校园局域网络系统组建方案

目录

摘要 (2)

绪论 (3)

校园网 (4)

建立校园网的目的及意义 (6)

构建校园网的前期准备 (8)

构建校园网所需要注意的问题 (9)

校园网的拓扑结构 (10)

校园局域网的硬件配置 (14)

综合布线系统建设 (16)

校园网的维护与管理 (20)

结论 (23)

摘要 (24)

小学校园局域网络系统构建方案

关键词：网络、校园网、校园网基础组建、校园网功能组建、

摘要：网络发展迅猛异常，各类学校的校园网建设自己的网络己是大势所趋，刻不容缓。如何顺应历史的潮流，建设好自己的校园网，是每一个学校所关心的问题，本文就建网的过程特别是建网中应注意的问题进行了阐述，强调了校园网络基础建设、功能建设的重要性和必要性。

Abstract: The network has been developed rapidly in recent years. The CWISs were built in all kinds of the schools. That’s a general trends without delay. Every school has been concentrating on such problem. That’s how to built CWISs according to the tidal current of the history.

This article expatiated the process of setting up the network, and especially focused on the problems during the process of building net. It is also emphasized the significance and the necessity of the basic facilities and the function construct of CWISs.

CWISs: Campus-Wide Information Systems

一、绪论

计算机网络技术是计算机技术和通信技术相结合的产物，通过计算机网络，可以将分散在各处的计算机紧紧地联系在一起。而当今社会，在Internet飞速发展的今天，互联网已经成为人们快速获取、发布和传递信息的重要渠道，它在我们学习、工作、生活等各个方面发挥着重要的作用。Internet上发布信息主要是通过网站来实现的，获取信息也是要在Internet“海洋”中按照一定的检索方式将所需要的信息从网站上下载下来。信息的发布和获取、电子商务的兴起都是非常明显的表现。我们甚至可以这样说：“我们的未来已经无法离开网络而生存。”

随着计算机网络通讯的飞速发展和应用的不断普及，充分利用各种信息正成为一种世界性行为，各大专院校的教学、科研和管理正朝着集成化、网络化、智能化的方向发展，越来越多的院校使用网络技术来提高整个院校的工作效率和管理水平。如何建设一个校园网，这是每位管理者所关心的问题，它已成为政府、企事业单位信息化建设中的重要组成部分，倍受重视。

其实，要建设一个校园网，最基础的就是网络系统的建设。网络系统建设是Internet应用的基础，它已成为企事业单位信息化建设中的重要组成部分，建设相对独立的本地局域网络系统，可以逐一实现办公“自动化”、“无纸化”的要求，进一步推动企事业单位的日常工作效率。

二、校园网

什么是校园网？要讲校园网，必须先提一下局域网。局域网（Local Area Network)是分布在相对有限区域内的一组计算机和其他设备。这些计算机和设备通过通讯链路按照一定的拓扑结构连接起来，网络上任何设备可以和其他设备交互作用；校园网则是局域网的一种。与其他网络系统相比，局域网有其特定的优势：数据传输速率高、传输质量好、误码率低、协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和维护扩充。所以比较受学校和企业的欢迎。

而校园网是指在学校范围内，在一定的教育思想和理论指导下，为学校教学、科研和管理等教育工作提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络。在我国，近年来校园网建设发展迅速，到目前为止仅在我国中小学就有近6000所学校建设了校园网。它为我国实现教育资源共享、信息交流和协同工作提供了良好的媒介平台。

校园网通常包含了服务器、工作站、通讯介质和网卡等网络硬件，还包括了操作系统和应用软件等网络软件。网络硬件构成了局域网的物理实体，网络软件实现局域网的各种功能。在这里本文主要针对构成局域网的网络硬件部分进行阐述，并对在建设校园网的过程中所暴露的一些问题谈谈自己的看法。

校园网首先是服务于学校教学的，这是校园网区别于企业网的根本点。虽然这二种网络都属于局域网的范畴，具备很多共同点，但由于目的不同，导致了它们又有各自不同的应用和要求，也决定了在建设网络时各自所应该考虑的重点有所不同。

首先，在中小学中，一个完整的校园网最终必须覆盖“多媒体网络教学”、“教学管理办公”、“图书、后勤管理”等方方面面，这些众多的子网决定了网络数据类型的复杂性。而企业内部网（Intranet）一般只是涉及企业内部办公数据的传输，数据类型比较单一，也没有各种功能不同的子网。子网的增加要求我们规划校园网时进行分布式管理，以提高网络的整体信息处理能力；数据类型的复杂性要求我们为各个子网分别指定不同的网络联线和网络联接设备，比如：多媒体教学子网和视频点播子网采用100M（或1000M）联接，并采用具备相关数据吞吐能力的交换机，而办公子网可采用10/100M 联接。

