應用目標：首先，學校的目的是透過教學過程來培養人才，因此對教學過程提供直接支援應是校園的基本功能。其次，校園網必須能夠支援學校的日常辦公和管理。再次，與Interent的聯接也是校園網的基本功能之一。聯接Interent可以使學校把目光投向更廣闊的社會空間。大大擴展師生獲取知識的途徑，還可以增強校內外的溝通以及自由地發佈教育消息。

2.校園網的技術方案設計

校園網的設計應儘量採用符合國際工業標準的、比較成熟的技術，兼顧網絡技術的發展方向，選擇結構化、可擴充、多用途的網絡產品，保證網絡在較長時間內不落後。同時網絡設計應結構合理，在通信網絡、資源配置、系統服務和網絡管理上有良好的分層設計，使網絡結構清晰，便於使用、管理和維護。另外網絡應堅持高效實用的原則，着眼於教學、科研、管理的實際需要，用有限的資金優先解決工作急需的問題。校園網的技術方案設計分以下5步：

（1）網絡體系結構的選擇

網絡體系結構是指計算機通訊系統的整體設計，它爲網絡軟件、硬件及網絡通訊協議、數據存取控制和拓撲結構提供標準。因此網絡體系結構的選擇是實現校園網建設目標的核心環節。在充分了解各種網絡的特點、性能、價格的基礎上，根據學校的實際應用，考慮學校能夠投入的資金及現有的設備、局域網和其它資源情況，進行綜合分析，確定符合自己需要、有利於開發利用、有利於發展擴充、性能價格比高的網絡方案。

現有的網絡技術主要有FDDI、千兆以太交換網、ATM等可供選擇。目前，FDDI在100Mbps傳輸技術上最成熟，但其基於帶寬共享的傳輸技術從本質上限制了大量多媒體通訊同時進行的可能性，且支援數字化語音、圖像的新一代FDDI標準遲遲未能發展出來，FDDI正在被ATM和千兆位以太網技術迅速取代。作爲一種全新的技術，千兆以太網是快速以太網的延續，是性價比很高的一種主幹網技術，但由於千兆以太網所涉及的標準還沒有全部確定，各廠家間的相容性也有待測試，使其不能提供嚴格服務質量保證。在對傳送視頻應用等響應時間不可預測的網絡中，千兆以太網將不是最佳選擇。ATM技術的出現比千兆以太網早了三年多，而且目前的ATM網絡市場相當繁榮，ATM能提供較高的網絡帶寬和服務質量控制，具有適合於語音、視頻、數據傳輸的特點。考慮到多媒體技術的迅速發展和現代學校教學中大量多媒體課件的.開發應用，目前一種能滿足網上大量多媒體資訊傳遞的需要，比較先進和穩定的方案是採用ATM作主幹，局域網和用戶端仍採用以太交換網的方案。

（2）確定合適的網絡拓撲結構

當計算機臺數較多或可靠性要求高時，優先考慮採用星型或樹型連接；對於少數幾臺距離較遠或可靠性要求不高，共享任務不繁重，可考慮用一根電纜進行總線型連接。實際的拓撲結構常爲以上兩種方式的綜合。

（3）設備的選擇與佈線系統的設計

選擇網絡設備，首先要符合CERNet、Internet等國內、國際聯網標準；其實要能支援多種網絡協議，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用網絡協議，具有良好的可靠性、可擴充性和可管理性；第三，價格在預算範圍內，有良好的性能價格比；第四，應選擇信譽高的網絡產品公司的優質產品，其國內外有成功的使用經驗，有良好的售後服務。

組成校園網的硬件有以下四類：一是網絡服務器；二是網絡工作站、三是網絡適配器，又稱爲網卡；四是連接線，學名"傳輸介質"，主要是電纜或雙絞線，還有不常用的光纖。

出於硬件上的專門考慮，有條件最好購置專門的檔案服務器。因爲服務器的硬盤存速度對網絡的影響很大，所以專用的服務器就對數據存儲、速度、可靠性都有考慮，諸如硬盤鏡像、雙工等容錯技術一般都會得到應用。不過一般的小型校園網，採用PII級的微機，配備一個或數個的大容量硬盤和一個32位的網卡也可以滿足要求。

