中小学智慧化校园建设方案资料.docx
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中小学智慧化校园建设方案资料
附件1
智慧化校园建设方案
2016年8月
1.前言
随着国家“互联网+”战略的提出，云计算、虚拟化、物联网、移动互联网、大数据等信息技术快速发展与普及，同时，随着学校自身的不断发展，教育改革的深化，信息化技术应用规模的延伸，广大师生对信息资源快速获取的深度和广度的需求在不断提升，信息化是实现学校跨越式发展的必由之路。
通过对智慧校园建设进行总体规划，制定分步实施方案，不断深化教学改革，以改善办学条件为基础，以管理为抓手，为实现“产学研结合”的办学特色，为学校培养高素质教师和人才提供信息化支撑和保障，推动校园“互联网+”战略，实现大数据、云计算等信息技术与湖南电子科技职业学院的智慧校园建设深度融合。
当前，全国上下高度重视信息技术与高等教育的深度融合。
2010年，中共中央、国务院制定《国家中长期教育改革和发展纲要（2010-2020）》，提出要“加快教育信息化建设”。
2012年，教育部专门针对教育信息化的发展制定《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，指出高等教育要“推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式”。
2015年，全国人大政府工作报告和十八届五中全会公报提出“实施网络强国战略，实施‘互联网+’行动计划”。
遵循国家相关文件精神，结合学校教育信息化智慧校园建设的总目标，结合学校的实际情况，推进智慧校园项目建设，构建满足各个业务部门信息化建设需求，进而更好为校领导、教职工、学生、管理人员等角色提供更多、更好、更快捷的信息资源服务或应用功能。
方案立足学校的管理与应用的层面，做好项目分析和规划设计工作，整体考虑、统一规划、统筹安排、分步实施、加强应用，促进全校教学、管理服务等各领域信息化的全面推进。
方案注重提高信息资源的使用效率，着力解决实际问题，以明显的效益为智慧校园建设注入持续动力。
方案基于学校现有的信息化基础，保护原有投资，充分利用并整合已有的信息资源，不断开发新的信息资源，为学生、教师、管理人员和公众等提供集成的数字化教学、数字化科研、数字化管理、数字化公共服务，促进信息技术与高等教育的深度融合，促进学生和教师信息化素养的全面发展。
方案着力
创新教育教学模式，提高教学质量，再造管理流程，提升校园文化生活品质，拓展对外服务的范围，引领学校现代化发展，增强学校的核心竞争力，提升工作效率和办学质量，形成充满活力的新型管理机制。
2.学校信息化建设现状
2.1学校信息化建设现有基础
近年来，学校的信息化建设已形成了良好的网络基础环境，积累了大量的数字资源。
（1）信息化基础设施建设基本完备
学校信息化建设多年以来投入了大量资金进行建设，网络运行安全、稳定，各类基础设施建设基本到位，实现了对所有骨干网络的高速访问，全校联网计算机达约1.2万台，支持同时在线人数可达1万余人。
在标准性、开放性、兼容性、可扩充性上可以满足下一阶段数字化校园整体建设的要求。
（2）网络基础服务内容丰富
学院校园网络已覆盖全校所有楼宇，实现有线为主、无线补充，千兆主干、百兆到桌面的基础网络环境，成为学校各项工作开展的有力依托。
校园网已经具备了一些基础网络服务和部门级应用，如WWW、EMAIL、DNS、DHCP、FTP、VPN、IPTV、iCache等基础服务。
（3）网络在线应用系统功能日趋完善
湖南电子科技职业学院已建成部分部门级应用系统，校园网平台上运行了办公系统、财务系统、资产系统、教务系统、精品课程中心、招生分配及迎新系统、离校系统等管理信息系统，并且已全部整合到个人服务中心，实现单点登录。
基于校园网平台，学校还建设了数字广播系统、视频监控系统、水电节能平台等。
