中学校园网的构建和开发建设.docx
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中学校园网的构建和开发建设
毕业大作业
题目：
中学校园网的构建和开发建设
内容摘要
以计算机为核心的信息技术必将导致教育教学领域的深刻改变，网络教学、远程教学、教育资源共享的教育新时代正向我们走来，校园网络的建设，为建构现代教育新型教学教育模式提供了最理想的教学环境。
校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
随着信息技术与通信技术的飞速发展及人们对网络性能要求的提高，各种网络新技术、新思想等必将产生并不断得到完善和发展。
使得更多更好的建网思想和技术应用到新的校园网的建设及改造之中，校园网的功能也将得到很大的提高与扩充。
本文着重论述了校园网设计与建设过程中确立建设校园网的目标，校园网的技术方案设计，IP规划，网络设备的选择等方面来对校园网的设计与开发作具体介绍。
关键词：
校园网；规划；建设；开发；安全
目录
内容摘要I
目录II
引言1
1用户需求分析2
1.1确立建设校园网的目标2
1.2用户需求分析2
1.3功能需求3
2网络规划4
2.1建设原则选择的策略4
2.2建设内容选择策略5
2.3网络设备的选择5
2.3.1网络的分类选择5
2.3.2网络设备选择的依据6
3网络设计方案7
3.1具体方案7
3.2设计原则7
3.3具体的IP划分8
3.3.1网络地址的获得方法8
3.4网络地址所遵循的原则8
3.5具体事例9
3.6方案特点分析9
3.7总结9
4结束语11
参考文献12
引言
科学技术的发展日新月异，九十年代，在计算机技术和通信技术结合下，网络技术得到了飞速的发展。
如今，不仅计算机已经和网络紧密结合，整个社会都不可能脱离网络而存在。
网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变。
新的世纪已经到来，信息技术所带来的一场革命将彻底改变我们的学习、生活和工作方式，现行教育体制面临着严峻挑战。
作为教育主管部门的领导、学校的校长、老师以及社会上的每一个人都必须考虑这一技术的发展给我们的教育、我们的学校、我们的教师和我们的孩子所带来的冲击，同时还要积极思考我们应该怎样响应这一世纪性的挑战，如何利用信息技术为教育行政管理、师资培训、学校管理、教学研究乃至教学的全过程服务促进中华民族素质的整体提高。
目前，众多有识之士越来越重视教育的信息化，一时间构架在网络环境之上?
"校园网"被媒体和计算机业界炒得沸沸扬扬，成为学校信息化建设的焦点。
但由于"校园网"是一个较新的概念，在中国发展得还很不成熟，所以无论学校也好，媒体也好，计算机业界也好，对校园网的认识都存在一定的误区。
以计算机为核心的信息技术必将导致教育教学领域的深刻改变，网络教学、远程教学、教育资源共享的教育新时代正向我们走来，校园网络的建设，为建构现代教育新型教学教育模式提供了最理想的教学环境。
校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
如何充分发挥校园网的作用，成为摆在我们面前的一个新课题。
1用户需求分析
1.1确立建设校园网的目标
确立校园网建设的目标，不仅要考虑技术方面，更要考虑环境、应用和管理等，必须与学校各方面改革、建设相结合，与学校长远发展相结合，科学论证和决策。
根据这样的使用要求：
建设一个技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域相连，形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统。
在此基础上建立的校园网应具备以下三点应用目标：
首先，学校的目的是通过教学过程来培养人才，因此对教学过程提供直接支持应是校园的基本功能。
其次，校园网必须能够支持学校的日常办公和管理。
再次，与Interent的联接也是校园网的基本功能之一。
联接Interent可以使学校把目光投向更广阔的社会空间。
大大扩展师生获取知识的途径，还可以增强校内外的沟通以及自由地发布教育消息。
1.2用户需求分析
设计一个网络，首先要为用户分析目前面临的主要问题，确定用户对网络的真正需求，并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术，提供用户满意的高质服务。
网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带来大量动态的WWW应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求（目前动态的WWW应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求（目前为100/1000Mbps,今后可会更高）。