其次，随着教育信息化的逐步深入，我们对中小学校园网的功能需求也会不断增加，这就决定了中小学校园网必定会不断升级、扩充；而企业内部网由于功能需求的单一性，决定了其必定会在一定时期内保持相对的不变性。这就要求我们在一开始规划校园网时，既要不盲目追究最好，又要充分考虑到在网络升级后原有设备能不被淘汰。而中小学校园网应则考虑网络联接设备（主要是交换机）的兼容性，比如，现在的中心交换机今后会由于网络的升级退为分支交换机，那么这个交换机应能和今后网络中心的主交换机很好地兼容，达到物尽其用（毕竟学校的资金没有企业那么充足）。

最后，企业网对数据的安全性、备份性要求较高，而学校相对来说在这方面的要求要低得多。所以在这个环节上，我们可以考虑节约一点。避免浪费有限的资源。

三、建立校园网的目的及意义

为什么要建设校园网？

校园网是学校用来更好地实施管理、办公、信息交流和通信的网络应用环境。从培养21世纪需要的高素质人才环境和学校自身的工作需求特点等方面来进行分析，就不难看出建设校园局域网络系统的迫切性、必要性和可能性。理由如下：

1、建设校园网是信息社会发展的必然产物：

21世纪的特点是信息化社会的特点，而信息化社会基本特点是：把信息作为资源来使用，“信息爆炸”、经济的发展依靠信息产业、信息产业竞争依靠信息的有效获取和利用。因此，各国纷纷把信息技术应用于教育，并提到非常高的战略地位来对待。例如美国政府早在1996年就提出“教育技术规划（Educational Technology Initiative）”，从1996年开始全面推进基础教育信息化以来，至2000年已基本完成了教育信息基础设施的建设，让每个孩子能在21世纪的技术文化中受到教育；澳大利亚国家公共资源管理局已于1995年4月决定建立“澳大利亚教育网”，并连通Internet ，该网络不仅包括高等院校，而且还覆盖全澳大利亚的中小学相同的例子还有很多，在这里不一一列举。

从中国教育来看，教育部1998年12月24日制定、国务院1999年1月13日批转的《面向21世纪教育振兴行动计划》明确提出实施现代远程教育工程。并于1999年6月13日，全国第三次教育工作会上，中共中央、国务院确定了《中共中央国务院关于深化教育改革全

面推进素质教育的决议》，明确提出了深化教育改革，为实施素质教育创造条件，并指出“大力提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度。”从而把我国实施素质教育推向了高潮。

当前计算机教育系统已经发展到了与国际互连、校际互连、家庭互连、静态资源共享、动态信息发布和协作工作的阶段，21世纪社会的发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求，建立反映这种特点的环境--校园网是信息社会发展的必然产物。

2、建设校园网是现代教育改革工作的迫切需要：

2000年10月25日，全国中小学普及信息技术教育工作会在北京召开，曾明确提出了用5-10年实现以下目标：一、开设信息技术教育课程，与学科教学整合；二、实现“校校通”工程。这为学校提供新型教育现代化环境指明了方向。现在，越来越多的学校正在开展计算机与其他学科的学科整合课程的尝试，而校园网则将是最为关键的基础设施，所以，其建立是教育教学改革的一个基础点，是必须尽快完成的。

时至今日，随着计算机网络通讯的飞速发展和应用的不断普及，充分利用各种信息逐渐成为教育单位的日常工作习惯，其教学、科研和管理也越来越依赖网络。教育信息量的不断增加,使学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机网络化管理，对教育信息的获取、分析、加工、存储和使用，教育信息服务的要求越来越迫切。因此，教育单位建设自己的校园网己是大势所趋，刻不容缓。

四、构建校园网的前期准备

完整的校园网整体建设方案应包含布线工程与网络结构设计方案的实施；交换机、服务器等设备配置方案的实施；代理与软件防火墙方案的实施；网络安全与网络管理方案的实施；网络应用系统方案的实施；其它应用系统方案的实施等六大步骤。除此以外，还要注意以下问题：

1、选择组网技术

规划校园网首先选择组网技术，局域网的组网技术有很多选择，但最常见的是以太网技术和ATM技术。

以太网是使用最普遍的技术，其技术成熟、性能稳定、伸缩性强、性能价格好；ATM技术能够提供独占带宽、带宽可调、网络延迟小等特点，可提供容量很大的信息通道，在支持综合业务和信道利用率等方面有着优越的性能，但总体网络设备的价格较高。