網卡雖然有16位和32位之分，但一個網絡無論用16 位或32位網卡，最好均用同一品牌，以保證良好的相容性。一般而言，市場上相容產品的質量還可以，對小型校園網的影響不明顯。目前購買網卡應購買即插即用型網卡。

常用的傳輸介質分爲同軸電纜和雙絞線兩種。同軸電纜又分爲粗同軸電纜和細同軸電纜。粗同軸電纜主要用於基幹線（Back-bone）的建設。細同軸電纜使用BNC接口，主要用於計算機間的網絡連接，但因接頭易鬆，可靠性差，將會逐漸被雙絞線取代。雙絞線又分屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽又絞線（UTP或電話線）。目前常用的UTP雙絞線分五類和三類兩種規格，一般小型局域網（10M）用三類。可靠性，速度要求高的大局域網（100M網）用五類，使用RJ－45接口。聯網最好優先考慮採用雙絞線連接各種設備，因其可靠性較好，價錢也便宜。網絡佈線系統設計應根據網絡技術選型進行佈線設計：第一，應符合國際開放式佈線標準，並與學校現有樓宇改造佈線特點相結合；第二，應選擇國際上可靠的PDS設備生產廠家的產品；第三，網絡整體佈線結構合理，有足夠的冗餘，便於以後的網絡擴展，並有可靠的質量保證。

（4）網絡操作系統的選擇

目前，網絡操作系統有三大陣營：Unix 網絡操作系統有較長曆史，良好的網管功能，豐富的應用軟件支援。Microsoft網絡操作系統有代表性的是Windows NT，它是32位多任務處理的操作系統。Novell網絡操作系統是佔世界局域網主流的操作系統。對有服務器的局域網來說，新建網優先選用NT，"老"網改造採用Netware 4.10或5.0較爲合適。在小型的對等網環境中，若只想共享檔案和資源，要求成本低、維護簡單且對安全性要求不高時，用WIN95／98很合適。

（5）系統集成商的選擇

與技術和設備選型相適應的一項重要工作是系統集成商的選擇。系統集成商應有雄礙的技術力量；有豐富的網絡集成實際經驗，有較多承攬大型網絡工程的成功範例；在業界有較高的商業信譽和售後服務質量；地理位置儘量靠近，具有快速的響應和解決問題的能力；能提供全面系統的技術培訓。

3、資訊資源建設

校園網資訊資源建設，是以校園網絡爲基礎，依據教學、科研和管理工作的具體需要，對資訊資源進行合理的規劃，有效地組織管理和開發，提供學校Internet資訊服務。校園網資訊資源建設包括以下3個方面：

（1）教學資訊資源建設

建立專業資訊庫，爲專業教學和研究提供資訊服務，根據各學校具體專業情況建設多媒體教學資訊庫，以滿足學校多媒體教學需求爲主要目的，建立多媒體素材庫、多媒體課件庫等大型數據庫，並建立相應的多媒體課件和CAI專用Server，提供多媒體資訊服務，爲教學改革提供最有效的輔助手段。透過網絡實時傳輸多媒體資訊，在課堂上實現多媒體資訊檢索和課件運用；透過CAI課件調用，爲教師備課、研究和學生自學提供有效的手段；透過E－mail進行教學雙方課後資訊交流等。爲科學實驗和研究提供數據傳輸和處理的有效手段，在網上建立計算中心，設立數據計算、CAD、模型設計等專用工作站、服務器，進行科學實驗數據處理和快速傳遞，輔助科學研究。開闢網上學術交流渠道，推進學術和教學研究，利用BBS、Netnews設立學術討論欄目，專業人員可在相應欄目中發表學術觀點，報告研究進展和成果，進行學術交流。

