沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)中的技術(shù)方案研究

黃 艷

（沈陽市教育研究院，遼寧 沈陽 110082）

1 教育城域網(wǎng)概念的界定及特征

1.1 教育城域網(wǎng)主要功能

建設(shè)教育城網(wǎng)的主要功能是：搭建區(qū)域性教育資源教育環(huán)境，不斷實(shí)現(xiàn)區(qū)域性教育資源共享，推動遠(yuǎn)程教育加速駛進(jìn)快車道，豐富師資網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)形式，助力社區(qū)教育服務(wù)新發(fā)展。

（1）優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件投入。（2）降低信息費(fèi)。（3）解決各學(xué)校Internet國際出口問題，凈化互聯(lián)網(wǎng)信息，為教育資源共享和資源的統(tǒng)一管理提供可能。

1.2 教育城域網(wǎng)基本特征

教育城域網(wǎng)發(fā)展大致分為三個階段：第一階段，學(xué)校的計(jì)算機(jī)開始走向網(wǎng)絡(luò)化，明顯標(biāo)志是建設(shè)校園網(wǎng)，依托各種通訊接入，將教育管理、教學(xué)、學(xué)習(xí)，尤其是信息資源共享和應(yīng)用水平提升到了一個新的階段，這是教育城域網(wǎng)的雛形；第二階段是教育城域網(wǎng)的普遍連接，校園走向社會，真正是以教育為核心，在信息化環(huán)境下對地區(qū)教育進(jìn)行一次重新的規(guī)劃和設(shè)計(jì)；第三階段，是教育城域網(wǎng)成熟化運(yùn)營，標(biāo)志是擁有快速寬帶通訊環(huán)境，擁有教育教學(xué)資源和遠(yuǎn)程教育的環(huán)境，成為成熟的教育城域網(wǎng)。教育城域網(wǎng)關(guān)鍵特征包括：它是教育行業(yè)專網(wǎng)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的一個集成應(yīng)用系統(tǒng)。其建設(shè)目標(biāo)是建設(shè)一個集寬帶互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，教育資源信息網(wǎng)站及大型數(shù)據(jù)資源信息中心為一體的，業(yè)務(wù)輻射城市各級教育機(jī)構(gòu)和各類學(xué)校的社會用戶，能提供多種業(yè)務(wù)、多功能的教育寬帶信息數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)所選擇的軟硬件產(chǎn)品應(yīng)具有一定的通用性，采用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組件和用戶接口，支持所有流行的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議并與原有設(shè)備相兼容。

2 沈陽市教育城域網(wǎng)建設(shè)方案及其評價(jià)

沈陽市教育城域網(wǎng)將利用自有光纖通訊設(shè)備和資源開展網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，建設(shè)了可以聯(lián)結(jié)全市教育系統(tǒng)的綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的市級城域網(wǎng)絡(luò)。沈陽市教育城域網(wǎng)建設(shè)方案設(shè)計(jì)將信息中心作為建設(shè)和接入中心，用光纖接入城市部分，而郊縣部分接入將以光纖接入為主，輔助微波接入。教育城域網(wǎng)絡(luò)二級節(jié)點(diǎn)在每個城區(qū)和郊縣建設(shè)1~3個，如有更多需要則可延伸至三級甚至四級節(jié)點(diǎn)，繼而完成全市學(xué)校的教育網(wǎng)絡(luò)接入。沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案主要包括四個方面的內(nèi)容。

2.1 建設(shè)環(huán)境分析

沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案首先從建設(shè)的環(huán)境上分析，它是必要的和可行的。

2.1.1 教育城域網(wǎng)建設(shè)是信息社會的教育發(fā)展趨勢

信息化是當(dāng)今社會發(fā)展的趨勢，它不斷深入影響并改變著人們的工作、生活以及學(xué)習(xí)方式。

2.1.2 建設(shè)教育城域網(wǎng)是解決教育均衡發(fā)展的主要途徑

教育的均衡發(fā)展是提高教育水平和全民素質(zhì)的需要。目前教育的情況是：一部分人高價(jià)買走了國家的共有教育資源，造成公有教育資源的轉(zhuǎn)移。教育城域網(wǎng)的建設(shè)是促進(jìn)教育均衡的重要環(huán)境架構(gòu)，通過城域網(wǎng)的建設(shè)，可以合理配置公有教育資源，縮小城鄉(xiāng)之間教育發(fā)展水平之間的差距。

