大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)中心網(wǎng)絡(luò)組建方案研究

摘要：大學(xué)英語教學(xué)改革實(shí)施以來，自主學(xué)習(xí)中心建設(shè)正從初期的簡(jiǎn)單的建機(jī)房發(fā)展到目前的資源、網(wǎng)絡(luò)全方位建設(shè)的高層次階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在自主學(xué)習(xí)中心占據(jù)重要地位。本文從實(shí)際出發(fā)，探討符合實(shí)際應(yīng)用的自主學(xué)習(xí)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)中心；網(wǎng)絡(luò)組建；大學(xué)英語教改

中圖分類號(hào)：TP399-C1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、引言

2004年開始，教育部啟動(dòng)“高等教育教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”之一的大學(xué)英語教學(xué)改革項(xiàng)目，并正式發(fā)布了《大學(xué)英語課程教學(xué)要求（試行）》，明確提出“各高等學(xué)校應(yīng)充分利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用新的教學(xué)模式改進(jìn)原來的以教師講授為主的單一課堂教學(xué)模式。新的教學(xué)模式應(yīng)以現(xiàn)代化信息技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，使英語教學(xué)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，朝著個(gè)性化學(xué)習(xí)、自主式學(xué)習(xí)方向發(fā)展”。新的教學(xué)改革是以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)載體，在此基礎(chǔ)上實(shí)施大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)。各學(xué)校在實(shí)施教學(xué)改革方案的同時(shí)，建立或者改造原有語言實(shí)驗(yàn)室，使之能夠進(jìn)行大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)的發(fā)展是教學(xué)改革實(shí)施的技術(shù)基礎(chǔ)

二、需求分析

自主學(xué)習(xí)中心( self-access center) 是伴隨外語教學(xué)和研究的不斷深入而產(chǎn)生的新生事物[1]?；诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)中心是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中心利用計(jì)算機(jī)終端，通過自主學(xué)習(xí)中心的網(wǎng)絡(luò)訪問由自主學(xué)習(xí)中心提供的資源服務(wù)、教學(xué)平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí)，為了滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的充分自主性，學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地方通過校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)接入自主學(xué)習(xí)中心提供的學(xué)習(xí)平臺(tái)和資源服務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)中心對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求是：1、自主學(xué)習(xí)中心的多個(gè)機(jī)房教室內(nèi)的計(jì)算機(jī)終端通過交換機(jī)組成獨(dú)立的局域網(wǎng)；2、各個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)連接至核心交換機(jī)，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，核心交換機(jī)需要至少千兆級(jí)，并且是三層交換機(jī)；3、服務(wù)器群與核心交換機(jī)連接，為學(xué)習(xí)中心內(nèi)、外的訪問提供服務(wù)；4、使用路由器為機(jī)房計(jì)算機(jī)終端訪問校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)提供代理服務(wù)；5、使用路由器為服務(wù)器提供外網(wǎng)訪問服務(wù)器資源的服務(wù)。

三、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及建設(shè)方案

自主學(xué)習(xí)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要遵循一定的原則：首先是穩(wěn)定性，自主學(xué)習(xí)中心不僅要承擔(dān)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，還要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)考試任務(wù)，如大學(xué)英語四六級(jí)網(wǎng)考，網(wǎng)絡(luò)必須要保證穩(wěn)定可靠。第二是可擴(kuò)展性，自主學(xué)習(xí)中心是教學(xué)機(jī)房的一種，機(jī)房的建設(shè)不是一蹴而就的，需要不斷擴(kuò)充、更新，因此網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性是后期建設(shè)降低成本和順利過渡的基本保障。第三是網(wǎng)絡(luò)的安全性，病毒和黑客攻擊都會(huì)造成重大損失。

（一）總體架構(gòu)

自主學(xué)習(xí)中心網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)主干網(wǎng)和多個(gè)子網(wǎng)組成。主干網(wǎng)以三層交換機(jī)為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，連接所有子網(wǎng)；在網(wǎng)絡(luò)的頂部，安裝一臺(tái)路由器，負(fù)責(zé)各機(jī)房計(jì)算機(jī)終端上網(wǎng)代理和外網(wǎng)訪問服務(wù)器；每個(gè)機(jī)房、服務(wù)器群、教師辦公室單獨(dú)組成子網(wǎng)，與核心相連。所有機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)連接到核心交換機(jī)，由核心交換機(jī)負(fù)責(zé)子網(wǎng)的劃分。機(jī)房訪問外網(wǎng)和外網(wǎng)訪問服務(wù)器由路由器來完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。核心交換機(jī)由能夠處理網(wǎng)絡(luò)中大量數(shù)據(jù)流量的高性能交換機(jī)構(gòu)成，這些交換機(jī)應(yīng)能夠處理來自網(wǎng)絡(luò)中所有物理LAN、VLAN和從訪問層到中心服務(wù)器的各種流量，提供高性能的網(wǎng)絡(luò)交換和路由。