这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。
同时，一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/广播等，也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。
除上述考虑外，还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教学办公环境的调整和变化以及实现移动教学办公的要求。
按目前通常的考虑，建议数据信息点的接入以交换10/100Mbps自适应以太网端口接入为主，以供宽带需求较高用户或应用使用。
整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。
1.3功能需求
1．满足计算机教学科研、行政办公需要，提供了各种教学、办公工具和支撑平台，并提供丰富的计算机软硬件系统资源。
2．具有完善的办公事务处理能力，包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。
3.满足信息情报交流的需要，方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。
包括Web查询、电子公告、电子新闻等。
4.具有远程通信能力，借助电话网等通信手段，以最低的通信成本，方便地实现远程互联，跨越地域限制，满足学校要求，加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。
5.具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力，充分利用原有数据资源，为学校领导提供准确、快捷的数字信息，实现数据化管理和智能化决策。
6.学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性，具有一定的冗余。
容错能力强，确保信息处理安全保密。
7.学校信息网络系统要保证实用和技术先进，便于非计算机专业人员使用，并能不断满足学校未来业务发展的需要，具有很强的扩展能力。
2网络规划
校园网建设只考虑的网络普及和如何实施的方案，而不考虑如何建设资源以及如何应用校园网络，那么整个校园网络的建设方案是不完整的。
2.1建设原则选择的策略
校园网络建设是一项大型网络工程，其设计是否合理对校园网络的未来发展和产生的效益起着极为重要的作用。
因此，一般应采用“整体规划、分布实施”的方针。
其总体设计方案的确定，不仅要考虑到近期目标，还要为系统的进一步发展和扩充留有余地。
整个校园网络的建设不是一朝一夕可以实现的，必须分步实施，设计中需要考虑各阶段的情况，适应长远发展，进行统一规划和设计。
在网络规划时率先考虑的有三个原则：
实用性原则、开放性原则和先进性原则。
·实用性原则：
校园网络建设应当作为工程项目来完成，而不是当作研究或实验课题来作。
网络应用和服务在整个网络建设中应置于非常重要的地位，这是因为只有应用才是网络建设的最终目的，网络基础设施是为最终应用服务的。
因此，实用原则强调设计目标和设计结果能满足需求并且行之有效。
·开放性原则：
校园网络应具有良好的开放性。
这种开放性靠标准化实现，使用符合这些标准的计算机系统很容易进行网络互联。
为此，必须制定全网统一的网络体系结构，并遵循统一的通信协议标准。
网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际工业标准，使得校园网络成为一个完全开放式的网络计算环境。
开放性原则包括采用开放标准、开放技术、开放结构、开放系统组件、开放用户接口。
·先进性原则：
建设校园网络，尽可能采用成熟先进的技术，使用具有时代先进水平的计算机系统和网络设备，这些设备应该在相当长的时间内保证其先进性。
开发或选购的各种网络应用软件也尽可能先进，并有相当长时间的可用性。
先进性原则包括设计思想先进、软硬件设备先进、网络结构先进、开发工具先进。
在方案设计过程中，还有几项设计原则是必须考虑的，它们是：
（1）可靠原则：
网络的运行是稳固的。
（2）安全原则：
包括选用安全的操作系统、设置网络防火墙、网络防杀病毒、数据加密和信息工作制度的保密。
（3）高效原则：
性能指标高，软硬件性能充分发挥。
（4）可扩展性：
能够在规模和性能两个方向上进行扩展。
建设原则是网络规划和方案制定的方针，不同的原则侧重会产生不同的方案。
每个学校应先根据自身的情况选择合适的原则来指导校园网络规划。
2.2建设内容选择策略
主要用途是指最直接的应用，而不是惟一的应用；约束条件是指在有合适经费投入、并能确保网络畅通的情况下影响其应用的主要因素。
这是学校在有限的经费下，选择何者先建设的重要依据。
学校应根据经费、现有基础及人员情况详细分析需求和约束条件，选择合适建设项目。
2.3网络设备的选择
