建設(shè)高效穩(wěn)定的教育城域網(wǎng)

劉紅軍　王　宇

摘要:隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,教育信息化建設(shè)已經(jīng)由校園的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)擴展到區(qū)域和城域的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),教育城域網(wǎng)建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)已逐步成為了衡量教育信息化推進的一個重要標準,進入了飛速發(fā)展的階段。

關(guān)鍵詞:教育城域網(wǎng)

1 教育城域網(wǎng)概述

隨著信息技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,教育信息化建設(shè)已經(jīng)由校園的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)擴展到區(qū)域和城域的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),教育城域網(wǎng)建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)已逐步成為了衡量教育信息化推進的一個重要標準。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全國已經(jīng)建成200多個區(qū)域性的教育城域網(wǎng),還有許多地區(qū)正在規(guī)劃或籌備教育城域網(wǎng)的前期建設(shè),城域網(wǎng)建設(shè)進入了飛速發(fā)展的階段。隨著國內(nèi)教育信息化的飛速發(fā)展,大部分學(xué)校都相繼建起了校園網(wǎng),以及自己的網(wǎng)站和相應(yīng)的資源庫,但是由于校園網(wǎng)絡(luò)是相對孤立的,各學(xué)校與教育城域網(wǎng)資源庫之間沒有聯(lián)通,建了校園網(wǎng)的學(xué)校成為了信息孤島。從校園網(wǎng)到城域網(wǎng),教育信息化已然進入了新的階段。與校園網(wǎng)面向?qū)W校內(nèi)部不同,城域網(wǎng)面向的是整個地區(qū)的教育系統(tǒng)信息化平臺。教育城域網(wǎng)除了要擔負起提高地區(qū)教學(xué)效率的重任,實現(xiàn)地區(qū)內(nèi)部教育資源的高度共享,還要擔負起一方教育系統(tǒng)的管理工作;在提高教學(xué)效率的同時,提高管理效率,降低管理費用,從而帶動整個地區(qū)教育信息化的發(fā)展。

2 教育城域網(wǎng)發(fā)展趨勢

2.1 數(shù)字化:以數(shù)字化信息和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),使資源得到充分利用的虛擬教育環(huán)境。

2.2 綠色、智能化:從業(yè)務(wù)出發(fā),依托智能管理,將不同業(yè)務(wù)類型、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、業(yè)務(wù)需求、應(yīng)用環(huán)境下的資源進行統(tǒng)一調(diào)配,營造潔凈、健康的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)環(huán)境。

2.3 融合開放:融合代表資源的融合以及業(yè)務(wù)的融合,提供開放式的教育。

3 城域網(wǎng)設(shè)計原則

高穩(wěn)定可靠性、高安全性、易管理、兼容性。

4 教育城域網(wǎng)需求分析

教育城域網(wǎng)常見應(yīng)用有教學(xué)資源類、教育管理類、交流溝通類、教務(wù)教學(xué)類等應(yīng)用,這些應(yīng)用特點是視頻類資源多,占用帶寬大,需要網(wǎng)絡(luò)具備持續(xù)運行和安全性。

4.1 城域網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)選擇需求:在建設(shè)教育城域網(wǎng)前,先要對城域網(wǎng)進行整體規(guī)劃:選擇城域網(wǎng)構(gòu)建技術(shù),同時選擇城域網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建設(shè)備等。

4.2 應(yīng)用建設(shè)與使用需求:教育城域網(wǎng)可以提供的應(yīng)用很多:教學(xué)資源庫、學(xué)科網(wǎng)站、視頻會議系統(tǒng)等,需要考慮有選擇地分步、分批開展應(yīng)用。

4.3 教育城域網(wǎng)運行中的安全需求:城域網(wǎng)用戶多,應(yīng)用復(fù)雜;網(wǎng)內(nèi)病毒、惡意攻擊、非法入侵等難控制和管理。

4.4 教育城域網(wǎng)運行中的管理需求:網(wǎng)內(nèi)設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)等多,維護工作量較大,很難做到統(tǒng)一管理。

5 教育城域網(wǎng)設(shè)計

5.1 設(shè)計概要 根據(jù)城市所轄學(xué)校數(shù)量及上網(wǎng)終端規(guī)模,為保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、高可用、管理方便和節(jié)省投資,建議整網(wǎng)采用三級架構(gòu):核心層、匯聚層和接入層,即市教育局網(wǎng)絡(luò)中心、各區(qū)縣教育局、區(qū)縣轄區(qū)中小學(xué)三級架構(gòu)。

