構(gòu)建信息高速路助力教育信息化應(yīng)用全面開展

馮有文

2012年，全國教育信息化工作電視電話會議首次明確：“十二五”期間，要以建設(shè)好“三通兩平臺”，即 “寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通”，建設(shè)教育資源公共服務(wù)平臺和教育管理公共服務(wù)平臺。為此，河南焦作市在原有基礎(chǔ)上再次加大了對教育城域網(wǎng)升級改造力度，成效顯著。截至2014年底，焦作教育城域網(wǎng)全面覆蓋全市所有中小學(xué)校和教學(xué)點，互聯(lián)網(wǎng)出口總帶寬達到7000M。管理規(guī)范、高效運行的信息高速網(wǎng)絡(luò)，為全市教育信息化全面應(yīng)用奠定了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

認真調(diào)研，確定教育城域網(wǎng)建設(shè)為首要任務(wù)

2000年，教育部決定在中小學(xué)實施 “校校通”工程，目標是用5～10年時間，使全國90%左右的獨立建制的中小學(xué)校能夠上網(wǎng)，使中小學(xué)師生都能共享網(wǎng)上教育資源，提高所有中小學(xué)的教育教學(xué)質(zhì)量，使全體教師能普遍接受旨在提高實施素質(zhì)教育水平和能力的繼續(xù)教育。面對這一龐大的系統(tǒng)工程，需要解決的實際問題繁雜，主要體現(xiàn)在三個方面，一是如何完成數(shù)量眾多的中小學(xué)校園網(wǎng)建設(shè)任務(wù)所需的資金籌措；二是如何提高已建校園網(wǎng)利用率和發(fā)揮校園網(wǎng)作用；三是如何有效保障校園網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)校?；ミB和與互聯(lián)網(wǎng)等外界網(wǎng)絡(luò)互通。經(jīng)過詳細調(diào)查研究，整體推進全市教育城域網(wǎng)是解決這些問題的有效途徑之一。據(jù)此，焦作市教育局決定將焦作教育城域網(wǎng)建設(shè)作為切入點，促進教育信息化全面快速發(fā)展。

頂層設(shè)計，制定教育城域網(wǎng)總體建設(shè)方案

教育城域網(wǎng)是通過寬帶骨干網(wǎng)連接，覆蓋市、縣、校三級教育機構(gòu)，具有遠程教學(xué)、資源共享、信息交換等功能，能夠滿足實時視頻傳輸?shù)母邘捫畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。教育城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)非常重要，直接影響教育信息化各種應(yīng)用系統(tǒng)的順利開展。焦作教育城域網(wǎng)建設(shè)總體目標是：遵循“五統(tǒng)一”原則，將全市所有教育機構(gòu)，包括全部中小學(xué)連接到同一個網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)建一個區(qū)域內(nèi)各單位充分互聯(lián)互動，信息高速運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

1. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)統(tǒng)一設(shè)計

焦作教育城域網(wǎng)主要遵循“三層架構(gòu)”方式進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，即核心骨干層、匯聚層和接入層。

（1）核心骨干層建設(shè)。由分別部署在多個運營商和市教育局網(wǎng)絡(luò)中心的多臺核心交換機組成，為全網(wǎng)數(shù)據(jù)高速交換提供保障。隨著教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)種類日益增加，特別是教育教學(xué)音視頻等多媒體應(yīng)用越來越廣泛，大量數(shù)據(jù)需要通過核心層設(shè)備進行轉(zhuǎn)換。如果核心層設(shè)備數(shù)據(jù)處理能力較低，勢必影響整個城域網(wǎng)運行狀況。焦作市教育城域網(wǎng)配備了三臺具備高可靠性、高安全性、高可管理性的核心交換機，各個核心交換機之間高速互聯(lián)，帶寬不斷增加，從原來2000兆擴展到目前的萬兆，有效滿足了全市各種教育教學(xué)信息化應(yīng)用系統(tǒng)的需求。