2.3.1网络的分类选择
网络的分类把网络设备分为为两大类来选择:
a. 局域网设备：
目前局域网主要指以太网，设备主要是以太网交换机。
b. 广域网设备：
广域网主要是指窄带网络，主要是以路由器为主。
网络的分层设备选择也根据网络的各层的特点来选择，对网络不同的层次采用不同档次的设备。
1．核心层设备的选择
核心层的设备是网络中所有流量的最终承受者和汇聚者，对设备的性能要求很高。
可靠性和高速是设备选择的关键，一般情况下，核心层设备应该占投资的主要部分。
（1）局域网设备
DCRS-8000系列/7600系列/7500系列/7200系列/6000系列/5000系列等。
（2）广域网设备
DCRS-8000系列/7000系列/6000系列/3000系列等
2．汇聚层设备的选择
汇聚层设备是连接核心层和接入层，部署各种策略，是连接本地的逻辑中心，仍需要较高的性能和比较丰富的功能
（1）局域网设备
DCRS-6000系列/DCRS-5500系列等。
（2）广域网设备
DCRS-3000系列/2000系列等。
3．接入层设备选择
接入层层使用性能价格比较高的设备。
该层是用户与网络的接口，提供即插即用功能，同时为了便于管理和维护，需要考虑端口密度、性价比、端口类型等因素。
2.3.2网络设备选择的依据
（1）．设备档次。
每一个设备在研发设计的时候，都会有一定的针对目的性，产品的设计定位和应用场合的定位，确定了设备的档次。
（2）．接口类型、数量。
每一个设备的接口类型和数量都是有限制的，被选择的设备一定要能够满足接口类型和数量的需求。
（3）．可靠性要求。
对于很多的网络设计、可靠性会对网络设备的冗余性能有一定的要求，为了保证网络的安全可靠，一定要选择能够满足网络可靠性要求的设备。
（4）．业务类型。
有很多的网络业务需要特殊的业务模式。
3网络设计方案
3.1具体方案
1.建立办公自动化系统
办公楼共有40个信息点。
要求通过校园网连至INTERNET，达到100M到桌面，并对财务科，人事科等科室进行单独子网管理。
2.建立考试监控系统
共有教学楼3座，120个信息点。
（A）综合教学楼一个，60个信息点。
其中有10个实验室，每个实验室配置1台PC和1个投影仪（此处无须上网）；20个教室。
（B）普通教学楼1：
40个信息点，共20个教室，其中一个教室2个摄像机。
（C）普通教学楼2：
20个信息点，共10个教室，其中一个教室2个摄像机。
3.建立综合多媒体教室
信教中心：
共120个信息点。
有两个多媒体教室，每个教室60台PC。
要求可网管，通过校园网上连至INTERNET，达到100M到桌面。
4.为了满足教职工的需要，提高教职工教学条件和水平，大力发展网上教学，优秀科目科件制作等。
将教职工宿舍区的PC通过校园网上连至INTERNET，达到10M到桌面，以后可扩展到100M。
5.学校校园网建设所需PC和投影仪有校方自行选择和安装。
学生宿舍由于高中阶段学习生活的特殊性，不进行任何布置。
3.2设计原则
校园网是一个满足数字、语音、图形图象等多媒体信息，以及综合科研信息传输和处理需要的综合数字网，并能符合多种网络协议，体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准（如TCP/IP），同时能兼容已有的网络环境。
本网络设计原则如下：
1.先进性：
技术上的先进性将保证处理数据的高效率、系统工作的灵活性、网络的可靠性，技术上的先进性也使系统的扩充和维护变得十分简单。
2.可靠性：
网络骨干线路的冗余备份、网络核心设备的冗余备份和电源冗余备份等方面保证校园网的可靠性。
3.开放性和可扩充性：
主干网络设备的选型及其模块、插槽个数、管理软件和网络整体结构，以及技术的开放性和对相关协议的支持等方面，来保证网络系统的开放性和扩充性。
4.安全性：
内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用VLAN/ELAN、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全。
5.实用性：
网络系统的设计在性能价格比方面充分体现系统的实用性，既要采用先进的技术，又能在经费允许的条件下实现建网目标。
3.3具体的IP划分
网络的地址规划主要是针对IP网络而言，通过IP地址的分类、子网掩码的作用和网络的借位等技术对网络的地址制定了相应的规划。
3.3.1网络地址的获得方法
网络地址的获得有两种方法：
静态分配IP地址和动态分配IP地址。
（1）.静态分配IP地址
静态分配IP地址实施比较简单，对网络的要求不高，适用于中小型的网络，但是网络的地址管理比较困难，容易产生网络地址冲突的问题。
如果冲突的地址为网关或者重要的服务器的地址，就会造成整个网络的故障。
静态的地址分配还很难解决移动办公的问题，随着网络技术的发展，移动办公已经成为很多的企业常用的办公模式，若无法保证每个人都能够随时使用自已的IP地址，移动办公就将难以实现。