（二）機(jī)房應(yīng)用終端網(wǎng)絡(luò)

因?yàn)榻虒W(xué)平臺(tái)和學(xué)習(xí)資源中包含大量的視頻和音頻資源，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出了很高的帶寬需求。每個(gè)物理上連接到一起的機(jī)房都單獨(dú)組建一個(gè)小的局域網(wǎng)，根據(jù)需要安裝一臺(tái)或者幾臺(tái)百兆以上交換機(jī)，交換機(jī)再與核心機(jī)房相連。機(jī)房?jī)?nèi)交換機(jī)可以根據(jù)需要選擇可網(wǎng)管交換機(jī)和不可網(wǎng)管交換機(jī)。機(jī)房?jī)?nèi)單獨(dú)組網(wǎng)的好處有很多，在防毒，一些軟件應(yīng)用以及后期維護(hù)方面都有優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用終端計(jì)算機(jī)IP地址按照座位有規(guī)律的設(shè)定固定IP，對(duì)日常維護(hù)、大學(xué)英語四六級(jí)網(wǎng)考都有很多幫助。

如果機(jī)房分布在多個(gè)教學(xué)樓，可以使用光纖連接至核心交換機(jī)。選擇光纖連接兩地機(jī)房在管理、穩(wěn)定性方面都有優(yōu)勢(shì)。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式，在光纖的兩端，通過特殊的設(shè)備進(jìn)行光和電的相互轉(zhuǎn)換。光纖傳輸頻帶寬、通信容量大，中繼距離長(zhǎng)，可以解決跨樓網(wǎng)絡(luò)之間的長(zhǎng)距離問題。

（三）服務(wù)器平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)

教學(xué)改革的目的之一就是學(xué)生在任何地方，任何時(shí)間都可以接入自主學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生在任何一個(gè)可以接入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)設(shè)備上都可以訪問學(xué)習(xí)網(wǎng)站。服務(wù)器平臺(tái)的數(shù)據(jù)訪問通過路由器進(jìn)行端口映射，通過不同的端口訪問不同的服務(wù)器上的網(wǎng)站和服務(wù)。除了已經(jīng)映射的端口外，其他端口都無法訪問，也保證了服務(wù)器免受外網(wǎng)的黑客攻擊。

（四）核心設(shè)備設(shè)置

1. VLAN的劃分

在同一個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)數(shù)量太多或者是分割成多個(gè)機(jī)房，就很可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上存在大量的廣播而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低下和因?yàn)椴《驹斐扇W(wǎng)癱瘓。為了避免在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播所引起的廣播風(fēng)暴，可將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)虛擬網(wǎng)（VLAN）。VLAN它打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)許多固有觀念，可使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加靈活、多變、方便。通過三層交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間互訪。VLAN的劃分以機(jī)房、教室為單位，每個(gè)機(jī)房或者教室為一個(gè)VLAN，如201教室，設(shè)定為VLAN 201。

以太網(wǎng)使用的是TCP/IP傳輸協(xié)議，每個(gè)主機(jī)都需要一個(gè)唯一的IP地址用于數(shù)據(jù)傳輸。IP地址的設(shè)定需要考慮應(yīng)用和維護(hù)的便利。IP地址分為公有IP地址和私有IP地址，公有IP地址由Inter NIC進(jìn)行分配并可以直接訪問互聯(lián)網(wǎng)，私有IP地址專為機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用。我們一般選擇192.168.0.0-192.168.255.255段。IP地址分配以機(jī)房為單位劃分VLAN，每個(gè)機(jī)房單獨(dú)一個(gè)網(wǎng)段，并參照機(jī)房編號(hào)分配每個(gè)機(jī)房的IP地址。一般格式是，機(jī)房201，屬于VLAN 201，網(wǎng)關(guān)地址設(shè)定在核心交換機(jī)上，地址是192.168.2.1，機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)器的IP按照座位號(hào)排序，A1機(jī)器的IP是192.168.2.11，B2的IP是192.168.2.21。這樣設(shè)定IP在實(shí)際應(yīng)用中有實(shí)際的便利性。在大學(xué)英語四六級(jí)網(wǎng)考中，考場(chǎng)服務(wù)器的考中管理界面中只能看到IP地址，考試過程中，客戶機(jī)出現(xiàn)問題，只要看到IP地址就可以知道是那臺(tái)機(jī)器出問題。

