随着人们对教育的不断关注,国家对教育的不断重视,社会对教育的不断推动,学校正承受着前所未有的巨大压力。这种压力加快了学校寻找更多的方法和机会改进并完善自身教学管理的步伐。信息化建设已成为深化教育改革、推进素质教育的重要手段,为改进和完善教学管理提供了必不可少的基础平台。当前,整个教育领域都在进行着信息化的建设,都在为培养有信息素质和创造精神的新人做着努力。但是人人都知道信息传输的架构是信息化的基础,它与实际的应用有着密不可分的关系。因此3Com根据长期的网络建设经验,并结合与国内众多学校十多年的实际合作和亲身体验,以“区分应用,按需求建网”作为校园信息化建设的前提。
根据《教育管理信息化标准》的要求,校园网的总体建设目标包括:
通过使用现代化的技术设备及网络软件资源,更新教育观念,改变传统的教育教学模式和学习方式,从而最大限度地提高教学管理水平和教学质量。
教育技术是关于学习资源和学习过程的设计、开发、利用、管理和评价等五个方面的理论与实践。现代校园网络作为现代教育技术的载体,既有一般网络设计的特点,又有着其特殊性。除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外,在校园网具体建设时,还应该考虑其带宽的特殊性 (VOD等需要高带宽) 以及QoS保证等。此外,由于学校特别是普教系统受到资金上的限制,如何预留扩展空间和进行投资保护,以满足信息量的增长和变化需要,也成为校园网络建设过程中需要考虑的重要因素。
现代校园网络为了满足现代校园信息化建设的要求,不仅要完成信息的高速传递,同时还要实现信息准确有效的传递。
数据、文本、图形、图像、视频和音频是现代校园网中主要的信息传播形式。为了满足大量数据信息的快速、高效传递,校园网建设以多层交换为主。二层交换可以在不需要进行数据类型分析和路由处理的一些节点上使用,但是由于节点所产生的广播信息,因此建议采用具有虚拟网设置功能的交换机。这样通过虚拟网的建立,广播信息可以被有效地分隔在有限的范围内,如部门内或网段内。
三层交换可以为虚拟网间或不同的网段提供连接和路由选择功能。第3层交换机控制着高性能的局域网传输,并且可以经济有效地代替路由器。三层交换是基于硬件的包转发技术,并且所有包转发都由ASIC芯片处理完成。第3 层交换机实际上与传统的路由器在功能上没有什么区别,并且做着同样的工作。
由于丰富多媒体课件被大量采用,多媒体教学系统已经成为当前校园网建设中的基本组成部分。在这些系统的连接点上,甚至是在端到端的跨主干网连接上,所有多媒体数据对带宽的需求都是巨大的,因此在有足够的总带宽保证的前提下,QoS的应用成为了高效传递重要数据、有效分配传输资源的手段。这就要求其所连接的交换机能够提供优秀的信息流传递分类和控制手段,不仅包括802.1p和DSCP等第2层上使用的方法,而且还要根据连接对象和应用类型这些只有在第3层和第4层上才能看到的信息对网络资源做出有效的管理。但是,要想做到“区分应用和连结对象”,没有可以识别“应用和连结对象”的交换机是不行的。一般情况下由于“应用类型和连结对象”的区分主要集中于第四层,因此选择具有四层信息识别功能的二层和三层交换机即可。而且由于二层交换机最接近应用的源点,因此配置具有四层信息识别功能的二层交换机可以从应用的端点既开始对信息流进行控制,达到有效传输各类数据的要求。
校园网中的应用灵活而多变,结合上述对交换机的应用需求和用户端的接入特点,我们采用全交换式星型网络连接,将校园网在逻辑上分为三个层次进行连接,即:
作为校园网的边缘,接入层直接面对各个信息节点的接入,它控制着用户和工作组对校园网络资源的访问。这一层应当包括下列功能:
在校园网中,核心层和汇聚层形成了网络的主干。校园网主干将为整个校园提供信息资源和应用的核心:
校园网是大型的园区网,其各院系办公/教学楼、教工宿舍、学生宿舍和校办企业或产业形成了主要的物理连接区域。基于这些楼宇建筑的功能、地理位置,我们可以将校园网分为若干“子网区域”,从而:
作为区域主干,汇聚层的主要功能是提供路由和过滤。并且在必要时,确定数据包如何通过核心层向其他汇聚点或外网进行传递。汇聚层必须确定用户请求和获得服务的最快途径 (例如,文件请求如何被转发到服务器)。在汇聚层确定了最佳途径后,用户请求将被转发到核心层。核心层随后负责将请求快速地传递到正确的服务处。
汇聚层是执行网络策略的地方。在这里,你可以对网络操作进行弹性很大的设计。通常,下列内容应该在汇聚层完成:
核心层位于校园网络的核心部位。它负责可靠而且快速地对大量的数据进行传递。核心层的惟一目的是尽可能快速地对数据进行交换。
如果核心层出现故障,每一个单独的用户都可能受到影响。因此,这一层上的容错是需要解决的问题。核心层很可能要处理大量的数据传输,因此速度和延迟成为我们需要关注的问题。
逻辑层次的划分为我们应用不同的设备提供了选择框架,必要时各层在物理设备上可以同时存在。下面我们综合校园网内的实际应用进行校园网的设计: