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中小学校园网设计方案

科学技术的进步，尤其是信息技术的高速发展，使得计算机技术和通信技术已成为信息技术的主体。计算机网络正是这两种技术相结合的产物，在信息技术的带动下，计算机网络发展的非常迅速，已经成为信息科学的一个新的分支。
随着计算机网络的发展，特别是INTERNET的日益普及，各教育科研部门的计算机网络的建立和应用已经开展起来。1994年由国家教育委员会主持的“中国教育科研网（CERNET）”的正式启动，“校园网”就随着全国各高等院校计算机网络的建设而引起了人们的广泛关注。近年来，有很多中、小学也加入到校园网络建设的行列，建设和使用校园网络已成为一种普遍趋势。
关键词：校园网、需求分析、技术要求、主干网、网络建设

凡是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置相应的管理、应用软件，以实现计算机的资源共享、数据交换的系统，称为计算机网络。校园网实质上是服务于学校教育、科研的一种局域网。那么，中、小学的校园网应该如何设计呢？本文以肇庆职业学校校园网的设计与实现来阐述。
首先，需求分析，也就是校园网建设的目标，中、小学校园网建设其目标一般是实现资源共享，同时对一些特殊的输入、输出和存储设备进行共享，减少不必要的重复劳动和大量资金投入；提供校内信息资源管理（档案、图书等）、事务管理（人事、财务、教务等）、办公应用、课堂教学以及电子邮件、WWW等服务，从而实现校内教育教学管理的现代化的需求；校园网建设必须具有高速的网络传输速度，提供文、图、音、像相结合的多媒体信息的传输，以便满足教师在备课及教学中对多媒体的需要；通过校园网与INTERNET相联，教师、学生可以通过网络获取大量信息，进行教学、学习、研究、讨论、交流，实现远程办公和远程教学。
其次，校园网设计的原则和技术要求，必须从以下几方面考虑：
先进性：采用先进的技术、方法、设备，使系统既成熟可靠又能反映当今应用水平，并具发展潜力。
开放性：整个系统应具有开放性，符合相应的国际标准和协议。提供开放的网络接口和数据接口，使不同的产品能够协同运行，方便数据交换、信息共享。
扩充性：系统应易于升级和功能扩充。在系统容量、能力、处理能力等方面具有可扩充性，可以方便地进行产品的升级换代，不仅能够保护学校的投资，而且具有较高的综合性能价格比。
可靠性：应该在系统结构、设计方案、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证系统能够无故障运行。同时系统必须具有出错处理、容错能力、冗余备份功能。
实用性：整个网络的功能应完全立足于学校管理和教学的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确。
安全性：网络系统必须具有高度的安全性和保密性，通过设置分级保护、控制数据存取的权限，防止对系统的非法侵入。
可维护性：提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术，保证系统维护管理简明、方便、有效。
可操作性：必须提供友好的中文界面，操作简便，容错性强，易于管理和维护。
经济性：在充分满足系统应用功能需求和系统性能、并保证系统安全可靠性的前提下，选用物美价廉、经济实用的技术和产品。
第三，主干网的选择，当前主干网技术有FDDI（光纤分布式数据接口）、快速以太网、千兆以太网、ATM（异步传输模式），在这几种主干网技术中FDDI是一种已经得到公认的成熟的网络技术。它基于令牌传送存取方式，使用双环结构，通过一个叫做“令牌”的帧在网络上循环而发挥作用，在任何时候，环上只有一个令牌，工作站没有得到令牌就不能进行传输，但FDDI是一种允许不同帧长的共享级访问机制，所以会产生不固定的网络延时及负载，不适合传送影像和语音。快速以太网是100Mbps IEEE 802.3u标准，是传统的IEEE 802.3 10Mbps以太网技术的发展，和传统以太网一样，它可以工作在共享型和交换型环境中。快速型以太网可以组成交换式以提供优异服务质量，可以在全双工模式下操作而无冲突发生。千兆以太网是传统以太网和快速以太网的发展。1996年3月，IEEE组建了新的802.3z工作组，负责研究千兆位以太网技术，并制定相应的标准。