一、需求分析
校園網必須具備教學、管理和通訊三大功能。教師可以方便地瀏覽和查詢網上資源,進行教學和科研工作;學生可以方便地瀏覽和查詢網上資源實現遠程學習;通過網上學習學會信息處理能力。學校的管理人員可方便地對教務、行政事務、學生學籍、財務、資產等進行綜合管理,同時可以實現各級管理層之間的信息數據交換,實現網上信息采集和處理的自動化,實現信息和設備資源的共享,因此,校園網的建設必須有明確的建設目標。校園網的總體設計原則是:
開放性:采用開放性的網絡體系,以方便網絡的升級、擴展和互聯;同時在選擇服務器、網絡產品時,強調產品支持的網絡協議的國際標準化;
可擴充性:從主干網絡設備的選型及其模塊、插槽個數、管理軟件和網絡整體結構,以及技術的開放性和對相關協議的支持等方面,來保證網絡系統的可擴充性;
可管理性:利用圖形化的管理界面和簡潔的操作方式,合理地網絡規劃策略,提供強大的網絡管理功能;使日常的維護和操作變得直觀,便捷和高效;
安全性:內部網絡之間、內部網絡與外部公共網之間的互聯,利用VLAN/ELAN、防火墻等對訪問進行控制,確保網絡的安全;
投資保護:選用性能價格比高的網絡設備和服務器;采用的網絡架構和設備充分考慮到易升級換代,并且在升級時可以最大限度地保護原有的硬件設備和軟件投資;
易用性:應用軟件系統必須強調易用性,用戶界友好,帶有幫助和查詢功能,用戶可以通過Web查詢。
二、方案設計圖
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三、方案內容
(一)、校園網的組網技術一般有以下選擇:
主干網技術的選擇
主要選擇千兆(適合于高校)或百兆以太網技術來構建校園網絡,對兩層結點和桌面微機的接入也采用快速以太網,建立一個基于多層、全交換的虛擬園區網。
校園網在設計上應具備以下特性才能夠滿足需求,并保證建成后的網絡在一個較長的時間內具有較強的可用性和一定的先進性。
1、高性能與技術先進性
校園網網絡系統要求具有較高的數據通信能力和較大的帶寬;并在主干網上提供較強的可擴展性。為了及時、迅速地處理網絡上傳送的數據,網絡應有較高的網絡主干速度。
2、高可靠性
網絡要求具有高可靠性,高穩定性和足夠的冗余,提供拓撲結構及設備的冗余和備份,為了防止局部故障引起整個網絡系統的癱瘓,要避免網絡出現單點失效。在網絡骨干上要提供備份鏈路,提供冗余路由。在網絡設備上要提供冗余配置,設備在發生故障時能以熱插拔的方式在最短時間內進行恢復,把故障對網絡系統的影響減少到最小,避免由于網絡故障造成用戶損失;
3、安全性
校園網作為一個支持眾多用戶、同時和INTERNET/CERNET存在連接的網絡,網絡安全性在整個網絡中是個很重要的問題,應該采用一定手段控制網絡的安全性,以保證網絡正常運行。網絡中應采取多種技術從內部和外部同時控制用戶對網絡資源的訪問。網絡系統還應具備高度的數據安全性和保密性,能夠防止非法侵入和信息泄漏。
4、可管理性
強有力的網管軟件是有效地進行網絡管理的助手,網管軟件應能夠支持對網絡進行設備級和系統級的管理,并能支持通用瀏覽器進行網絡設備的管理及配置。靈活的設置每個用戶對Internet訪問功能,能夠對每個用戶實行管理;并且能夠實現計費管理。
5、可擴充性
隨著應用規模的不斷擴大,要求網絡可以方便地擴充容量,支持更多的用戶及應用;隨著網絡技術的不斷發展,網絡必須能夠平滑地過渡到新的技術和設備,保證現有的投資。
6、VLAN劃分
根據校園網的實際需求,屬于同一部門的工作人員可能在不同的建筑物中,但需要在一個邏輯子網內。網絡站點的增減,人員的變動,無論從網絡管理,還是用戶的角度來講,都需要虛擬網技術的支持。因此在網絡主干中要支持三層交換及VLAN劃分。在整個網絡中使用虛擬網技術,以提高網絡的安全性和靈活性。
7、多層交換技術
通過三層交換技術,特別是基于硬件的第三層交換,可以充分地利用交換機的包處理能力,實現真正的線速交換。
8、對多媒體應用的支持
校園網要求具有數據、圖像、語音等多媒體實時通訊能力;并在主干網上提供足夠的帶寬和可保證的服務質量,滿足大量用戶對帶寬的基本需要,并保留一定的余量供突發的數據傳輸使用,最大可能地降低網絡傳輸的延遲。整個網絡在服務質量、預留寬帶設置、合理進行帶寬管理方面應提供優良的品質。
