重庆大学图书馆网络环境建设，本文主要内容关键词为：重庆大学论文,图书馆论文,环境论文,网络论文，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。
重庆大学图书馆自1994年建立了图书馆计算机网络，以Compaq服务器作为整个图书馆计算机网络的主机，以细缆和双绞线作为网络传输介质，在Novell网络环境下运行了我馆自行研制的“图腾图书馆管理系统”软件，对图书馆的采访、编目、典藏、检索、流通等进行计算机管理，建立了拥有20万条记录的重庆大学中文科技书目数据库和2 万条记录的读者数据库；于1997年购买HP专用服务器作为网络主机，完成期刊数据库建设，目前正在对1976年以前的中文图书进行回溯建库，并实施西文图书书目数据库建库工作，基本上满足了本馆日常流通和查询工作的需要。1997年我馆购买了美国Meridian公司的CD—Net光盘塔， 建立了光盘检索系统，目前拥有两座光盘塔，计56个12倍速光盘驱动器，可以浏览器方式为师生员工在校园网上提供免费查询服务， 并购买了《EICompendex》、《NTIS》等20几种中外文光盘数据库。早在1995 年通过中国科技信息研究所重庆分所（即现在的国家科技部西南信息中心）实现与Internet的联网， 并于1997 年通过校园网实现与Cernet 和Internet的连接。图书馆自1987年开始开通国际联机检索业务，为校内外广大教学和科研人员提供检索咨询服务，积累了丰富的经验，取得了良好的成绩。
随着信息技术的不断发展和广大师生对信息需求的不断扩大，图书馆现有的网络系统已远远不能满足实际工作的需要，重庆大学“211 ”工程建设全面启动以及“一庆（校庆70周年）、一评（教学评估）、一赛（“挑战杯”赛）”活动，使重庆大学图书馆的计算机网络改造建设提到了议事日程上来。
1 网络方案规划与设计
为了加快重庆大学图书馆信息化步伐，需要在馆内建成操作简单，性能可靠的局域网，并且以“逸夫楼”为中心，连接校园主干网，进而访问Internet／CERNET，实现教学成果交流，科技成果共享，远程教育培训以及广域分布合作。该网络不仅具有高速、安全、标准、可管理的特征，而且要求有一定的技术超前性、适合共享交流的特点，有较高的性价比。除以上要求外，同时还需要保护用户在各个阶段的投资。
由于计算机系统的建设不同于购买一件仪器设备或建造一幢大楼，它是计算机硬件系统与软件集成应用相结合的一项不断改进的长期工程。高效、快速、应付多变环境能力的网络管理系统、高级别的网络安全机制、高层次的网络应用系统已经成为必然。因此建设规划应充分考虑，要考虑时代的发展和实际情况两方面的需要。
1.1 网络规划指导思想和设计原则
（1）指导思想
从进一步发挥图书馆的区域优势和辐射作用，带动各地区教育网发展的战略高度出发，在规划建设过程中特别注意：
·先进开放，面向应用
·统一规划，分步建设
·分布实施，注重实效
·安全保密，分层控制
（2）规划实施原则
·组织原则
——统一规划，分布实施的原则
强化宏观管理和协调职能，统一建设规划，统一技术标准，统一服务规范。互联互通，资源共享，避免重复建设，同时要根据总体目标、任务，分步、分阶段、分地区建设。
——小步快步走的原则
系统建设必须结合实际情况，充分地研究计算机技术涉及面广、变化快的特点，遵循其自身发展的规律，科学地安排实施步骤，量力而行，小步快走，保证系统建设稳步发展。
·建设原则
——系统要有内在的发展前途
系统建设要有前瞻性，要符合信息化的发展趋势，系统构成应确保长期的系统开发和应用需要。系统要具有开放性，不同的设备和软件能遵循公共标准协调一致地运行，保证添加设备和软件能较好地融为一体，保护分期投资，不浪费每一投资。
——系统功能应具有完备性和先进性
要充分吸收成熟而先进的技术，特别在系统构成体系和整体发展思想上要有较高的起点，要能适应信息化特点要求，尽可能向国际标准靠拢，与国际惯例衔接。
——系统应易于掌握
要提供系统有效的管理措施，不仅具有总体易管理性，而且要具有分级管理的能力，还要提供一个尽可能友善的使用接口，使各层次人员能尽快、方便地掌握应用系统。
——系统建设应是分步实施和可扩展的