千兆以太网技术的关键是利用交换式全双工操作去构建主干网和连接超级服务器及工作站，还能利用现有的技术去使用光纤。ATM是一种正在开发中的新型单元交换技术，是与当前市场上流行的所有其它LAN技术大相径庭的一种新技术，它使用53字节固定长度的单元交换，在LAN（局域网）和WAN（广域网）上传送数据、声音和图像，即ATM可以将计算机网、电话网、有线电视网融合到单一的网络中。ATM使用相同的单元格式，并采用新颖的交换技术和通信管理方法，提高了不可比拟的可延展性，拥有无限的虚拟带宽潜力。通过以上的比较，可以发现这几种技术都是较先进的，但FDDI在中、小校园网中不太适用。ATM采用先进的交换技术，被认为是网络发展的必然方向，尽管如此ATM毕竟是太新的技术，目前标准还未完全形成，而且在与广域网的连接上需要相应线路的支持，如果没有这些支持ATM远远不能发挥其优势。根据中、小学校园网的需要和网络设计原则，应选择千兆以太网作为主干网，而且采用千兆以太网能满足中、小学校园网带宽和多媒体传输的需要，并且以后容易向ATM网过渡。肇庆职业学校校园网的主干网采用的就是千兆以太网。
第四、网络建设，包括综合布线、网络服务器设置、操作系统及软件应用系统开发、接入Internet的方式、网络安全及管理。
综合布线方面，肇庆职业学校需要联网的包括综合大楼、实验大楼、培训处和校办工厂，学校的整体网络规模约为100个信息点，其建筑物分布相对比较集中，校园网络综合布线系统将支持语音、数据等综合信息的高质量传输，并适应各种不同类型不同厂商的电脑及网络产品；布线系统的信息出口采用了国际标准的接口，使任意信息点都能接插不同类型的终端设备以支持话音、数据、图像等数据信息和多媒体信息的传输；布线系统符合综合业务数据网ISDN的要求，以便与国内国际其他网络互连。而且布线按照符合国际标准的结构化布线技术进行设计和施工。
网络服务器设置、操作系统及软件应用系统开发方面，肇庆职业学校校园内部环境需要提供多种功能服务，对外需要访问Internet，数据量大，应用较复杂。因此在校园网络的服务器配置上，选用两台高性能的服务器作主服务器和应用服务器，分别负责内部网络应用的访问及管理功能，以及外部的Internet访问和控制功能。在网络操作系统及应用系统的选择上，选用了目前最流行的Microsoft Windows 2000 Server、Microsoft IlS 5.0、Microsoft Exchange 5.0、Microsoft SQL Server 7.0、Microsoft Proxy Server 2.0以及多媒体数据库等。所开发的软件系统有：校园网管理系统和计算机辅助教学系统等。
接入Internet的方式，目前有电话线通过调制解调器接入、DDN专线接入、ISDN接入和宽带光纤接入，几种接入方式的选择主要从速率与性价比考虑，每间学校要根据自己的实际情况来考虑，肇庆职业学校选择了用宽带专线接入方式。服务器和各信息点上的计算机采用了国际标准的TCP/IP网络通信协议。
网络安全及管理方面，校园内部网实现了校内各类信息资源和应用系统的共享和访问；校园外部网实现了Internet网络的互连和访问，内部用户可以访问外部网和Internet；而未经授权的外部用户将不能穿过防火墙进入内部网，从而避免内部网上核心应用服务器受到侵害。校园网中，在校园内外网络之间采用了一台高性能服务器构成了内外网络隔离的防火墙系统，保证网络系统的安全和访问控制。
校园网是学校现代化的标志，它将使学校的管理更上一层楼，使当前教学水平再上一新台阶。在网上接受教育，可以不受时间、地域的限制，每个学生都可以根据自己的实际确定学习的时间、内容、进度，可以随时在网上下载学习内容或向教师请教，使教师和学生能接受到更多的信息，开拓思路，有利于学生综合素质的提高。国内外对校园网的建设和发展都非常重视，美国在为美国的学生进入21世纪作好准备的计划中提出：2001年前要把所有的教室和图书馆联入Internet网，让所有教师及学生可在教室中使用新型多媒体电脑并通过信息高速公路进行学习，优秀的软件及在线学习资料应成为学校课程不可分割的一部分。同样，我国的大部分高校和一些先进的中学建起了计算机校园网，一些地区和城市已将学校成片联网，在网上提供教学资源和开办网上学校。随着计算机及其网络技术的发展不断成熟，校园网的建设将会不断走向成熟。

参考文献：《北京外国语大学校园网建设规划及实施方案》