2.2学校信息化存在的问题
校园网通过十多年的建设，已经取得了很大的成绩。
但是存在统一规划不够，离智慧校园建设目标还有较大差距。
在信息技术飞速发展的今天，随着移动互联网、云计算、大数据、物联网等新兴技术的兴起，学校校园网在适应新形势下还有很大发展空间，具体来说，存在以下问题：
（1）硬件基础设施需要提质改造
校园网结构为传统的三层结构，管理功能分散，管理实现复杂，设备故障现场维护效率低下。
信息中心为了实现校园网络到因特网的高速访问，与中国电信、中国联通、中国移动、教育网都有连接出口，但是出口没有统一管理，各个运营商各自维护自己的出口链路，学校对出口管理不够深入，运营商之间协调困难。
校园网出口带宽虽然已达3G，但是随着宽带业务的普及和用户对高速访问业务的增长，校园网出口带宽还要进一步提高。
校园网现有服务，是“有线为主，无线为辅”，随着智能终端的进一步普及，无线的访问需求越来越大。
为了满足无线访问的需求，需要建设覆盖校园教学区、办公区、学生宿舍区和迎新广场范围的高速无线网络。
云服务日益成为校园网服务的重要内容，校园网教学云资源严重不足，需扩建教学云平台，并建设办公云和社会服务云平台，提升校园网云服务能力。
（2）数字化校园建设项目不能适应新形势的发展要求
数字化校园经过多年建设，已经建成多个应用系统。
学校已上线的管理信息系统，已基本实现办公、教务、财务、资产等学院核心管理业务的信息化管理，但现有数字化校园建设项目，全校统一的数据中心尚未建立，相关管理系统没有覆盖学校管理的各个业务层面，数据流转存在瓶颈，急需推进建设人事、学工、迎新、后勤等系统。
学院的数字化校园应用主要在传统PC终端使用，在移动终端技术飞速发展和无线网络技术日益完善的大环境下，必须考虑日益迫切的移动应用需求。
利用移动互联网技术和移动通信技术构建信息化移动通信平台，以手机和平板电脑等小型化移动通信设备为信息载体，实现公共资讯、移动OA、移动学习、移动迎新、移动财务、移动教务、移动就业等，拓展现实校园中的时间和空间维度。
随着新一轮智慧校园建设浪潮的到来，对数字化校园项目的智能要求越来越高，校园网现有数字化校园建设项目需要大幅升级改造。
（3）教育信息化建设需要扩大规模
目前我校在现代教育技术中心的主导下，已经建设了一些教育信息化项目，如精品课程、网络课程等，目前正在推进MOOC、微课工作。
但在目前的发展形式下，教育信息化项目需要进一步推广、普及、扩大规模。
需要依托信息中心正在建设的智慧校园的教学云平台，建立规模更大的MOOC、微课资源，建设面向全校开放的虚拟仿真实验平台，建设统一的网上考试平台，在部分专业试点建设网上实训和就业平台。
充分利用校园网络资源，推进教学方法、教学模式的改革,为一线教学业务提供广泛和深入的服务。
综上所述，我校现有的信息化建设虽然已经取得很大成绩，但在新形势下，离实际的业务需求还有较大差距。
信息中心将借助目前全国高校正在大力建设智慧校园的契机，遵循高校信息化发展趋势，一步一个脚印地完成学校的智慧校园建设，以达到全面提升信息化水平和学校核心竞争力的目的。
3.总体建设目标与任务
3.1总体建设目标
湖南电子科技职业学院新校区智慧化校园建设的总体目标：
利用先进成熟的计算机技术、网络技术、数据库技术、云计算技术和物联网技术，通过科学合理的管理规范与完备通用的技术规范，通过智能终端采集各种信息，基于统一的信息标准整合、集成各种信息资源与应用服务，构建安全、可靠、可扩展、易维护的综合管理平台，实现高校各项管理工作的信息化、智能化；建立“网络畅通，应用丰富，安全可靠；服务教学，支撑科研，辅助决策”的校园网络，为广大师生提供简便快捷的、精确可控的、符合个性需求的智能化信息服务。
具体如下：
1、建立统一信息标准：
为确保数据的完整性、准确性与一致性提供依据。
2、构建统一信息门户平台：
集中信息资源管理、应用服务管理与内容整合，为广大师生提供个性化的综合信息服务。
3、构建统一身份认证平台：