系统的建设要在分步实施的原则下，保证网络结构、软件的配置方向、软件开发标准在实施阶段的一致性，技术、硬件、软件和数据资源的可继承性，并留有充分的发展余地。要做到各阶段建设投入的可重用性，以确保系统能滚动式建设。
——系统应具有充分的安全和保密措施
系统必须贯彻国家各种保安措施，要设置多级安全，不同的工作人员应具有不同的数据访问权限。要加强数据存取管理以防泄密，加强数据备份管理以防数据损坏，加强运行管理减少意外事故，确保数据的安全性。
1.2 网络系统的建设目标
本网络系统目标大体为：利用快速以太网技术建设计算机网络软硬件平台；建立重庆大学图书馆网站，实现图书馆部分资料电子化；连接重庆大学校园主干网；数据库应用及管理；网络安全性管理；网上信息查寻、辅助教学以及网上休闲等。
1.3 网络技术选型
在过去几年里，计算机技术取得了令人瞩目的进步，计算机的处理能力不断提高，而日益扩展的应用范围要求这种计算能力通过网络来最大地发挥其效力。
传统的网络技术通常采用共享访问链路的方式进行操作，即网络上所有站点共享一条公共的通信通道；在多个站点同时请求发送数据而导致冲突时，遵循CSMA／CD（多路载波侦听／冲突检测）协议。传统的网络技术存在着一定的局限性，极大地限制了计算机能力的发挥。由此，产生了多种先进的网络技术，基本上是按两种方向发展，即以“改良”方式，在现有技术基础上，进行改进，提高网络性能，以交换以太网、快速以太网、FDDI和千兆以太网方式为代表；或以“改革”方式彻底改变网络方式，如ATM技术。以下将逐一论述。
（1）交换以太网技术
交换以太网是新近发展起来的先进网络技术。它在保证与以太网协议兼容的前提下，提高网络利用率，减少网络资源争夺造成的冲突，使网络性能大幅度提高，以满足各类数据信息传输的要求。
交换以太网从产生发展到今天在技术上分为两种：静态交换和动态交换。
静态交换：将网络划分为多个网段，网络管理员可以通过网管平台分配各个网段的负载，即网络管理员可以只利用鼠标就可将工作站从资源争夺紧张的网段移到其它冲突较少的网段上。
静态交换使得网络管理员不必到现场接插线路，而是在网管平台面前轻松地改变网络配置，以调整各网段间的负载。静态交换需要网络管理员的监测才能进行被动地调整，而且每个网段上、网段之间的介质访问机制没有改变，网络性能没有根本地提高。
动态交换：动态交换是在高速总线上支持多对传输的同时进行。它不需人工干预实时地将独占带宽分配给一对节点；而其它节点间也可同时进行数据传输。动态交换在总线内部改变了以太网的介质访问机制，使得网上的数据传输以独占的10Mbps进行，就好象在两个有数据传输的节点之间有独立的传输电缆一样，使网络效率大大提高。
动态交换分为端口交换和网段交换两种。端口交换适用于高速节点如服务器、多媒体工作站的连接，它连接节点个数不多，每个节点都有很高的传输速率；网段交换适用于没有特别速率要求的工作站网段，交换的高性能体现在网段之间、网段与服务器之间的数据传输上。同时，随着网络技术的不断进步，动态交换被不断加进新的性能，如对虚网的支持和对数据优先级的支持等。
由此可知，动态交换代表了当今交换技术发展的方向，所以在该方案中采用基于动态交换技术的智能集线器。
（2）快速以太网技术
快速以太网实际上是10Mbps以太网的100Mbps版本， 所以它的运行速度要比10Mbps以太网快10倍。在用户已经熟悉传统以太网的情况下，快速以太网相对其他高速网络技术更容易被掌握和接受，它可以应用在共享式和主干环境下，提供高带宽的共享式网络或主干连接，同时也可以应用在交换式环境下，提供优异的服务质量（QOS）。 快速以太网与传统的以太网技术相似，毋庸赘言，此外它还具备以下优点：快速以太网和普通以太网同样遵循CSMA／CD协议，现有的10BaseT 网络设备可以相当简便地升级到快速以太网，保护用户原有的投资，与其它新型网络技术相比，更方便地体现有的10MbpsLAN 无缝连接到100MbpsLAN 上； 100BaseT集线器和网络接口卡，只需要比10BaseT 同样的设备多花少量费用就可提供比普通以太网高10倍的性能。因此，100BaseT具备较高的性能价格比；快速以太网（100BaseT）已得到IEEE任命标准为802.3u，并得到了所有的主流网络厂商的支持。