2. NAT的設(shè)置

自主學(xué)習(xí)中心使用路由器設(shè)置NAT功能，為機(jī)房?jī)?nèi)的所有計(jì)算機(jī)、服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng)。NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是一種接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是一種將私有（保留）地址轉(zhuǎn)化為合法公網(wǎng)IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)，廣泛應(yīng)用于學(xué)校機(jī)房、企業(yè)局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中。使用NAT技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)，不僅可以集中控制網(wǎng)絡(luò)訪問互聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)計(jì)訪問數(shù)據(jù)還可以保證局域網(wǎng)的安全，避免來自互聯(lián)網(wǎng)的攻擊和病毒。

自主學(xué)習(xí)中心的多個(gè)機(jī)房包括分布在不同教學(xué)樓內(nèi)的機(jī)房都與核心交換機(jī)連接，默認(rèn)情況下，所有數(shù)據(jù)都會(huì)通過核心交換機(jī)進(jìn)行交換。利用策略路由技術(shù)將所有訪問互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至路由器，通過NAT技術(shù)訪問互聯(lián)網(wǎng)。策略路由是一種比基于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由更加靈活的數(shù)據(jù)包路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。一個(gè)接口應(yīng)用策略路由后，將對(duì)該接口接收到的所有包進(jìn)行檢查，不符合路由圖任何策略的數(shù)據(jù)包將按照通常的路由轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行處理，符合路由圖中某個(gè)策略的數(shù)據(jù)包就按照該策略中定義的操作進(jìn)行處理。

將所有機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)流量都匯聚到7604設(shè)備上來．以實(shí)現(xiàn)出口的集中管理和控制2，包括計(jì)費(fèi)管理、訪問控制管理、內(nèi)容過濾管理等。在路由器上配置route-map，以實(shí)現(xiàn)來自機(jī)房的數(shù)據(jù)通過155.254端口訪問互聯(lián)網(wǎng)，來自服務(wù)器群的數(shù)據(jù)通過155.12訪問互聯(lián)網(wǎng)。

route-map ruijie permit 10

match ip address 100

set ip next-hop xxx.xxx.155.254

route-map ruijie permit 11

match ip address 101

set ip next-hop xxx.xxx.146.126

3. 服務(wù)器訪問

建立大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)中心需要配備良好的硬件和軟件設(shè)施，硬件建設(shè)而言，軟件建設(shè)更為復(fù)雜。不僅需要安裝類似新視野大學(xué)英語教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)軟件，還需要建設(shè)和不斷更新學(xué)習(xí)者所需的各種圖文聲像并茂的自主學(xué)習(xí)教學(xué)資源庫及其點(diǎn)播和索引系統(tǒng)3。基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的各種服務(wù)都需要由服務(wù)器提供。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，服務(wù)器與核心交換機(jī)直接相連，機(jī)房?jī)?nèi)網(wǎng)利用VLAN互訪技術(shù)訪問服務(wù)器，自主學(xué)習(xí)中心以外如宿舍需要通過校園網(wǎng)訪問自主學(xué)習(xí)中心的路由器，由路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在路由器中的配置：

ip access-list extended 100

1 deny ip 192.168.0.0 0.0.255.255 192.168.0.0 0.0.255.255

5 permit ip 192.168.10.0 0.0.0.255 any

10 permit tcp host 192.168.10.99 any eq www

20 permit tcp host 192.168.10.96 any eq 554

21 permit tcp host 192.168.10.96 any eq 66

30 permit tcp host 192.168.10.81 any eq 88

ip access-list extended 199

30 permit icmp any any

40 permit tcp any host xxx.xxx.155.12 eq www

50 permit tcp any host xxx.xxx.155.12 eq 554

51 permit tcp any host xxx.xxx.155.12 eq 66

60 permit tcp any host xxx.xxx.155.12 eq 88

校園網(wǎng)為自主學(xué)習(xí)中心分配一個(gè)服務(wù)器公網(wǎng)IPxxx.xxx.155.12，設(shè)為路由器的一個(gè)WAN口的IP地址，利用端口映射，訪問服務(wù)器群中的不同服務(wù)器。利用端口映射的最大好處是，所有服務(wù)器在外網(wǎng)智能訪問指定的端口，可以有效地防止攻擊。

四、結(jié)束語

大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)中心是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大學(xué)英語教學(xué)中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用，自主學(xué)習(xí)部分和大部分教學(xué)活動(dòng)都是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的，因此網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)顯得至關(guān)重要。在自主學(xué)習(xí)中心建設(shè)之前，需要充分調(diào)研和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括應(yīng)用、管理、安全等多個(gè)方面?？茖W(xué)的建設(shè)方案可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的日常維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、機(jī)房擴(kuò)展和增加應(yīng)用等方面的可行性。

參考文獻(xiàn)：

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本文為遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2011年度一般課題（JG11DB020）之一