因此，组建校园网的组网技术首选应当是以太网技术。

2、IP地址规划

由于大多数局域网采用的是TCP/IP协议，因此IP地址规划是组建校园网的前期重要工作内容。组建校园网一般会涉及两种IP地址，一是私有IP地址，二是合法IP地址。

私有IP地址一般在局域网内部使用，通常根据学校规模的大小，可使用A类保留地址10.0.0.0-10.255.255.255，或者B类保留地址172.16.0.0-172.31.255.255。

合法IP地址是向ISP和Internet管理部门申请的IP地址，它主

要用于校园网对外连接的服务器，也可用于网内的公开信息服务。

3、帐户规划

由于帐户是局域网重要的安全措施，因此，在组建校园网时，应做好使用帐户的规划。

使用帐户宜分组管理，可按其科室、学科或相应职务进行分组，内容包括用户姓名、部门名称、帐户名及口令、初始目录、存取权限，网络资源分配等情况。网络管理员为使用者设置明码口令，制定网络帐户管理规则，并可遵循一定的安全规则对使用帐户执行管理。

五、构建校园网所需要注意的问题

由于经费、使用者等因素的制约，构建校园网的时候要注意以下几个问题。

1、学校的经费有限，而其网络的重要工作除了文字处理和文档管理外，主要是信息的传送和资料的搜索，所以在进行建设的时候要注意节约信息资源和管理费用，应尽量选用性能好、适用范围广的产品。比如，网卡选用10/100bit/s的自适应网卡，主干交换机至少要用100Mbit/s交换机。这样既可以充分利用现有的10Mbit/s网资源，又可以为以后支持大流量的多媒体信息提供足够的带宽。可以达到一次投资，长期使用并受益的效果。

2、由于一般学校没有专门的网络人才，所以在网络建设中要从简单、实用、安全的角度去考虑，太复杂的话，管理和使用起来有一定的困难，因为这个网络所面对的毕竟是学生，有着其特殊性，不要

一味追求高、新、难，避免使用不常用的技术，这是在网络建设中必须注意的。

3、当今世界通讯技术、网络技术发展迅猛异常，机器设备日新月异；要保持网络的先进性，处于不败的地位，必须重点放置在网络的基础设施建设上，特别是布线工程。未来的网络是一个光传输网络，速度和质量在未来的网络中将是一个重要的决定因素。因此，布线工程必须长远考虑，真正使信息通道达到标准、灵活、开放、宽带、高质

4、由于我们的校园网络所面对的是学生，是教师，所以，网络安全需要被提到非常重要的位置上去。因为只有安全、干净的网络才能使孩子学到更多更好的知识，教师也才能更好地利用网络进行教育教学工作。

六、校园网的拓扑结构

校园网建立的目的是利用网络，对外全面宣传、展示学校风采、优点与特色，发布学校的重大活动安排与招生政策，增强家长与学校之间的联系，对内利用网络完成部分校务，加快教育教学信息的流通，提高办事效率。

通常，校园网拓扑结构的设计和学校的资金以及学校的大小息息相关。我们根据学校的大小和资金情况，一般有以下几种常用的方案给予选择。

比如应用于小型学校的小型局域网：

图1

这种局域网络的网络规模比较小，采用5类双绞线进行网络联接，学生机房网络教学软件和办公管理软件都安装在同一台服务器上。由于网络中主要传输的信息是文本信息，所以选择主干10M进行组网，如果以后资金允许，把各个子网中的HUB换成交换机即可平滑升级到100M网络。

其次，还有多应用于中型校园的中型局域网：

图2

在这个校园网的拓扑结构中我们可以发现，整个网络的规模比较大，所以专门配置一台服务器安装学生机房的网络教学系统和各种网

络教学软件。同时为了今后扩建的方便，考虑主交换机具备100M光纤扩充接口，如当学生教室子网建成时，不必再另购主交换机。

还有适用于大型学校的大型校园网：

图3

对于计算机数量超过254台的大型校园网，整个校园网除了方案B中包含的子网外，增加了学生教室子网和食堂子网。由于整个网络IP地址已无法用一个网段来包容，所以有必要采用具备3层交换的交换机，子网的增加也同时增加了网络级联的层数，为了提高网络性能，考虑主干网用1000M，各子网用100M。又考虑到图书馆、教学管理、食堂等子网对数据库的处理要求的增加，考虑在这里配置专门的数据库服务器。