5.2 城域網(wǎng)設(shè)計拓撲 教育城域網(wǎng)設(shè)計示意拓撲圖(見圖1)

5.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般將教育城域網(wǎng)劃分為核心層、匯聚層和接入層。

5.3.1 核心層:核心層位于教育城域網(wǎng)的中心,負責進行數(shù)據(jù)包快速交換、轉(zhuǎn)發(fā),實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián),具有較高的安全性和可擴展性。

5.3.2 匯聚層:匯聚層節(jié)點可以擴展核心層設(shè)備的端口密度和種類,擴大核心層節(jié)點的業(yè)務(wù)覆蓋范圍,實現(xiàn)接入用戶的可管理性。

5.3.3 接入層:接入層節(jié)點的設(shè)置主要是為了接入直接用戶和進一步擴展城域網(wǎng)的覆蓋范圍,將不同地理分布的具體學(xué)校用戶快速有效的接入。

5.4 各節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 作為教育系統(tǒng)的專網(wǎng),組網(wǎng)策略的選擇具有重要的意義。租用通信線路組網(wǎng)的優(yōu)點在于初期投資小,可以立刻實現(xiàn),不需要自行管理和維護通信線路,可以根據(jù)需要選擇線路帶寬并隨時升級。建議城域網(wǎng)主要節(jié)點和學(xué)校可以租用線路,使用快速以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)教育城域網(wǎng)。

5.5 核心和匯聚節(jié)點設(shè)計 核心層的主要目標是提供高速可靠的傳輸平臺,連接分布層節(jié)點的接入,該層的節(jié)點設(shè)備應(yīng)具備高效的路由轉(zhuǎn)發(fā)性能;匯聚層負責為全網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)提供高速的通道,匯聚各種流量進入核心層,此層設(shè)備除了路由轉(zhuǎn)發(fā)外,還要負責網(wǎng)絡(luò)中大部分的控制和服務(wù)處理。

5.6 接入節(jié)點設(shè)計 考慮到網(wǎng)絡(luò)功能的可擴展性,對于以后不斷出現(xiàn)的新應(yīng)用,必須要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有很好的諸如防御病毒、防御攻擊等先進功能,具備一定的數(shù)據(jù)吞吐能力和網(wǎng)絡(luò)管理功能,提供良好的網(wǎng)絡(luò)擴展能力。

5.7 IP地址規(guī)劃 IP地址的合理規(guī)劃是城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的重要一環(huán),必須對IP地址進行統(tǒng)一規(guī)劃和實施。IP地址規(guī)劃必須考慮到今后和教育城域網(wǎng)互聯(lián)后的地址分配問題,建議全市統(tǒng)一地址規(guī)劃。

5.8 路由協(xié)議規(guī)劃 城域網(wǎng)骨干區(qū)域路由協(xié)議建議采用OSPF路由協(xié)議,可以靈活配置OSPF的區(qū)域。中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域可以使用靜態(tài)路由。路由的規(guī)劃確定后,一般不做大的修改。

5.9 本方案設(shè)計特點 首先,采用以太網(wǎng)寬帶技術(shù)互聯(lián),保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和各種應(yīng)用的正常運行;其次,核心層和匯聚層出口的網(wǎng)絡(luò)邊界采取防火墻技術(shù),,抵御來自互聯(lián)網(wǎng)的攻擊,保障網(wǎng)絡(luò)的安全;再次,接入層建議采用具有內(nèi)置防火墻及防病毒功能的路由器設(shè)備,可以有效保證各接入學(xué)校的安全;最后,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中設(shè)備選型建議采用知名廠商的成熟產(chǎn)品,并且充分考慮網(wǎng)絡(luò)中各層次的負載和功能,以期給用戶提供最大的性價比。

6 總結(jié)

教育城域網(wǎng)建成以后,各個學(xué)校的資源不再是私有資產(chǎn),城域網(wǎng)內(nèi)部都可以訪問、共享,提高資源利用效率和節(jié)省總體投資。學(xué)生和老師可以隨時隨地訪問需要的資源,可以做到雙向溝通;教育主管部門可以隨時了解各個學(xué)校的教學(xué)情況,提升對整個轄區(qū)的掌控;家長能夠及時掌握學(xué)生在校學(xué)習(xí)、生活情況,將學(xué)校教育和家庭教育很好結(jié)合起來。通過對本系統(tǒng)的建設(shè),必將為城市教育事業(yè)的飛速發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]佟單,謝宇晶.寬帶城域網(wǎng)與MSTP技術(shù).機械工業(yè)出版社出版.2007-9-1版次:1-1.