2.2 技術(shù)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)和分析

2.2.1 方案設(shè)計(jì)原則

早期教育城域網(wǎng)骨干架極為事層三層混合模式，部分學(xué)校跟局信息中心事層對接。運(yùn)行一段時間后出現(xiàn)學(xué)校獲取局DHCP服務(wù)器異常，通過Ping局核心網(wǎng)天，收現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延時嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。教育城域網(wǎng)必須以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)的升級以及能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量的提升為基礎(chǔ)和原則。根據(jù)這樣的原則，大體應(yīng)該分成三個階段：

第一階段，簡單式需求，即能上網(wǎng)、能上課。這個階段主要滿足開設(shè)信息技術(shù)必修課需要，滿足帶寬需要，講求的是網(wǎng)絡(luò)的速度。具體分析，2002年開課學(xué)校有200所，需要建設(shè)多媒體計(jì)算機(jī)教室200個，寬帶接入的學(xué)校PC15000臺，建立符合網(wǎng)上教育教學(xué)的資源，滿足20萬網(wǎng)絡(luò)用戶訪問需要。

第二階段：應(yīng)用式需求。隨著網(wǎng)絡(luò)的開通，用戶在不斷增加，估計(jì)2~3年增加用戶接入學(xué)校500所，網(wǎng)絡(luò)用戶50萬人，他們的應(yīng)用水平在不斷增高，基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不斷增加，類似IP電話、視頻會議、在線教學(xué)等應(yīng)用市場非常受歡迎。

第三階段：滿足式需求。市場對教育教學(xué)資源的需求不斷增加，特別是基于寬帶網(wǎng)的遠(yuǎn)程教育成為市場熱點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)課堂、網(wǎng)上題庫、網(wǎng)上咨詢等等，成為網(wǎng)絡(luò)用戶滿意度的主要因素。同時網(wǎng)絡(luò)成熟應(yīng)用后加入教育城域網(wǎng)的社會用戶，包括中小學(xué)生家長、自學(xué)考試學(xué)習(xí)、技能學(xué)習(xí)、就業(yè)學(xué)習(xí)等，沈陽教育城域網(wǎng)用戶將會達(dá)到200萬人左右。

由于沈陽教育城域網(wǎng)完全是用寬帶網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行整網(wǎng)構(gòu)建，那么在寬帶網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于窄帶網(wǎng)絡(luò)，由于流媒體的應(yīng)用通常是基于組播服務(wù)和多播服務(wù)，那么網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在接收到組播地址、多播地址、廣播地址的時候，會將此信息包發(fā)送到自己的每一個端口上，并且每一個端口上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者是PC機(jī)都將無條件的接收此信息包，勢必會造成網(wǎng)絡(luò)的堵塞。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是用傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)的物理布局，是網(wǎng)絡(luò)成員之間的物理布局或排列方式。沈陽市教育城域是一個市級城域網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)以一個信息中心為建設(shè)和接入中心，光纖維主干接入方式，城區(qū)和郊縣分布二級節(jié)點(diǎn)的建設(shè)方式，最終完成全市學(xué)校的教育網(wǎng)絡(luò)接入。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，教育城域網(wǎng)交換中心與中國教育科研網(wǎng)100M /1000M連接，再通過中國教育科研網(wǎng)與國際互聯(lián)網(wǎng)連接，解決教育城域網(wǎng)的出口問題。在內(nèi)部連接上，100M連接市教育局，1000M連接數(shù)據(jù)中心，100M / 1000M連接二級交換中心，10M/100M連接學(xué)校和教育單位，在連接郊縣二級中心時，采用光纜和微波并用的辦法，2M微波或10M光纜連接。沈陽教育城域網(wǎng)采用環(huán)狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，城市主干結(jié)構(gòu)是“田字形”保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。目前的設(shè)計(jì)是到二級站點(diǎn)，隨著接入學(xué)校的增加，為減少投入，擴(kuò)大效益，可以考慮建設(shè)三級節(jié)點(diǎn)、四級節(jié)點(diǎn)或者更多，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的就近接入，減少線路的投入。