（2）管理資訊資源建設

校園網是爲學校各部門服務的，學校內的資訊就顯得特別重要。按學校部門職能來組織，應包括以下資訊：

·辦公資訊：提供學校校史發展、規劃以及校內新聞等內容。

·人事資訊：提供全校職工的個人資訊以及查詢全校職工人數、男女比例、年齡結構、職務、職稱結構等。

·服務資訊：提供學校財務狀況、工資發放等，這需要有相應權限纔可以看到。

·編輯部：發佈校刊、校報的目錄及各個部門稿件統計結果。

·圖書資訊：提供全校圖書、書目、圖書流向等。

·學生資訊：提供全校學生的基本狀況。

·教務資訊：提供全校的教學計劃、教室分配、課程安排、試卷庫管理等。

·科研資訊：提供學校的科研狀況及查詢鑑定的科研成果和發表的論文。

·設備資訊：提供全校的設備資訊。

·各教研組資訊：提供本教研組的教學計劃、教室安排、課程安排、教師安排、實驗安排等。各部門提供並維護自己的資訊，對他人的資訊只能查詢。

（3）外部資訊資源建設

採用多種方式與CERNet、中國教育資源資訊網和Internet等廣域網連通，方便用戶訪問。發揮各學校專業教學和科研的優勢，在開發內部資訊資源的同時，積極籌劃對外服務的數據庫建設。

4、應用軟件的開發

爲發充分發揮校園網的作用，各校應根據自身的條件及需求直接購買或自主開發或出資聘請專業人員，專業公司共同開發適合自身需求及特點的一些應用軟件，如網絡辦公軟件，財務軟件，圖書管理系統，教學管理系統軟件，網絡綜合資訊服務平臺，基於PC的數據庫服務器軟件產品等。

5、網絡管理與安全

網絡安全是任何計算機網絡建設必須解決的重要問題，校園網建設應把網絡管理與安全放在突出地位。

（1）建立網絡資訊管理機構

成立網絡資訊管理的三級管理體系：學校資訊管理委員會，即網絡資訊管理的最高領導機構，負責網絡資訊管理政策、法規及發展規劃的制定和宏觀協調；網絡資訊管理中心，即網絡資訊管理的職能機構，負責管理工作的具體組織實施、技術培訓和應用開發的指導、協調；網絡管理員，即各辦公室和教研組網絡資訊管理者，負責本單位局域網及其資訊開發的協調。

（2）制定網絡資訊管理制度和規範

制定網絡資訊管理工作制度和規範，使網絡執行和開發應用 有章可循，有法可依。內容包括四類：網絡資訊管理機構和人員職責；網絡資訊管理工作制度，包括值班制度、彙報制度、登記統計制度、培訓制度等；資訊標準和資訊工作規範；網站開設、維護和用戶上網規程等。

（3）正確實施網絡資訊管理

包括設備管理、技術管理、計費管理、資訊管理和使用管理。

（4）採取配套的網絡資訊安全措施

包括防火牆設定、網絡防殺病毒、數據加密和資訊工作保密制度等。

（5）人員培訓

這包括網絡管理人員、維護人員及普通用戶的培訓，這對於以後正確地使用網絡、管理好網絡非常重要。

只注重有形的網絡的建設而忽略了無形的文化的建設是校園網失敗的最關鍵的原因。這裏所指"無形的文化"是指人們的觀念、工作方式、利益結構、學校的管理運作模式等看不見、摸不着的東西。從某種意義上講，校園網的建設絕不僅僅只是涉及到技術問題，而是會引起更深層次的變革，也就是說資訊技術所帶來的一場變革會徹底改變我們的生活方式和工作方式，對一這一點對我們應用清醒的認識。

參考文獻

〔1〕伍培．局域網實戰作答．計算機應用文摘，1999．第四期。

〔2〕崔亞峯，劉邦奇．校園網建設綱要．計算機世界  日報，1999.6.21

〔3〕（美）Andrew S. Tsanenbaum著．熊桂喜、王小虎等譯．計算機網絡（第三版）．清華大學出版社，1998