（2）匯聚層建設(shè)。匯聚層設(shè)備主要包括市級匯聚交換機和縣級匯聚交換機兩部分，分別部署運行在各運營商市、縣兩級網(wǎng)絡(luò)機房，各縣（市）區(qū)中小學(xué)校光纖線路就近接入到縣級匯聚交換機。各縣級匯聚交換機以裸光纖方式直連到市級匯聚交換機。

（3）接入層建設(shè)。接入層設(shè)備主要包括各學(xué)校出口路由器和防火墻等設(shè)備。根據(jù)中小學(xué)規(guī)模大小，我市分別采用了兩種方式將中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)接入教育城域網(wǎng)。規(guī)模較大的中小學(xué)安裝專業(yè)硬件路由器或防火墻，接入教育城域網(wǎng)。規(guī)模小的學(xué)校利用普通計算機，安裝雙網(wǎng)卡和Linux系統(tǒng)組裝成一臺簡易路由器，接入教育城域網(wǎng)。

2. 網(wǎng)絡(luò)IP地址統(tǒng)一分配

為實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速交換，焦作教育城域網(wǎng)采取“網(wǎng)內(nèi)路由、內(nèi)外轉(zhuǎn)換”策略，對全市接入單位的內(nèi)外網(wǎng)IP地址實行統(tǒng)一分配。

（1）公網(wǎng)IP地址分配。為每個接入單位分配兩個公網(wǎng)IP地址，一個公網(wǎng)IP地址用于一個接入單位內(nèi)外IP地址轉(zhuǎn)換，在城域網(wǎng)出口防火墻上配置接入單位所有內(nèi)部IP轉(zhuǎn)換成同這個公網(wǎng)IP后訪問互聯(lián)網(wǎng)；另一個公網(wǎng)IP地址保障接入單位對外提供信息服務(wù)，比如供學(xué)校建設(shè)門戶網(wǎng)站、提高FTP服務(wù)時使用。

（2）內(nèi)部IP地址分配。焦作教育城域網(wǎng)內(nèi)部IP地址采用172.16-31.X.X地址段。為便于管理，按服務(wù)器區(qū)、縣（市）區(qū)分配不同地址段實行層層分配，如服務(wù)器區(qū)的IP地址段統(tǒng)一為172.16.2.X，A縣的IP地址段為172.23.X.X，B縣的IP地址段為172.24.X.X；又根據(jù)學(xué)校終端擁有量，分配若干個C的內(nèi)部IP地址，如A縣教育局上網(wǎng)設(shè)備數(shù)量一般不會超過256臺，可分配一個C的IP地址段，如172.23.0.0-172.23.1.255；A縣一中的上網(wǎng)設(shè)備數(shù)量較多，可分配4個C的IP地址段，如172.23.4.0-172.23.7.255。

（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理IP地址分配。為方便快捷地對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行管理，教育城域網(wǎng)必須為每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配有別于網(wǎng)內(nèi)終端設(shè)備的IP地址。按縣（市）區(qū)不同，焦作教育城域網(wǎng)對各縣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配了不同的IP地址，如A縣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP地址段為10.0.7.0-7.255，B縣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP地址段為10.0.8.0-8.255。

（4）學(xué)校虛擬局域網(wǎng)（VLAN）IP地址分配。為保障網(wǎng)絡(luò)安全，控制不必要數(shù)據(jù)廣播，焦作教育城域網(wǎng)為每個接入單位劃分一個獨立VLAN，并分配一對路由IP地址，如A縣教育局VLAN的路由地址是10.0.7.1/30，A縣一中VLAN的路由地址是10.0.7.9/30。

3. 網(wǎng)絡(luò)出口統(tǒng)一管理

根據(jù)市教育局要求，焦作教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)出口是全網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的唯一出口，學(xué)校不再另設(shè)互聯(lián)網(wǎng)出口。所有中小學(xué)校無論租用任何運營商光纖線路，這條線路最終都必須匯聚到教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心，這樣就大大降低對學(xué)校技術(shù)人員水平、機房建設(shè)標準等要求。