2.2.3 交換中心設(shè)備選擇

沈陽教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)依次層次是：核心層、匯聚層和接入層，從不同的接入需求的差別，對交換設(shè)備有著不同的要求。由于數(shù)據(jù)量巨大，所以當(dāng)采用多鏈路聚合的功能時，可以實(shí)現(xiàn)鏈路的負(fù)載均衡功能，保證了網(wǎng)絡(luò)的冗余性能，而且可以采用諸如多通道動態(tài)選擇功能，實(shí)現(xiàn)了一些網(wǎng)絡(luò)訪問流量的分流功能，由于采用了智能的通道選擇技術(shù)，能夠合理地分配不同的業(yè)務(wù)給不同的交換機(jī)進(jìn)行處理，真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的合理化組建。沈陽教育城域網(wǎng)可以提供更加安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提供健康的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，提供學(xué)校安全的網(wǎng)站空間，提供教育電子政務(wù)的可靠性等等。其中教育教學(xué)的安全非常重要，未成年學(xué)生畢竟是網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)用戶，網(wǎng)站內(nèi)容的篩選、適度隔離非常具有意義，這也是網(wǎng)絡(luò)樹立教育的威信，特別值得一提的是建立VPN通道，通過授予特殊的權(quán)限，開展保密性要求很高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)招生、高層視頻會議等，同時可以為沈陽其他政府和企業(yè)提供服務(wù)，其安全性是絕對值得信賴的。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全與管理方案分析

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)安全方案

“患生于所忽，禍起于細(xì)微”沒有意識到風(fēng)險(xiǎn)是最大的風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)安全性問題包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和人為因素兩個方面，是網(wǎng)絡(luò)信息化社會的重要基礎(chǔ)。對于沈陽市教育城域網(wǎng)絡(luò)，無論是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部還是在外網(wǎng)中，都存在著自然和人為等諸多因素的脆弱性和潛在威脅，對用戶的要求，主要是涉及個人隱私或資源的信息要受到機(jī)密性，完整性和真實(shí)性的保護(hù)，避免其他人竊聽，冒充，修改和非法訪問等。網(wǎng)絡(luò)的安全措施應(yīng)是能全方位地針對各種不同的威脅和脆弱性，確保沈陽市教育信息網(wǎng)絡(luò)信息的保密性、完整性和可用性。

2.3.2 借助網(wǎng)絡(luò)管理軟件，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理

沈陽市教育城域網(wǎng)是采用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)的超大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)較重，需要配備優(yōu)秀的網(wǎng)管工具來幫助完成。沈陽市教育城域網(wǎng)既是一個服務(wù)機(jī)構(gòu)又是一個管理機(jī)構(gòu)，所以網(wǎng)絡(luò)管理軟件的選取要重視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和控制兩個方面，要將網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)呈現(xiàn)能力作為系統(tǒng)監(jiān)視功能的考察點(diǎn)，將采取措施影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)作為系統(tǒng)控制的考察點(diǎn)。

3 沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案在實(shí)施中存在的問題

3.1 人員匱乏

沈陽教育城域網(wǎng)是一個大型的建設(shè)項(xiàng)目，需要各層次的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員、網(wǎng)絡(luò)管理人員，人員的匱乏是一個普遍又難解決的問題，可以說，人是沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)過程中的一項(xiàng)最稀缺的資源。

3.2 資金不足

目前的社會現(xiàn)實(shí)是：部分的中小學(xué)校存在資金短缺問題，發(fā)放教職工工資都有困難的情況下，要實(shí)現(xiàn)“校校通”只能是心有余而力不足，盡管各級地方政府相繼為學(xué)校添置了一部分信息技術(shù)的設(shè)備設(shè)施，仍然是杯水車薪，無法解決根本問題。

3.3 政策和機(jī)制問題

沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)需要大量的資金，不可能完全依靠政府投入，需要相應(yīng)的投入機(jī)制和政策保障。如果向銀行貸款，誰來擔(dān)保？誰來償還？假設(shè)城域網(wǎng)建設(shè)擁有一筆可觀的資金，那么資金的管理和投入的決策機(jī)制和管理的體制顯得更加重要。