(二)、中心機房設計
1、網管服務器:對校園網網絡設備進行綜合管理。網絡管理是校園網必須考慮的關鍵技術,這里的網絡管理主要指網絡設備及其系統的管理,它包括配置、性能、安全、故障管理等,網絡管理設計需要在配置每個網絡設備時,都選擇具有網絡管理代理的、駐留有網絡管理協議的設備。網絡管理設計的另一方面,是配置一個網絡管理中心,配置網絡管理平臺,在平臺上運行管理每個網絡設備的應用軟件。網管軟件應能夠支持對網絡進行設備級和系統級的管理,并能支持通用瀏覽器進行網絡設備的管理及配置。
2、WEB服務器:提供WEB網站服務。
3、DNS、目錄服務器:提供域名解析以及目錄服務。建立Intranet,其中一個必不可少的組成部分就是DNS(域名系統)。IP地址和機器名稱的統一管理由DNS(DomainNameSystem)來完成的。
4、FTP、文件服務器:提供文件傳輸、共享服務。FTP是Internet中一種廣泛使用的服務,主要用來在兩臺機器之間(甚至是一同系統)傳輸文件。FTP采用C/S模式,FTP客戶軟件必須與遠程FTP服務器建立連接并登錄后才能進行文件傳輸。為了實現有效的FTP連接和登錄,用戶必須在FTP服務器進行注冊,建立賬號,擁有合法的用戶名和口令。
5、郵件服務器:提供郵件收發服務。為了作到Intranet內部Mail系統同公共InternetMail系統的平滑對接,要求采用Internet公共標準的通用MAIL系統,在內部的MAIL系統同外部通信時需要一個Proxy應用作適當的轉接服務,進行相應的地址轉換工作。
6、Proxy服務器:代理服務器是作為內部私有網絡和INTERNET之間的一個網關。通過代理方式,首先可以大大降低網絡使用費,另外代理可以保護局域網的安全,起到防火墻的作用。
7、打印服務器:提供打印機共享服務。
8、實時通信服務器:提供實時通信服務。
9、流媒體服務器:提供各種流媒體播放、點播服務。使得教師在上課的時候可以,誰時播放視頻,提高教學效果和增強學生的學習新趣。
10、數據庫服務器:提供各種數據庫服務。具有教學要用的各種課件、試題等與教學相關的資料。
(三)、多媒體教室
1、多媒體教室基本組成
多媒體教室由多媒體計算機、液晶投影機、數字視頻展示臺、中央控制系統、投影屏幕、音響設備等多種現代教學設備組成。
(1).多媒體液晶投影機
是整個多媒體演示教室中最重要的也是最昂貴的設備,它連接著計算機系統、所有視頻輸出系統及數字視頻展示臺,把視頻、數字信號輸出顯現在大屏幕上。
(2).數字視頻展示臺
可以進行實物、照片、圖書資料的投影,是一種非常實用的設備。
(3).多媒體計算機
是演示系統的核心,教學軟件都要由它運行,而且在很大程度上決定演示效果的好壞。
(4).中央控制系統。
中央控制系統用系統集成的方法,把整個多媒體演示教室的設備操作集成在一個平臺上,所有設備的操作均可在這個平臺上完成。
(5).投影屏幕。
用于和投影機配套使用。
2.多媒體教室的教學功能
課堂演示教學
教師在課堂中利用多媒體系統將教學內容直接投影在大屏幕上,并對教學內容進行講解。運用這種方法傳遞信息比較直觀、明了,可以從視聽方面刺激學生的感官,提高學生學習興趣,增強學生觀察問題、理解問題和分析問題的能力,從而提高教學質量和教學效率。
模擬教學
多媒體技術可以把聲音、圖像、動畫等有機結合起來,模擬宏觀世界的現實場景和微觀世界的事物運動,以幫助學生學習和理解一些抽象的原理和概念。隨著計算機技術的發展,出現了"虛擬現實"技術,它是通過計算機產生一種仿真的環境,在這個環境中,學生可以作為一個實際操作者進行各種學習和操作,計算機可做出反應和判斷。模擬教學的設備系統主要有計算機、服務器和網絡設備。是整個多媒體演示教室中最重要的也是最昂貴的設備,它連接著計算機系統、所有視頻輸出系統及數字視頻展示臺,把視頻、數字信號輸出顯現在大屏幕上。
(2)數字視頻展示臺
可以進行實物、照片、圖書資料的投影,是一種非常實用的設備。
(3)多媒體計算機
是演示系統的核心,教學軟件都要由它運行,而且在很大程度上決定演示效果的好壞。