统一身份管理与统一认证管理，保证用户电子身份的唯一性、真实性与权威性，实现单点登录与单点退出。
4、构建统一数据中心平台：
通过中心数据库实现应用软件之间的数据交换与数据共享。
5、建设学校应用服务平台：
包括综合查询服务平台、决策支持服务平台、协同办公服务平台、网上支付平台，基于中心数据库，为各级领导科学决策提供强有力的技术保障与数据支持。
6、建设部门业务支撑系统：
包括网络教学平台、研究生管理系统、成教生管理系统、教务网络管理系统、实践教学管理系统、实验教学管理系统、智能实验室管理系统、教材管理系统、教研教改管理系统、学生考勤管理系统、师生自助服务系统、科技网络管理系统、数字迎新管理系统、学生工作管理系统、团委工作管理系统、就业指导管理系统、数字离校管理系统、校友联络管理系统、人力资源管理系统、资产设备管理系统、停车场收费管理系统等，实现学校各项管理工作的信息化。
7、建设掌上校园服务平台：
使用无线通信网络及移动计算技术，将各种信息资源和应用服务进行整合、挖掘和展现，为管理人员、教职工、学生、学生家长和公众提供便捷的移动信息服务。
8、集成其它各种应用软件：
包括一卡通系统、电子邮件系统、图书管理系统、财务管理系统、档案管理系统、后勤管理系统、网管计费系统等，实现数据共享、消除信息孤岛。
9、集成各类智能终端：
实现统一的接口，从各个智能终端设备采集数据并进行处理，与各个应用系统集成，依据信息转发规则和用户需求，为用户智能推送信息服务或应用服务。
3.2分项建设任务
（1）基础网络硬件平台建设
对现有基础网络提制改造，构建湖南电子科技职业学院高可用性、高安全性、创新型、感知型、绿色环保型的智能型校园环境。
建设覆盖全校园的有线无线高速网络，自适应主流智能终端的高速接入；整合虚拟化、云计算等技术，构建优质、高效、绿色环保的新一代校园网络。
（2）数字化校园建设
在校园网上已经部署各项应用的基础上，进一步完善数字化校园的相关应用项目，实现学校管理业务的全面数字化。
并在数字化的基础上充分应用云计算、物联网、大数据等新技术，实现相关业务的智能化。
（3）教育信息化建设
充分利用的校园网的软硬件资源，利用现代信息技术，建立教育辅助服务平台，使智慧校园建设的新成果能更好地为相关教学业务服务，促进教学改革，提高教学质量，改善学校教育信息化的服务和管理水平。
（4）一卡通系统及一卡通专网建设
基于独立的一卡通专网，部署一套完整的一卡通系统，实现全校教育、教学、生活的“一卡通”。
3.3技术架构
湖南电子科技职业学院智慧化校园平台采用先进的J2EE技术架构，融合物联网技术，基于多层软件构架（即客户层、表示层、业务层、集成层和资源层），采用面向服务的思想、使用中间件、WebService和XML等技术整合与集成各种应用软件，能够为高校智慧校园建设提供先进实用、安全可靠、便于兼容、易于扩展、智能的技术解决方案。
技术架构如下：
1、客户层
客户层是技术架构最上面的分层，主要用于将操作界面呈现给用户、建立与服务器的连接、接收并验证用户的输入、管理客户端与服务器的会话状态；支持网页浏览器（IE、Firefox、Chrome等）以及移动智能客户端（运行操作系统Android或iOS等）。
网页浏览器客户端程序使用HTML、CSS、JavaScript与AJAX等技术实现；
基于操作系统Android的移动智能客户端程序采用JAVA语言实现；
基于操作系统iOS的移动智能客户端程序采用Objective-C语言实现。
2、表示层
表示层是技术架构中最活跃的分层，由WEB服务器及其组件构成，主要用于处理客户端的请求、响应业务层组件的请求。
引入Struts框架，其MVC（模型-视图-控制器）设计模式使得业务逻辑更加清晰；采用Portal技术，通过门户实现个性化、单点登录和各类信息的内容聚集；采用Servlet与XML等技术，实现的组件具有良好的稳定性和可伸缩性。
3、业务层