4 沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案對策及措施

4.1 對策一：解決資金的瓶頸問題

建設(shè)都是以滿足教育應(yīng)用上的需求為前提，以實(shí)現(xiàn)教育水平的提高為根本目的。資金是制約教育發(fā)展的瓶頸，教育城域網(wǎng)的建設(shè)看似一項(xiàng)投資巨大的工程，其實(shí)是在為教育整體發(fā)展節(jié)省設(shè)備等投入費(fèi)用。教育城域網(wǎng)的建設(shè)使得“校園網(wǎng)”實(shí)現(xiàn)“瘦身”，“瘦”在網(wǎng)絡(luò)的互通性和資源的共享性，使具備高性能硬件的學(xué)校將其資源共享，而不具備經(jīng)濟(jì)和業(yè)務(wù)實(shí)力的學(xué)校，則可以借助共享的資源，進(jìn)行網(wǎng)上學(xué)習(xí)和教學(xué)，進(jìn)行信息的存儲、加工等工作。這樣就避免使用大量的資金進(jìn)行學(xué)校個體的硬件建設(shè)，避免資金和資源的浪費(fèi)，重復(fù)性投資。投入建設(shè)教育城域網(wǎng)最大的利益在于，過去學(xué)校內(nèi)部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，由于沒有必要的通訊，基本是“死的”，只有有了良好的通訊，有了帶寬，有了與外界的聯(lián)系，它才有了更多的生命力，這種投資才是有效益和價(jià)值的。因此，在教育信息化資金投入緊張的情況下，投入建設(shè)城域網(wǎng)，是節(jié)省教育信息化發(fā)展后續(xù)投入的最有效辦法，這將是教育城域網(wǎng)價(jià)格優(yōu)勢又一個體現(xiàn)。

4.2 對策二：運(yùn)營與增值服務(wù)

沈陽市城域網(wǎng)的建設(shè)可以依靠政府的投資完成，但是，市場經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律要求、城域網(wǎng)運(yùn)營過程中對資金和人力資源的需求以及國家的相關(guān)政策法規(guī)的限制，使政府機(jī)構(gòu)或職能部門作為沈陽市教育城域網(wǎng)的運(yùn)營主體，不僅體制不順，而且將使沈陽市教育城域網(wǎng)的運(yùn)營與發(fā)展受到種種制約。出讓一部分光纜資源給其他行業(yè)和組織，可以說是城域網(wǎng)最大的增值服務(wù)項(xiàng)目，在營運(yùn)中將已經(jīng)升值的光纜有償出讓，短期內(nèi)快速收回一部分建設(shè)成本，通過更換光纜端頭的設(shè)備，在保持地下光纜的暢通的前提下，提高網(wǎng)絡(luò)的性能，吸納更多的網(wǎng)絡(luò)用戶，實(shí)現(xiàn)增值。網(wǎng)絡(luò)的增值服務(wù)如IP電話，網(wǎng)絡(luò)視頻會議、遠(yuǎn)程教育等增值的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，將是更加具有市場競爭力的因素。

4.3 策三：建立和完善工程的項(xiàng)目執(zhí)行與工程監(jiān)理

沈陽教育城域網(wǎng)實(shí)施工程項(xiàng)目執(zhí)行和工程監(jiān)理制度，其國際慣例是業(yè)主利用其有利的市場地位，選擇工程設(shè)計(jì)與監(jiān)理的咨詢顧問、承包商，以達(dá)到“經(jīng)濟(jì)”與“效率”目的。根據(jù)沈陽的實(shí)際情況，沈陽教育城域網(wǎng)工程在建設(shè)上，基本上采用設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理三者分立的辦法。由于沈陽教育城域網(wǎng)工程是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在每一項(xiàng)的工作中都涉及多種的技術(shù)人員參與，由于技術(shù)的不相同性和技術(shù)的協(xié)作性，需要在內(nèi)部員工中首先劃分合理部門，設(shè)置合理崗位；第二，制定崗位責(zé)任，明確工作分工；第三，制定完整而科學(xué)的工作流程管理制度，技術(shù)的分工和合作，以流程加以約束和管理；第四，建立項(xiàng)目工作組制度，在完成協(xié)作性較強(qiáng)的工作，成立臨時的技術(shù)合作組，協(xié)作完成，在共同的工作中尋求人力資源轉(zhuǎn)換的最大優(yōu)勢。

5 結(jié)論與建議

沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案，從技術(shù)方案的角度，首先是一種創(chuàng)新的技術(shù)解決方案，技術(shù)設(shè)計(jì)符合技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備選型實(shí)用而經(jīng)濟(jì)，在媒介的選擇上，具有一定的超前性。綜上，沈陽教育城域網(wǎng)建設(shè)方案設(shè)計(jì)和國內(nèi)外同等城市比較，更加具備經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的優(yōu)勢，其方案的超前性和可借鑒性，值得深入研究和適度推廣。沈陽教育城域網(wǎng)在發(fā)展的過程中，對市場環(huán)境、營銷對策要不斷加強(qiáng)研究，不斷調(diào)整，注重分析互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，注重分析教育城域網(wǎng)行業(yè)動態(tài)，注重分析客戶的需求變化，及時總結(jié)并制定適宜的營銷策略，占領(lǐng)行業(yè)市場，實(shí)現(xiàn)沈陽教育城域網(wǎng)的可持續(xù)性發(fā)展。