（3）千兆以太网技术
千兆以太网是相当成功的10Mbps以太网和100Mbps 快速以太网连接标准的扩展。IEEE已批准千兆位以太网工程IEEE802E task Force。 千兆位以太网和已充分建立的以太网与快速以太网的节点完全匹配。最初的以太网规范由侦格式定义，且支持CSMD／CD协议、全双工、流控制和由IEEE802.3标准定义的管理项目，千兆位以太网将使用所有这些规范。
总之，千兆位以太网的管理员以前使用和了解的以太网相同，所不同的仅仅是比快速以太网快十倍与当前的高带宽需求应用程序相协调的额外特性，而且和日益增强的服务器和台式计算机的功能相匹配。
（4）ATM技术
在飞跃的数据通讯工业领域，新技术的引进往往十分迅速，最新技术的代表就是ATM（异步传输模式）。ATM是在70年代末、80年代初的宽带ISDN 基础上发展起来的， 它是一种与在今天市场上流行的所有其它LAN技术大相径庭的新技术。以太网、FDDI 都使用可变长的包从源点到终点传送数据，而ATM使用定长的信元交换，按不同的速率传输数据、图像、语音，无论在局域网领域或是在广域网领域，ATM 都具有极强的优越性。同时，由于ATM与今天的LAN又有着天壤之别，它的许多概念需要几年时间才能标准化。自1991年建立ATM论坛以来，在ATM的标准化方面已经做了很多年的工作，由于该论坛是一个很民主的组织，因此进展很慢，有时政治性问题超过了技术性问题。ATM 通过对连网作了以下本质上的修改，从根本上解决了传统连网技术所存在的问题：在共享访问或网络中，网络上的所有工作站都共享一条公共的传输通道，这导致所有的工作站只按网络的链路速率来操作，而不考虑自己的要求，由此可能产生各种问题。而ATM采用交换技术，在端口之间建立多个链路， 某特定域中的数据只能在该数据的源发方和接收方之间的链路上传输。ATM采用定长的数据单元传输代替传统的长度可变的数据包传输，避免了因可变长数据包带来的不可预知的延时，因而避免了由此产生的语音、图像传输中产生的失真现象。在传统网络中，每一个站点都有一个数据链路层地址（MAC地址），同时采用网络层地址路由选择解决寻址问题，但这种方式需要数据流量中包含大量的路由信息，造成网络的瓶颈。ATM在端节点间建立一条“虚拟连接”，进行数据传输，以面向连接的技术，提高了吞吐量，减小了网络等待时间。ATM 采用将逻辑子网和物理子网分离的方式取代传统网络不分离方式，允许分布在整个网络中的用户组构成虚拟LAN，便于管理，提高了安全性。ATM是一种全新技术，它给我们展现了一个将声音、图象、数据集成在一起的统一的广域网互连环境，可以说，它是网络的发展方向。
在设计系统时一定要考虑系统的开放性、先进性，以免系统未建成或刚建成就过时，或满足不了要求。因此，在系统设计时，要考虑系统的可用生命性，一般要超前3—5年考虑。
系统的传输速率至少目前要够用，最好有一定的富余，以应付应用的不断增长。要采用公认的行业标准，以免遭淘汰。至少要留有足够的扩充扩展余地，以便随着应用的增长对系统进行扩充改进，而不浪费原有投资。
本着以上的建网原则，综合目前最新的网络技术和图书馆的具体情况，我们选择以下网络技术：
图书馆及其管理系统部分采用交换式以太网技术， 主干用100Mpbs的5类双绞线连接，部份远程结点采用光纤布线或者采用5类双绞线+信号放大器（HUB）进行布线。选用Cisco2924M10／100M 作为主干用的交换机，这样可以保证图书馆局域网信息在各种传输方式下对高带宽的要求。另外，随着网络使用的升级，当需要时我们只要插上千兆的以太网的模块，就可以很方便地将主干升级到1000Mbps，将网络的性能进一步地提高。
对于图书馆中部分结点对带宽的要求较高，可采用高性能工作组级的交换机，使每个用户都能得到100Mbps的专用通道； 如果仅满足一般要求，则可以采用可堆叠的集线器，与普通的以太网比较，使用这种快速以太网集线器的性能要提高10倍，这样，该网络从一开始就有了一个较高的起点。
2 网络系统结构
