校园网组建原理及应用分析，本文主要内容关键词为：校园网论文,原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
目前，Internet国际互联网技术的高速发展，极大地推动了世界经济向知识经济的转变，基础教育特别是中学教育必须在培养适应市场经济和知识经济的人才方面有所作为，这是教育界面临的一个挑战和机遇。Internet上存储了大量的信息资源，包括许多学科的最新发展信息，还有大量的教育资源。在当前中学的教育教学中，如何有意识地主动应用这些现有的教育资源组织教学，是开展现代化教学手段研究的一个课题。同时，通过校园网联接Internet，以便更多地利用世界范围内的教育教学科研成果，从而推动学校的教育教学科研工作的开展。
但是，从中学校园网络发展的现状来看，当前一般中学校园网络的建设还存在着一些问题，主要有：第一，对于发展中学校园网的必要性和紧迫性认识不足，并且存在着各种顾虑。第二，不从学校教育教学过程的实际出发，以功能作为选择技术和硬件设备的标准，片面追求网络技术的先进性，尤其是中学校园网络建设中机械套用大学校园网模式，脱离了中学教育教学发展实际，结果造成设备的浪费和闲置。第三，缺乏立足于中学教育信息化发展需要的整体设计，尤其是忽视校园网络中关键性应用软件配制和资源中心的建设，结果造成许多校园网上有网无车、有车没货，更缺少驾驶员，在这样的基础上发动教师大量地编写了许多低层次、重复性的教学软件，结果造成人才和网络资源的极大浪费。
二、校园网建设的基本原则
我们认为校园网的建设，主要应遵循以下几点基本原则：
1.网络设计应高带宽。校园网络应用的具体要求决定了采取高带宽网络的必然性。多媒体教学、VOD点播等包含了大量的声音、图像、动画信息，需要很高的网络通讯带宽。因此，校园网络应尽可能地采用最新的高带宽网络技术。
2.网络架构的可扩充性。校园网络的用户数量、联网的计算机或服务器的数量也是逐步增加的，网络技术也是日新月异，新产品新技术不断涌现。由于校园网络建立在资金相对紧张的前提上，我们建议尽量采用当今最新的网络技术，并且要分步实施，校园网络的建立应该是一个循序渐进的过程，这就要求选择具有良好扩充性能的网络互联设备，以利于充分保护现有的投资。
3.充分共享网络资源。联网的核心目的是共享计算机资源。通过网络不仅可以实现文件共享、数据共享，还可通过网络实现对一些网络外围设备的共享，比如打印机共享、Internet访问共享、存储设备共享等。
4.网络的可管理性，降低网络运行及维护成本，网络建设成本的可接受程度。降低网络运营和维护的成本也是在网络设计过程中应该考虑的一个重要环节。只有在网络设计时，选择支持网管的设备才能为将来降低网络运行及维护成本打下坚实的基础。考虑到目前的实际情况，很多学校在校园网的建设方面希望能有较低的建设成本，因此，应在保证网络性能的前提下，尽量选择成本较低的产品。
三、中学校园网的解决方案
学校校园网属于小型园区局域网。它具有以下的特点：高速的局域网连接，校园网的核心为面向校园内部师生的网络，因此，园区局域网是该系统的建设重点；适应各种复杂的信息结构，校园网既要为学生提供电子教学，又要为职能部门提供办公管理，致使应用多样化，数据成分复杂，不同类型的数据对网络传递质量的需求也各不一样，这就要求网络产品具备增强的性能来实现各种需求；安全可靠，校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据，不论是被损坏、丢失还是被窃取，都将带来极大的损失；操作方便，易于管理；经济实用，学校对网络建设的投入显然相对国防、金融等关键机构较低，因此，要求建成的网络经济实用，具备很高的性价比。
1.建合适的以太网
根据以上的这些特点，并结合目前网络技术发展趋势，学校校园局域网系统采用成熟的以太网技术。以太网一直是局域网技术的主流，具有普及、经济、便于实施管理、易于升级等优点，线路可用带宽有10M、100M和1000M，能够满足不同级别的应用需求。
以太网技术和其相关产品选择是校园网建设的关键。快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性价比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建Internet网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。
(1)网络采用三级网络结构，如图1所示：
图1
(2)网络拓扑结构，如图2所示：
图2
整个校园网与外部的连接接口可以分成两个，一个是连接到广域网，一个是作为服务中心，接收外部用户通过拨号接入校园网。在连接到广域网时，采用实达Star-H2501路由器，该路由器具有两个广域网接口、一个局域网接口、一个备份口、一个控制口，可以支持多种协调。两个广域网接口可以使用DDN或帧中继连接到广域网，两个广域网可以同时使用，备份接口可以作为备份线路。
为了使远程用户，例如学生、教师在家里可以访问校园网，网络中心必须提供远程拨号服务。在这个服务中，学校如使用了实达的Star-R2600远程访问器或者336NMS机架Modem。Star- R2600模块化路由器，可以提供8/16个异步端口，可以连接多达8/16个ISDN或Modem作为应答设备，远程用户通过Modem/ISDN拨号连接这些设备，就可以登录、进入校园网。336NMS机架 Modem提供多达16路拨入端口，可以同时接收16个远程用户的拨号接入，与服务器配合提供远程拨号服务。