(4)中央控制系統。
中央控制系統用系統集成的方法,把整個多媒體演示教室的設備操作集成在一個平臺上,所有設備的操作均可在這個平臺上完成。
(5)投影屏幕。
用于和投影機配套使用。
2、多媒體教室的教學功能
課堂演示教學
教師在課堂中利用多媒體系統將教學內容直接投影在大屏幕上,并對教學內容進行講解。運用這種方法傳遞信息比較直觀、明了,可以從視聽方面刺激學生的感官,提高學生學習興趣,增強學生觀察問題、理解問題和分析問題的能力,從而提高教學質量和教學效率。
模擬教學
多媒體技術可以把聲音、圖像、動畫等有機結合起來,模擬宏觀世界的現實場景和微觀世界的事物運動,以幫助學生學習和理解一些抽象的原理和概念。隨著計算機技術的發展,出現了"虛擬現實"技術,它是通過計算機產生一種仿真的環境,在這個環境中,學生可以作為一個實際操作者進行各種學習和操作,計算機可做出反應和判斷。模擬教學的設備系統主要有計算機、服務器和網絡設備。
(四)、電子閱覽室
電子閱覽室就是為學生提供上網的地方,里面有一些數據庫,為學生查資料提供查找資料的場所!有一些國外的數據庫。設置兩個電子閱覽室,每個閱覽室有二十臺電腦。
(五)、辦公室
每個辦公室六臺電腦,共二十個辦公室,總共120臺電腦。
(六)、多功能廳
1、系統概述
多功能廳以其功能的多樣性(如:會議廳,視頻會議廳,報告廳,學術討論廳,培訓廳等),特別適合我國國情需要,并在這幾年的時間得到迅速普及應用。在初期的建設投入上可能要高於單一功能的投資建設,并且從技術的角度上來看,對系統在設計和施工上都有一定的技術復雜度,尤其對用戶方的使用也有一定的技術要求,這就需要一種技術來綜合管理不同功能的A/V設備使其相互協調的工作,這種技術就是中央控制技術。
2、用戶需求
整個系統要高效率的完成教學任務,結合各個系統,充分發揮各個系統的功能,實現現代化的會議、教學、培訓、學術討論。
(1)多媒體顯示系統:
多媒體顯示系統由高亮度、高分辨率的液晶投影機和電動屏幕構成;完成對各種圖文信息的大屏幕顯示。由於房間面積較大,為了各個位置的人都能夠更清楚的觀看,整個系統設計了2套投影機顯示系統。
(2)A/V系統:
A/V系統由4臺計算機、攝像機、DVD、VCR(錄像機)、MD機、實物展臺、調音臺、話筒、功放、音箱、數字硬碟錄像機等A/V設備構成。
完成對各種圖文信息(包括各種軟體的使用、DVD/CD碟片、錄像帶、各種實物、聲音)的播放功能;實現多功能廳的現場擴音、播音,配合大屏幕投影系統,提供優良的視聽效果。并且通過數字硬碟錄像機,能夠將整個過程記錄在硬盤錄像機中。
(3)房間環境系統:
房間環境系統由房間的燈光(包括白熾燈、日光燈)、窗簾等設備構成;完成對整個房間環境、氣氛的改變,以自動適應當前的需要;譬如播放DVD時,燈光會自動變暗,窗簾自動關閉。
(4)智能型多媒體中央控制系統:
采用目前技術最成熟、功能最齊全,用途最廣的中央控制系統,實現多媒體電教室各種電子設備的集中控制。要求操作簡單、人性化、智能化;要求整個系統可靠性高;盡量多的體現出各種設備的卓越功能,讓所有設備工作在最佳狀態,發揮設備的最大功效;為完善操作人員的系統工作,要求能夠實現計算機網路控制功能,完成遠端監視、遠端同步控制、遠端維護等等功能能夠控制DVD、錄像機、MD進行播放、停止、暫停等功能;能夠控制投影機,進行開/關機、輸入切換等功能,并能夠控制電動吊架、屏幕,實現上升、停止、下降等功能;能夠控制實物展臺進行放大、縮小等功能;能夠控制音量,進行音量大小的調節功能;能夠控制A/V榘陣、VGA榘陣,實現音視頻、VGA信號自動切換控制功能;能夠控制房間的燈光和窗簾,自動適應當前的需要;
(七)、遠程訪問
遠程訪問服務是校園網絡必須提供的服務之一。它可以家庭辦公用戶和出差在外的員工提供遠程、移動接入服務。
遠程訪問有三種可選的服務類型:專線連接、電路交換和包交換。
四、系統測試
1、對管理IP地址的測試。
2、對相同VLAN內的同信進行測試。
3、對不同VLAN內的通信進行測試。
4、對冗余鏈路的工作狀態進行測試。
5、對廣域網接入路由器上的NAT進行測試。
6、對遠程訪問服務進行測試。
7、對服務器提供服務進行測試。