中心交换机具有良好的扩充性（可堆叠）、可管理性。为了提升多媒体电子阅览室、办公子网、学生子网的吞吐能力，分别把这3个子网再划分成2个子网，各用一个具备千兆接口的交换机来接入。如

果希望提升服务器对于千兆网的响应能力，可把服务器网卡提升为千兆网卡。

我们学校在构建校园网时，根据学校的特点以及经费的情况，对以上方案进行了些许改动，设计如下网络拓扑结构

图4

局域网建设时有多种网络拓扑结构供选择，一般的中小型企业都是通过ADSL或城域宽带（以太网）接入internet的，如果通过代理服务器上网，一旦代理服务器出现故障，其他计算机都不能上网，但是如果采用这种拓扑结构就不会出现这个问题，各工作站和服务器是分别独立上网的。安全问题可以通过采用Windows Server 2003和Windows XP自带的防火墙软件来阻止通过internet对内部网络的访

问，而各工作站可以不受限制地对服务器上的internet进行访问。

校园网中的学生机房的拓扑结构如下：

图5

七、校园局域网的硬件配置

网络系统建设是校园网的基础设施。它使用通信线路、连接设备和网络协议等将地理上分散的计算机或校园网互连构成网络系统。网络系统的建设包括网络协议和标准、结构化综合布线、连接设备（如交换机和路由器等）、服务器和客户机、外设和系统软件平台等的选择和建设。网络系统具有层次结构，应按不同的层次结构来选择相应的设备和软件平台。例如，在校园网内，可能一般采用光纤宽带连接主干节点形成主干网，10M/100M自适应到桌面，操作系统和数据库对中小学一般选择大家比较熟悉的微软Windows 2000 Server和SQL Server等。对于校园网的校际互连，则通常是通过接入城域网或广域网实现。校园网信息中心部分服务器的操作系统可能需要选用UNIX

或LINUX，数据库则可能需要选用Oracle或Sybase等，以保证信息服务的安全和为更多用户提供服务。

网络设备选配首先要求网络设备提供商能够具有强大的网络产品和解决方案定制能力；此外，由于教育系统单位经费有限，因此也不会有很多财力用于网络建设，这也要求网络设备产品还必须具有极高的性价比优势。在笔者对市场上各网络设备产品的性能和价格进行初步考察比较后，建议可采用：中心交换机（加X个千兆模块）+堆叠交换机（加1个千兆模块）作为接入层的网络结构，能充分满足了校园网对性能、应用、成本等方面的要求。例案如下：

在交换机上采用联想公司的产品，分别为LEGEND 4908G-L3（6个1000Base-SX(SC)、16口10/100Bse-TX）、LEGEND 3624(24口10/100Bse-TX，1个扩展槽从堆叠交换机)、LEGEND3624I（22口10/100Bse-TX，2个扩展槽主堆叠交换机，单口千兆光纤模块（1000Base-SX(SC)）。主干连接为千兆，到桌面为10/100M自适应。

服务器采用IBM公司的NETFINITY 5600 71Y服务器。配置为：CPU：INTEL PIII 933（133MHZ）

内存：512M（2根256M）

硬盘：2*36.4G（1万转）

网卡：标配为1块10/100M网卡，可变更加载1块INTEL 千兆网卡RAID：Server Raid 4L Ultra160 SCSI Adaper

安装MICROSOFT公司的 WINDOWS 2003 SERVER 操作系统,具备WEB服务器、DNS、DHCP功能。

其他：双绞线、水晶头、压线钳、网线测试仪等

方案说明：

1、网络中心设备中心机房的网络设备选用模块化交换机，根据需要灵活地选择不同的扩展模块,实现各种配置组合，在将来进行网络升级时，可通过扩展模块,便于保护现有的网络结构及投资。

2、二级交换设备选用千兆堆叠交换机组，由可堆叠交换主机和可堆

叠交换从机组成无阻塞星型拓扑堆叠结构，可提供上百个10/100M自适应RJ-45口（视不同单位具体设备而定）。堆叠方式可提供高Gbps的背板带宽。

注：以上硬件由教育局统一配发购买。

3、方案特点：

本方案采用"千兆干线，百兆交换到桌面"的设计思路，各骨干线路均为1000M光纤。所采用的骨干产品要能支持802.1Q标准VLAN和IGMP组播协议，全部支持网管到桌面。骨干网通过高速线路接入internet，内联网内实现主干千兆交换、百兆到点，整个校园网内实现无阻塞通信。其中网络管理中心可通过划分VLAN，MAC地址绑定来控制不同类别管理与用户机群的访问权限并限制其浏览公众站点和不必要的娱乐在线节目。