业务层是技术架构中最核心的分层，由应用服务器及其组件构成，主要用于处理业务逻辑。
引入Spring框架，其IOC（控制反转）技术和AOP（面向切面编程）技术使得所有功能模块在最大程度上实现松散耦合；采用WebService与JavaBean等技术，实现的组件具有良好的可靠性和开放性。
4、集成层
集成层是技术架构中很重要的分层，由若干接口组件和各类服务构成，主要用于集成各类资源（文件和数据）。
引入Hibernate框架技术，建立对象模型与关系模型的映射、持久化业务对象，可以方便地通过面向对象方式操作数据库，支持各种主流的数据库管理系统（Oracle、SQLServer等）；采用JNDI集成目录服务，实现集中的用户管理和统一身份认证；采用JavaMail集成邮件系统，实现邮件发送功能；使用JMS集成消息中间件，实现在线消息收发功能。
5、资源层
资源层是技术架构最下面的分层，主要用于存储和管理持久化数据。
数据的存储与管理可以使用文件系统、电子邮件系统、消息中间件（支持JMS）、目录服务器（支持LDAP协议，包括OpenLDAP/IBMDirectoryServer/OracleDirectoryServerEnterpriseEdition）和关系数据库管理系统（支持Oracle、SQLServer等）。
3.4总体架构
湖南电子科技职业学院教育信息化智慧校园项目以校园“互联网+”战略为背景，以教学智能化、管理智能化、公共应用智能化为核心，以云计算、虚拟化、物联网、移动互联网、大数据技术规范为手段。
项目总体架构如下：
4.
湖南电子科技职业学院李俊才投资建设部分
校园网建设方案
甲方（李俊才）负责学校有线校园网络、无线校园网络及综合布线费用，网络实现全校覆盖无盲区。
4.1校园网总体建设目标
学校建设成“万兆核心、千兆到楼栋、千兆到桌面、有线无线一体化”的安全、稳定、高效的校园网络。
校园网到ISP的总出口带宽达3G，实现了对所有骨干网络的高速访问，全校联网计算机约12000台，同时在线人数可达15000余人。
校园网拓扑如下图：
4.2校园网总体建设思路
1、校园网网关上收核心层，扁平化组网，接入、汇聚层仅配置VLAN：
通过将校园网整网用户网关上收至核心层，在汇聚和接入层无需开启三层功能，简化整网架构，无需进行复杂的网络设计，降低信息中心运维管理难度，同时降低故障处理周期。
2、集中认证网关，集中配置策略，控制权上收，一体化管理：
通过将校园网整网的用户的准入结点上收至核心层设备，在接入交换设备上无需开启和维护准入功能，由高性能核心设备承担内网安全认证准入控制、增强安全功能，只要管理和维护核心设备配置即可。
3、准入控制策略上收核心设备，消除人为隐患：
所有的安全策略和控制策略均在核心设备上实现，保证校园网安全。
即使更改接入设备配置也不影响准入安全功能的生效，确保全网所有终端入网即需认证，实现整网管理上收至网络中心的目的。
4、无需维护多套认证计费系统，设备品牌无绑定：
因将准入结点上收至核心层，在接入交换机上无需配置复杂的安全策略。
用户间通过VLAN进行隔离，避免用户广播、攻击。
支持QinQ或SuperVLAN两种部署方案，可根据实际设备功能支持情况灵活选择。
所采用的接入、汇聚层设备仅需要支持标准的VLAN协议即可，无任何功能、协议绑定设备品牌选择，保护现有的接入、汇聚设备投资，且即使未来需要更新或替换接入设备，信息中心也具有较高的选择自由权。
认证计费系统仅需跟核心设备联动即可，不需要管理维护多套认证计费系统。
5、实现多种异构网络技术整合，整网融合，统一管理：
通过扁平化组网后，汇聚、接入层级的设备仅作为网络的二层通道，可以轻松将原校园网中多种不同体系技术，多种不同技术类型的设备，多种不同品牌的设备进行异构技术的整合，实现整个校园网的整网融合和统一管理。
6、全网支持web认证：
将准入结点上收至核心设备以后，汇聚、接入设备不再作为准入结点，仅保证数据连通性，所以仅需要核心设备支持高性能的web认证功能，即可实现全网平滑升级到web认证模式。