（2）.动态分配IP地址
对于中小型的网络，只有一个网段实施起来比较简单，但是由于中小型的网络维护人员少，技术能力弱，网络IP动态地址的维护有时难以解决。
对于大中型网络，由于有多个网段存在，动态的IP地址分配实施比较复杂，但是在大中型网络中还是基本上会选择动态的IP地址问题。
由于IP地址的分配是由网络管理人员来掌控，需要扩展IP地址的时候，用户是不会有任何的感觉的，网络的运行也不会受到影响。
3.4网络地址所遵循的原则
不论采取哪种网络IP地址分配方法，网络的IP地址的规划都必须遵循以下原则：
（1）.管理便捷
一个网络的IP地址必须能够统一标识，能够将相同性质的网络IP地址统一的标识。
（2）.地域划分
IP地址的划分的依据要具有地域特征。
例如，一栋楼用同一个网段的IP地址；这样不仅能够保证网络的实施简便，而且便于对网络的安全作出相应的控制。
（3）.业务划分
在不同的业务单位之间分配不同网段的IP地址，才能够在不同的业务单位之间进行网络的访问。
控制策略的实施，才能够真正实现网络的可靠性和安全性
（4）.地址节省
现有的公网网络的IP地址已经远远不够使用，在中国平均3000个人拥有一个公网IP地址，所以现在很多的国家在推动IPv4到IPv6的转变，所以在IP规划的时候一定要遵循IP地址节省的原则，这就需要用到IP地址的借位技术。
在私有网络的IP地址规划的时候，由于可以使用保留IP地址，没有IP地址不够的问题，但是需要注意IP地址扩展的问题，随着企业的规模的扩大，IP地址的需求也在不断的扩大，在前期的规划中一定要预留一定的空间。
3.5具体事例
IP地址划分
办公室共40个信息点作为一个子网；多媒体（120个信息点）作为一个子网；三个独立的教学楼（120个信息点）也作为一个子网。
所以共有280台机子，是B类IP地址，假设其IP地址为128.168.1.1，标准掩码为255.255.224.0。
因为有3个子网，所以至少用3位子网号来表示，23-2=6>3所以主机号用13位来表示,网络号用3位表示,子网掩码是255.255.224.0
第一个子网:
128.168.32.1…………………………128.168.63.254
第二个子网:
128.168.64.1…………………………128.168.95.254
第三个子网:
128.168.96.1…………………………128.198.127.254
第四个子网到第六个子网是为了以后添加主机备用的.
3.6方案特点分析
采用VLAN技术，根据不同的部门和用户需要划分不同子网，并赋予一定的访问权限，配合NAT技术，大大提高了整个网络的安全性和可管理性。
同时对网络骨干进行了备份，充分考虑了冗余性，降低了网络瘫痪的可能。
关键的服务器都采用多快速以太网通道技术，使访问速度成倍提高。
3.7总结
本设计从校园网的建设思想、目标、可以选用的网络技术以及对网络设备的介绍和选择等多方面的论述，使我们对校园网建设工程有了一个比较深入的了解，校园网络建设作为一项重要的系统工程，它的所用到的各种技术是多方面的，即有网络技术、工程施工技术，也有管理制度等各个方面的知识。
随着信息技术与通信技术的飞速发展及人们对网络性能要求的提高，各种网络新技术、新思想等必将产生并不断得到完善和发展。
使得更多更好的建网思想和技术应用到新的校园网的建设及改造之中，校园网的功能也将得到很大的提高与扩充。
网络技术的发展是永无止境的，在前进的过程中必将有更多的知识需要我们去学习与研究，并能将其应用到实际的网络工程建设之中。
由于校园网功能齐全，技术含量高，接触面广，在网络设计、规划和建设中都非常复杂，在在论述中不可能面面具到，同时也由于本人的知识水平有限，文中的不足和错误在所难免，敬请各位老师多多指点和更正。
4结束语
网络时代的即将到来，给人类教育带来的冲击是前所未有的，同时它也为教育提供了实现飞跃的机遇。
教育要面向现代化、面向世界、面向未来，首先要面向网络。
教育只有与网络有机结合，才能跟上时代的发展。
实现网络教育的前提是网络的建设，而中学校园网络的建设不仅仅是网络硬环境的建设，还必须包括校园网络的维护与保障、校园网络的资源建设和校园网络的有效应用等其他三个环节。
只有充分有效的应用校园网络，才能导致整个教学模式与教育观念的彻底变革，才能适用新世纪培养高素质的创造型和复合型人才的需要。
须对校园网络建设采取“整体规划、分步实施”的战略。
各学校可在此战略的基础上一边分析研究，一边积极实践，逐步优化，探索出一条自己的路。
参考文献
[1]伍培局域网实战作答．计算机应用文摘，2009．第四期
[2]崔亚峰，刘邦奇．校园网建设纲要．计算机世界日报，2008.6.21
[3]《中国电化教育》2003年第四期
[4]张可讲建构新型教学模式是教育技术的首要任务
[5]陈立伟局域网组建与配置技术北京航空航天大学出版社2009.5
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