4. 信息安全統(tǒng)一規(guī)范

焦作市教育局非常重視中小學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息安全，通過加強技防措施，統(tǒng)一規(guī)范了校園網(wǎng)絡(luò)信息安全保障管理。我市要求規(guī)模大的學(xué)校使用硬件安全設(shè)備；規(guī)模小的學(xué)校統(tǒng)一采用由市教育局和公司聯(lián)合開發(fā)的軟件安全系統(tǒng)。

5. 數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一建設(shè)

2008年，基于服務(wù)器虛擬技術(shù)，焦作教育城域網(wǎng)建成集約程度較高的數(shù)據(jù)中心，提高了服務(wù)器、存儲等硬件設(shè)備利用率，提高了業(yè)務(wù)持續(xù)能力，降低了數(shù)據(jù)中心運行維護成本。為薄弱學(xué)校、農(nóng)村中小學(xué)提供虛擬服務(wù)器，供其建立門戶網(wǎng)站和FTP服務(wù)器，既滿足了學(xué)校信息化發(fā)展需要，又能做到節(jié)能環(huán)保。

措施得力，保障教育城域網(wǎng)建設(shè)順利實施

1. 加強領(lǐng)導(dǎo)，提高認識

2003年，焦作市教育局成立了教育信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在電教館，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)和管理全市中小學(xué)教育信息化工作。2013年，為更好地協(xié)調(diào)全市各部門共同推進教育信息化，焦作市人民政府成立了焦作市教育信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組，分管副市長任組長，教育、發(fā)改、財政、工信、科技、文廣新聞等部門為成員。目前，各縣（市、區(qū)）教育局均組建了教育信息化工作管理機構(gòu)，形成了教育局“一把手”親自抓，有關(guān)科室共同參與、協(xié)同推進的教育信息化管理體制。

2. 加大培訓(xùn)，組建隊伍

為保障城域網(wǎng)高效運行，培養(yǎng)一支專業(yè)化管理隊伍必不可少，網(wǎng)絡(luò)管理屬于比較專業(yè)的崗位，對管理人員技術(shù)性要求較高。中小學(xué)校，特別是農(nóng)村中小學(xué)校，這種人才尤其短缺，大多數(shù)是由數(shù)學(xué)、物理、體育等學(xué)科老師兼任網(wǎng)絡(luò)管理員。針對這種狀況，我們分批分層次開展了網(wǎng)絡(luò)管理員技術(shù)培訓(xùn)，提高了他們技術(shù)水平和管理能力。十年來，我市已經(jīng)建立了一支相對穩(wěn)定的技術(shù)隊伍。同時，市教育局要求學(xué)校將網(wǎng)絡(luò)管理工作量列入績效考核，并高于一般教師工作量，充分調(diào)動了技術(shù)人員工作積極性，有力保障了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的正常運行。

3. 強化支撐，高效管理

一是研發(fā)專門系統(tǒng)，加強學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息安全。針對一些終端數(shù)量少、資金有限的農(nóng)村中小學(xué)校，市教育局采用政企合作方式，專門開發(fā)了一套價格便宜、性能優(yōu)良的上網(wǎng)日志記錄軟件，滿足了學(xué)校日常網(wǎng)絡(luò)安全管理需求。二是設(shè)計簡易路由器，降低學(xué)校網(wǎng)絡(luò)運行成本。由于資金有限，農(nóng)村中小學(xué)校難以購買專門的網(wǎng)絡(luò)出口路由設(shè)備。經(jīng)過多次技術(shù)論證，在一臺有雙網(wǎng)卡的普通計算機上安裝Linux系統(tǒng)，就可將其改裝成一款簡易路由器。利用價格低廉的普通設(shè)備實現(xiàn)了價格昂貴的專用設(shè)備的路由功能。此項工作不僅盤活了學(xué)校閑置設(shè)備，滿足了學(xué)校上網(wǎng)需求，還大大減少了學(xué)校購置設(shè)備資金。三是借助第三方平臺，加強技術(shù)人員溝通交流。建立焦作教育網(wǎng)絡(luò)管理QQ群、微信群等，為學(xué)校網(wǎng)絡(luò)管理員搭建溝通交流平臺。提高了工作效率，節(jié)約了辦公成本，促進技術(shù)人員管理水平提升。