八、综合布线系统建设

由于每个学校的情况不同，所以很难将布线系统说清楚，本

人参加了上海小学的布线工作，现以上海小学为例，上海小学总共有四幢楼。分别命名为一号楼、二号楼、三号楼及四号楼。一号楼与三号楼基本上为教室及部分老师的办公室，二号楼为大礼堂，四号楼为办公室。中心机房设在三号楼的三楼，同时其他大楼上都设有分配线间。大楼之间采用光纤连接，连接说明如下：三号楼中心机房分别有一根光纤通向二号楼及一号楼，四号楼的光纤由一号楼引出。光纤全部为AMP的6芯光纤，现使用其中的两芯。

一号楼有五个楼面，总计23个房间；

二号楼有二个楼面，总计7个房间；

三号楼有五个楼面，总计40个房间；

四号楼有三个楼面，总计6个房间；

综合布线工程采用的是AMP公司先进的超五类网络系列产品。四幢大楼总共布置了220个信息点，

一号楼布置了56个信息点；

二号楼布置了30个信息点；

三号楼布置了104个信息点；

四号楼布置了30个信息点；

在中心机房（三号楼三楼），放有42U 19”标准机柜1个（一号配线柜），IBM NETFINITY 5600 71Y服务器4台。机柜里面设

备有：AMP 24口配线架4个（分别命名为1A、1B、1C、1D、1E），联想D-LINK 3624交换机3个（分别命名为1F、1E、1G），联想D-LINK 3624I交换机1个（1I），联想D-LINK 6706G交换机1个（分别命名为1K），TP-LINK 24口交换机1个（分别命名为1J），联想D-LINK 光纤收发器1个（通向二号楼）。

在分配线间（一号楼3楼），放有21U 19”机柜1个（三号配线柜），机柜里面设备有：AMP 24口配线架3个（分别命名为3D、3E、1F），联想D-LINK 3624交换机2个（分别命名为3B），联想D-LINK 3624I交换机1个（分别命名为3C），TP-LINK 24口交换机1个（3A），联想D-LINK 光纤收发器1个（通向四号楼）。

在分配线间（二号楼3楼），放有12U 19”机柜1个（二号配线柜），机柜里面设备有：AMP 24口配线架2个（分别命名为2A、2B），清华紫光32口交换机1个（2C），联想D-LINK 光纤收发器1个（通向三号楼中心机房）。

在分配线间（四号楼1楼），放有21U 19”机柜1个（四号配线柜），机柜里面设备有：AMP 24口配线架2个（分别命名为4C、4D），联想D-LINK 3624交换机1个（分别命名为4B）， TP-LINK 16口交换机1个（4A），联想D-LINK 光纤收发器1个（通向一号楼。

信息点布置示例如下：

图6

在教学楼施工的时候，按照以上要求对学校的信息点进行布置，将线排到每个需要的位置。在布线施工结束后，就要开始根据局域网的要求利用护套、双绞线和水晶头制作网线，如果简单点说，也就是水晶头（简称RJ—45接头）的制作。首先利用压线钳的剥线刀口划开双绞线的保护胶皮，用压线钳的剪线刀口剪断或剪齐双绞线（剥线），然后遵循TIA/EIA568A或TIA/EIA568B线序排列整理线序（理线），再将4对8芯网线按照一定的规则插入水晶头（插线），接着下压压线钳（压线），最后用网线测试仪测定一下网线是否畅通（测线）。

九、校园网的维护与管理

校园网是否能真正发挥效益还要看网络的管理。学校必须有网络管理员。网络管理与单机管理有重要区别，其中有大量的网络软件要维护，除了保证网内电话、电子公告牌，电子邮件实现报告、论文的无纸化传递等网络联系的畅通，更重要的是保证网络提供的数据共享能力以及网络管理在数据上的保密性。而且网络面广、涉及人员多，免不了有纰漏会出错。因此必须设立网管，结合以一定的管理制度，保证网络的安全、可靠运行。

校园网管理的主要目的是保障网络运行的品质，如维持网络传送速率、降低传送错误率、确保网络安全等。所以校园网系统管理的技术人员可借网络管理工具或本身的技术经验实施网络管理，内容可分为下列几项：

1、系统管理：

随时掌握网络内任何设备的增减与变动，管理所有网络设备的设置参数。当故障发生时，管理人员可以重设或改变网络设备的参数，维持网络的正常运作。

2、故障管理：

为确保网络系统的高稳定性，在网络出现问题时，必须及时察觉问题的所在。它包含所有节点动作状态、故障记录的追踪与检查及平常对各种通讯协议的测试。

3、效率管理：