建设高效稳定的教育城域网

刘红军　王　宇

摘要:随着信息技术的快速发展,教育信息化建设已经由校园的网络建设扩展到区域和城域的网络建设,教育城域网建设及网络教育资源的开发已逐步成为了衡量教育信息化推进的一个重要标准,进入了飞速发展的阶段。

关键词:教育城域网

1 教育城域网概述

随着信息技术、通讯技术和网络技术的快速发展,教育信息化建设已经由校园的网络建设扩展到区域和城域的网络建设,教育城域网建设及网络教育资源的开发已逐步成为了衡量教育信息化推进的一个重要标准。据不完全统计,目前全国已经建成200多个区域性的教育城域网,还有许多地区正在规划或筹备教育城域网的前期建设,城域网建设进入了飞速发展的阶段。随着国内教育信息化的飞速发展,大部分学校都相继建起了校园网,以及自己的网站和相应的资源库,但是由于校园网络是相对孤立的,各学校与教育城域网资源库之间没有联通,建了校园网的学校成为了信息孤岛。从校园网到城域网,教育信息化已然进入了新的阶段。与校园网面向学校内部不同,城域网面向的是整个地区的教育系统信息化平台。教育城域网除了要担负起提高地区教学效率的重任,实现地区内部教育资源的高度共享,还要担负起一方教育系统的管理工作;在提高教学效率的同时,提高管理效率,降低管理费用,从而带动整个地区教育信息化的发展。

2 教育城域网发展趋势

2.1 数字化:以数字化信息和网络为基础,使资源得到充分利用的虚拟教育环境。

2.2 绿色、智能化:从业务出发,依托智能管理,将不同业务类型、网络环境、业务需求、应用环境下的资源进行统一调配,营造洁净、健康的网络生态环境。

2.3 融合开放:融合代表资源的融合以及业务的融合,提供开放式的教育。

3 城域网设计原则

高稳定可靠性、高安全性、易管理、兼容性。

4 教育城域网需求分析

教育城域网常见应用有教学资源类、教育管理类、交流沟通类、教务教学类等应用,这些应用特点是视频类资源多,占用带宽大,需要网络具备持续运行和安全性。

4.1 城域网构建技术选择需求:在建设教育城域网前,先要对城域网进行整体规划:选择城域网构建技术,同时选择城域网骨干网络构建设备等。

4.2 应用建设与使用需求:教育城域网可以提供的应用很多:教学资源库、学科网站、视频会议系统等,需要考虑有选择地分步、分批开展应用。

4.3 教育城域网运行中的安全需求:城域网用户多,应用复杂;网内病毒、恶意攻击、非法入侵等难控制和管理。

4.4 教育城域网运行中的管理需求:网内设备、应用系统等多,维护工作量较大,很难做到统一管理。

5 教育城域网设计

5.1 设计概要 根据城市所辖学校数量及上网终端规模,为保障网络的稳定、高可用、管理方便和节省投资,建议整网采用三级架构:核心层、汇聚层和接入层,即市教育局网络中心、各区县教育局、区县辖区中小学三级架构。

5.2 城域网设计拓扑 教育城域网设计示意拓扑图(见图1)

5.3 网络结构设计 一般将教育城域网划分为核心层、汇聚层和接入层。

5.3.1 核心层:核心层位于教育城域网的中心,负责进行数据包快速交换、转发,实现与互联网的互联,具有较高的安全性和可扩展性。

5.3.2 汇聚层:汇聚层节点可以扩展核心层设备的端口密度和种类,扩大核心层节点的业务覆盖范围,实现接入用户的可管理性。

5.3.3 接入层:接入层节点的设置主要是为了接入直接用户和进一步扩展城域网的覆盖范围,将不同地理分布的具体学校用户快速有效的接入。

5.4 各节点接入网络设计 作为教育系统的专网,组网策略的选择具有重要的意义。租用通信线路组网的优点在于初期投资小,可以立刻实现,不需要自行管理和维护通信线路,可以根据需要选择线路带宽并随时升级。建议城域网主要节点和学校可以租用线路,使用快速以太网技术建设教育城域网。

5.5 核心和汇聚节点设计 核心层的主要目标是提供高速可靠的传输平台,连接分布层节点的接入,该层的节点设备应具备高效的路由转发性能;汇聚层负责为全网的数据转发提供高速的通道,汇聚各种流量进入核心层,此层设备除了路由转发外,还要负责网络中大部分的控制和服务处理。

5.6 接入节点设计 考虑到网络功能的可扩展性,对于以后不断出现的新应用,必须要求网络设备有很好的诸如防御病毒、防御攻击等先进功能,具备一定的数据吞吐能力和网络管理功能,提供良好的网络扩展能力。

5.7 IP地址规划 IP地址的合理规划是城域网网络设计中的重要一环,必须对IP地址进行统一规划和实施。IP地址规划必须考虑到今后和教育城域网互联后的地址分配问题,建议全市统一地址规划。

5.8 路由协议规划 城域网骨干区域路由协议建议采用OSPF路由协议,可以灵活配置OSPF的区域。中小学网络区域可以使用静态路由。路由的规划确定后,一般不做大的修改。

5.9 本方案设计特点 首先,采用以太网宽带技术互联,保证网络的稳定和各种应用的正常运行;其次,核心层和汇聚层出口的网络边界采取防火墙技术,,抵御来自互联网的攻击,保障网络的安全;再次,接入层建议采用具有内置防火墙及防病毒功能的路由器设备,可以有效保证各接入学校的安全;最后,网络建设中设备选型建议采用知名厂商的成熟产品,并且充分考虑网络中各层次的负载和功能,以期给用户提供最大的性价比。

6 总结

教育城域网建成以后,各个学校的资源不再是私有资产,城域网内部都可以访问、共享,提高资源利用效率和节省总体投资。学生和老师可以随时随地访问需要的资源,可以做到双向沟通;教育主管部门可以随时了解各个学校的教学情况,提升对整个辖区的掌控;家长能够及时掌握学生在校学习、生活情况,将学校教育和家庭教育很好结合起来。通过对本系统的建设,必将为城市教育事业的飞速发展打下坚实的基础。

参考文献:

[1]佟单,谢宇晶.宽带城域网与MSTP技术.机械工业出版社出版.2007-9-1版次:1-1.