4. 加強督導(dǎo)，保障安全

一是市教育局每年都將教育城域網(wǎng)建設(shè)工作納入責(zé)任目標考核項目，督導(dǎo)部門對各縣（市、區(qū)）教育城域網(wǎng)建設(shè)情況開展督導(dǎo)評估，并計入年終督導(dǎo)考核總分。二是成立了各級網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)導(dǎo)小組，建立各種網(wǎng)絡(luò)安全制度，按照“誰運行誰負責(zé)、誰主管誰負責(zé)”的原則，要求各單位分工明確，責(zé)任到人。

政企合作，確保教育城域網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)定運行

多年來，我市不斷探索采用“企業(yè)投資建設(shè)，學(xué)校購買服務(wù)”方式促進我市教育信息化快速發(fā)展。市教育局與運營商合作共建教育城域網(wǎng)的模式大致經(jīng)歷了兩個階段。

1. 單一合作模式階段（2002-2012年）

2002年，我們考察了多家網(wǎng)絡(luò)運營商，就光纖覆蓋面、互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬、技術(shù)實力、資費標準、服務(wù)能力等方面進行了綜合評估，最終選擇了一家運營商承建焦作教育城域網(wǎng)。雙方簽訂了第一個五年合作協(xié)議，采用虛擬VLAN方式建成了第一代教育城域網(wǎng)，覆蓋了全市規(guī)模較大的中小學(xué)校。2007年，雙方繼續(xù)簽訂了第二個五年期合作協(xié)議，建成第二代教育城域網(wǎng)，由虛擬網(wǎng)改造成物理專網(wǎng)，出口帶寬從1000兆升級到2000兆，學(xué)校接入網(wǎng)絡(luò)資費大幅降低。2013年4月份，雙方簽訂第三個五年期合作協(xié)議，出口帶寬也擴展到了4000兆。根據(jù)協(xié)議，農(nóng)村中小學(xué)校接入費用實行優(yōu)惠，大大地縮小了城鄉(xiāng)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)數(shù)字鴻溝，促進了教育均衡發(fā)展。

2. 有序競爭模式階段（2013至今）

隨著其他運營商數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，尤其是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不斷完善，運營商之間的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差距不斷縮小，在價格、接入帶寬和服務(wù)質(zhì)量等方面形成了競爭局面。根據(jù)這種情況，2014年市教育局引進競爭機制，開放教育市場，允許其他運營商參與焦作教育城域網(wǎng)及其網(wǎng)絡(luò)中心建設(shè)。各縣（市）區(qū)按本地不同情況，允許學(xué)校自由選擇服務(wù)質(zhì)量高、光纖線路好、上網(wǎng)資費低的運營商進行合作。通過公正、公平的有效競爭，降低了中小學(xué)校和其他教育機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)租賃費用。雖有多個運營商提供網(wǎng)絡(luò)線路，但都按要求將其鏈接到市教育局數(shù)據(jù)中心，匯入焦作教育城域網(wǎng)，確保了我市教育城域網(wǎng)持續(xù)、穩(wěn)定、高效運行。

焦作教育城域網(wǎng)的建成，為信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合以及各種教學(xué)信息化應(yīng)用提供了堅實網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。目前，已經(jīng)有10余種地方特色應(yīng)用運行于教育城域網(wǎng)上，如用戶統(tǒng)一認證與單點登錄系統(tǒng)、全市教育綜合管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)閱卷及成績分析系統(tǒng)、師生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通、中小學(xué)教學(xué)質(zhì)量評估系統(tǒng)、中小學(xué)家?；酉到y(tǒng)和教育城域網(wǎng)運維管理系統(tǒng)等，應(yīng)用效果明顯。教育公文流轉(zhuǎn)、學(xué)生信息、教職工信息、校產(chǎn)、考試、大賽活動管理等業(yè)務(wù)均已實現(xiàn)信息化管理，有力促進了焦作教育均衡發(fā)展和教育質(zhì)量提升。

（作者單位：河南焦作市電化教育中心）