实达Star-2501和Star-2600可以直接连接到中心交换机上，也可以通过代理服务器再连接到中心交换机，后者虽然增加了成本。但大大增加了网络的安全性；336NMS机架Modem必须连接到代理服务器上后，再连接到中心交换机。
2.二级交换机
二级交换机与网络中心交换机的信息通信比较多，每天要访问大量数据，还有音频、视频等方面的需求，为了保证网络的畅通，二级交换机采用 Star-S1826G，该交换机带24个RJ-45口和两个千兆光纤模块，在与网络中心的中心交换机通信时有1G的带宽，足以适应各种场合的应用。
3.三级集线器
学生宿舍由于接入计算机数目多，采用Star -H1208S/H1216S/H1324S作为三级集线器。这些集线器可以进行堆叠，以增加用户数目，Star- H1324S还可以使用光纤模块，尤其适合用在距离子网中心比较远、需要使用光纤的机房。
四、教师和学生对校园网的应用
1.教师
校园网的建成仅仅是一个初始化的过程。如何在教学工作中充分利用校园网才是最根本的。任何一项投入，不论大小，不面向应用是不可想象的。在校园网的应用过程中，教学应用无疑居于重要地位，而教师也肯定是要担当重要角色的。
我们不妨把校园网环境比做一个能上演任何精彩剧目的舞台，教学工作就是舞台上演出的剧目，而教师正是优秀的编导。他们控制着节目的创意、排练、演出，节目的精彩程度在很大程度上是由教师决定的。导演对自己的剧目如何在舞台上充分展示要有想法，教师也需要深刻认识校园网能提供给教学工作的广阔空间。
校园网虽然基于Internet环境，但提供Inter net接口，使校园网可以方便地与世界互联，这为教学提供了广泛的资源。校园网模拟Internet环境使校园环境得以优化，在这一改变过程中教师应该积极发挥主观能动性，把从网上获得的资源充分应用到教学一线中，对学生进行同步或异步辅导，让学生在感受Internet环境的同时，真正体会到利用网络为学习带来的革命性变化。
校园网可以为教师提供多种应用平台：
(1)教育资源库平台。教师根据教学需要建立自己的资源库，改变现有教材的单一性。
(2)Internet教学应用平台。校园网中的任何一台计算机都可以通过浏览系统收搜信息，实现资源共享。
(3)电子图书馆应用平台。教师可以根据需要扩充图书。
(4)校园网应用平台。全方位模拟Internet环境，使教学工作不再枯燥。平台有很多，关键在利用，这是需要教师认真思索的。
2.学生
素质教育能培养学生的创造能力和主动学习的能力，它主张优化学生的思维品质，校园网正是整合素质教育资源的强大工具。突破课本的局限性是学生梦寐以求的事，他们渴望让自己的思想在精彩的世界中放飞，校园网给了他们起飞的平台。
(1)培养获取信息、处理信息与交流信息的能力。网络拥有丰富的信息资源，学生如何在短时间内找到满足自己需求的信息是一种能力，这对于获取其他性质信息的能力也是一种培养。
(2)增强主动性与参与意识。互联网环境对学生有着强烈的吸引力，可以增加主动学习的欲望。在兴趣与愿望同时具备的条件下，学生的参与意识很快会被调动起来，积极配合教师的教学工作，甚至提出好的意见与建议。
(3)校园网强大的功能不仅仅限于学习，对丰富学生的课余生活也大有裨益，让学生对校园生活流连忘返，从而增强学习兴趣。
(4)倡导开放性的教学，提高学习的协同性和互助性，这一点在网络环境中是非常容易实现的。正像在管理中提倡团队合作一样，学习中的合作也是提高效率的重要手段。学生可以通过协作把思考讨论产生的文字、图形、音频甚至视频的结果与其他小组交流，讨论不一定实时进行。
五、校园网的维护及发展展望
校园网的建设是动态的过程，即使硬件设施建设好、软件配套齐，在应用过程中还是会出现各种问题，所以校园网的正常运转离不开维护，为此需要在人员的分工上给予保证，指定专职的系统管理员、课件制作人员、教务和教学信息维护人员，分工协作，共同实现可持续性发展。
维护工作可分成两大块，网络信息资源管理和系统的软硬件维护。整体的维护工作和系统的软硬件维护由系统管理员负责。在传统模式下，信息的管理主要是靠人来完成的。图书馆就是信息较为集中的地方，由图书管理人员专门管理，教师工作中的信息则大多由自己管理。在这种模式下，共享和交流极为不便。校园网建成以后，大量各种各样的信息都汇集在网上，这些信息每时每刻都在更新、变化。如何有效地管理和高效地利用这些信息是校园网维护者所要解决的课题。更为重要的是要选择售后服务质量高的系统集成公司，保证系统运行过程中出现的技术问题随时能够得到解决，并提供相应的培训与升级服务，最大程度地实现校园网的可持续发展。
硬件的发展呈几何级数增长，软件的更新换代也毫不逊色，如何把二者有机地结合起来是最关键的。今天许多学校把大量的资金投入到硬件设施的建设上，为建网而建网，建成之后好评如潮，可是真正应用起来却变成了教师的聊天室，面向教学的应用少之又少，巨大的投入没有产生应有的效果。我们不能苛责教师，因为当时建网时就忽视了软件的开发利用，有利于教师备课、上课的软件过于贫乏。或者有一些软件，由于缺少统一的平台，造成资源利用与工具利用的脱节，系统的作用没有充分发挥。这就是前车之鉴，是未来我们建设校园网时要想尽办法避免的。
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