7、基于用户身份、位置、时间甚至终端类型进行精细化管理策略，满足网络管理要求：
通过核心网关设备与认证系统的配合，能够基于用户身份、位置、时间、终端类型等多种元素进行管理策略的设置，满足校园网多种多样的精细化管理需求，如在上课时间，在教室老师接入校园网络后用电脑可以正常访问校内资源及互联网资源，手机无法访问互联网资源，而学生用户接入则任何终端都只能访问校内教学资源，无法访问互联网，在下课时间则正常开放。
如教职员工帐号在全校可用，而学生帐号无法在办公区使用等。
且支持用户无感知认证功能，提高用户认证便利性且满足管理要求，用户在指定时间段内无需多次重复认证。
支持访客二维码认证，方便访客接入及访客信息管理。
8、覆盖所有认证方式，无需安装客户端，精准度高防破解的流量分析式防代理设备：
为了满足校方实名制管理要求，实现帐号与人的一一对应，且减少校园网的收入流失，部署流量分析式防代理设备。
能够满足用户在任意位置接入、任意认证方式，任意终端类型，均可以实现高精准度的防代理，用户无法破解。
且能够针对终端类型来进行策略设置，满足管理要求的基础上，还可以最大程度方便师生用户。
9、平滑与运营商达成合作
通过统一认证运营商方案实现在保留我校管理权的基础上，允许运营商进入我校进行校园网的运营，运营商可以简单实现：
推出手机号、有线网、无线网的组合绑定套餐，帮助运营商进一步提高手机市场的占有率的同时，进入校园网运营。
10、高性能，多功能，可扩容的出口设计：
出口设备为下一代防火墙设备，能够满足现有及未来持续扩容的校园网高带宽接入性能，根据互联网线路按需扩容设备。
设备支持与运营商对接后实现各种基于带宽、时长、流量计费套餐，支持带宽控制、出口链路负载均衡、智能选路、状态防火墙等多种功能，满足校园网对出口的设备要求。
最新架构的下一代防火墙，能够实现对数据应用层内容的安全检测，进一步提升校园网出口安全性。
11、用户互联网出口日志记录，满足网监审计要求：
通过出口设备与日志系统配合，能够记录满足网监要求的日志内容审计，避免给学校带来法律风险，满足国家法律政策要求。
12、有线、无线统一融合管理：
整个无线网络必须与有线网络良好融合，能够实现有线、无线整网统一建设、管理。
认证计费系统和现有有线网共用一套产品，实现有线无线统一管理，统一认证。
13、采用高性能无线控制器：
通过高性能无线控制器对所有的AP进行统一和方便的管理，配置满足建设要求的管理License授权，后续可以通过扩展license平滑支持更大的无线管理，满足现有及未来持续增长的无线建设要求。
14、基于场景的无线产品方案：
无线AP采取802.11ac标准,多种型号AP组合部署，需要能够根据场景特点和用户密度灵活部署。
在教学办公区采用100mw的放装2条流802.11ac无线AP；宿舍采用802.11ac级每房间独享射频芯片的宿舍无线AP，每个房间的AP为壁挂式设计，具有2个有线口设计，能够同时提供有线、无线接入；在室外（例如：
体育馆、操场等）采用500mw的802.11ac级防水防尘的室外AP，每台AP都需要配置足够的馈线、天线等配件。
15、无线AP可以放出单个或多个SSID，配合认证系统和出口系统实现内外网的灵活访问控制，提供不同身份认证策略的功能。
师生只需要登录1次即可实现访问无线校园网，满足学校接入需求。
16、校园无线网建设后，能提供多种场景下的应用，为教学业务、办公业务、增值业务、特色业务提供有力的网络支撑。
4.3有线校园网建设方案
4.3.1详细技术方案
传统的校园网中，用户接入控制、安全防护、运营及服务管理的各种功能、策略一般都部署在校园网的接入、汇聚交换机上。
这种部署方式导致整个接入网的整体拥有成本非常高，我校信息中心曾经投入了大量的资金来搭建这张接入网，而未来一旦因为设备老旧、功能升级等原因，这张接入网还会继续需要持续的资金投入，而随着即将建设的无线校园网，这笔资金的数额更加巨大。