重庆大学图书馆计算机网络系统是采用交换式以太网技术建立的图书馆内域网（Intranet）。内域网络是指与全球国际互联网电子空间隔离开的一个较小的专用电子空间，这个隔离是通过防火墙来实现的。它可以与国际互联网互联，是采用Internet技术，以通讯协议（TCP ／IP）、域名服务（DNS）和电子邮件传输协议（SMTP）为基础，以WWW 、 FTP 服务为支撑， 将多平台和多服务器的网络联结， 以超文本语言（HTML）和公共网关应用接口（CGI）为主要开发工具， 使各类应用和数据库以统一的界面在网络上得以应用。在客户端使用通用的浏览器图形界面，用户只需在感兴趣的文字和图形上用鼠标点击就可以检索文献信息。基于Intranet的图书馆网络系统，具有平台无关性，伸缩性强，可从不同厂家选择设备和服务；开放性好，采用公开的标准和协议；网络构筑、管理和维护成本低，收益率高；能保护已有的硬软件投资，原来的操作系统和数据库可方便地加以利用；可跨越多平台，兼容性好，快速准确的传递信息等。我馆网络系统拓扑结构图（如图1示）为：
图1 重庆大学图书馆网络系统拓扑图
2.1 网络结构
我馆网络结构是以网络交换机为中心，将图书馆主楼内的交换机、集线器和各工作站联接起来，通过选用专用微机服务器配置成域名服务器、WWW服务器、Email服务器、FTP服务器、Novell服务器、书目数据库服务器等，实现整个图书馆主楼内的计算机互联。在整个网络中运行TCP／IP通讯协议，实现多种平台互联。申请注册域名“lib.cqu.edu.cn”，申请了64个C类IP地址，经过交换机与校园网和CERNET互联。实现了图书馆文献信息上网服务和从网上获取信息资源。
2.2 软件结构
软件结构包括服务器端和客户端软件及相关开发工具。
2.2.1 服务器端软件
采用WindowsNT4.0中文版或者Linux为网络操作系统。实现WWW 、 FTP、BBS、EMAIL等功能。服务器端、 服务器之间有良好的接口与相融性。各服务器软件有的安装在一台或分别组合安装在多台服务器上，能将多个实现独立功能的服务器应用有机结合起来。
2.2.2 客户端
在客户端采用Win95或Win3.x平台。对于Win3.x平台，通过TCP ／IP协议来实现网络互联，安装探险者（Internet Explorer ）或航海家（Navigator）作为浏览软件。用Exchange Client提供电子邮件服务等。
2.2.3 相关开发环境
在系统开发中，我馆采用FrontPage实现动态网页的制作与管理。 利用SQL—SERVER技术进行数据库管理。
2.3 网络安全措施
图书馆网络系统安全措施主要包括两个方面：一方面是与Internet互联的安全，通过安装防火墙软件或者代理服务器来实现，防火墙可根据使用的协议、网络的地址和有关准则对数据包进行过滤，必要时也可阻挡数据包的传入；另一个方面是内域网（Intranet）的安全，通过Windows NT操作系统及相关软件功能来实现，如用户授权认证和秘密信息的授权认证等。
3 网络主要设备选型
主交换机采用Cisco catalyst 2924M SWITCH（带155M ATM模块），该交换机具有24个10／100M口，支持上千个VLAN，可满足骨干网络需求，同时提供了先进的流量管理和第二层交换功能， 系统转发率高达100万PPS，以太网到以太网或快速以太网的交换延迟小于10微秒。数据交换总线支持三种包的优先级队列。具有简单网管功能，其独特的堆叠式功能使其易于扩展；桌面交换机采用Cisco catalyst 2924M SWTTCH 和Cisco catalyst 2924XL SWITCH；集线器HUB采用 INTEL 220T 10 ／100M STACK HUB，这种HUB具有24端口，支持多达8个堆叠，最高可实现180 个集中管理式端口， 可为大小局域网提供灵活的支持， 且准许10Mbps和100Mbps操作存在于同一集中管理式集线器内， 保护以前投资。
图书馆网络的硬件建设只是为图书馆的信息服务打下了基础，如何在网络环境下开展服务是图书馆正在面临的问题，只有坚持一手抓硬件建设，一手抓软件服务的办法，图书馆才能真正成为教学科研的中心。
收稿日期：1999—07—22
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