本次核心网络改造将原来分布在接入网的各项功能和策略上收至核心交换机，上收之后各项功能、策略的执行点全部在核心交换机上，接入网的接入、汇聚交换机只负责进行各种数据的转发。
通过这种方式极大的增强了校园网核心交换机的资源利用率，弱化了整个网络服务对接入、汇聚设备的依赖。
其价值主要体现在如下几个方面：
节省资金：
本次所进行的集中管理的改造，减轻了接入网设备的关键性，也弱化了对接入网设备的技术要求，这都使得改造后的校园网，在接入设备上可以选择更加便宜、更加轻量级的产品，而资金的投入则主要集中在核心交换机上。
由于校园网内接入网设备众多，因此从全局上看，实际是大大降低了校园网的整体拥有成本。
节省人力：
进行集中管理改造，减轻接入网对日常维护人员的数量要求，接入网设备仅需要配置和维护Vlan、STP、静态路由等最基本的通用技术。
单个学生网管能够管理的设备数量将会大大增加。
即使面对未来无线校园网的建设，我校信息中心只需要适量增加学生网管的数量，就完全可以承担起接入网的日常维护工作。
降低技术门槛：
进行集中管理改造，使得负责维护接入网的学生网管只需掌握相对简单的网络管理只是就可进行网络的管理和维护，信息中心耗费在学生网管身上的培训、实习资源也会大大降低。
降低新业务部署难度：
新业务特别是业务专网的部署，在传统的模式下只能采用端到端的部署方式，从核心、汇聚到接入都需要进行设备的配置和对接，而接入网设备数量会导致这种配置和对接的工作量巨大而且成功率很难保障。
本次所进行的集中管理的改造，可以使新业务部署的大部分工作都在核心交换机上完成，接入网设备仅需要提供对应的Vlan通道即可。
我校信息中心为新业务上线所投入的资源大大减少。
同时完成网络结构的扁平化和网络管理的扁平化：
通过国际标准的远程管理协议TR069及DHCP协议实现对管理设备的自动发现及远程集中管理，在网络结构扁平化后，更能实现网络管理扁平化。
信息中心管理维护老师无需再到楼栋、楼层进行设备的管理调试，安排人员对设备上电、插线即可实现管理设备的自动发现和远程管理，大大降低管理工作难度，在网络结构扁平化后，还能实现网络管理的扁平化。
核心设备高性能：
按照我校的情况，通过校园网集中认证核心网关实现扁平化组网，需满足全校所有用户每个用户多终端使用需求，有线无线网统一融合以后，考虑到未来每用户同时使用PC及智能终端平板、手机，实现有线/无线统一认证。
本次配置的核心扁平化网关，单台具有极高的终端认证的性能能力，意味着一台核心设备就具有承担整个校区所有用户/终端的能力。
并考虑到校园网的用户上网高峰时间比较集中，为了避免在高峰期的上网卡顿，提高学生用户的上网体验，能够达到1200个终端每秒以上的认证速度。
在几十秒内能将所有校园网用户全部认证上线完毕。
4.3.2设备清单及招标参数
序号
货物名称
招标文件及参数
数量
1
核心交换机
由甲方负责
2个
3
接入交换机
由甲方负责
80个
4
光模块
由甲方负责
28个
5
综合布线系统
由甲方负责
1套
4.4无线网建设方案
4.4.1详细技术方案
4.4.1.1无线网络频段设计
无线网络有2.4G和5.8G两个频段，2.4G用于b/g/n，而5.8G用于a/n/ac标准。
目前市场内主流产品均支持2.4G，中高端产品支持5.8G，支持5.8G的无线设备目前还是少数，但考虑到未来几年之内5.8G产品将成普及之势，在未来2年占到无线网卡总出货量的60%以上，为了能在未来满足学校业务应用，也为了保证无线网络建设未来的扩展性，无线网络建设所使用的设备必须全部采用双频产品，无论是教学办公、实验室还是室外都同时覆盖2.4G和5.8G双频，均支持2.4G和5.8G双频双流同时工作。
4.4.1.2无线网络信号覆盖及容量设计
无线网络在进行多终端接入设计时，应采用差异化设计
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