小型校园网的规划与设计计算机专业毕业设计毕业论文

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1、第1章 绪 论计算机技术具有许多对办公、信息交互、资源共享来说特别宝贵的特性与功能，而这些功能是其它媒介所不具备或不完全具备的。计算机网络的兴起无疑是当今世界最为激动人心的高新技术之一，其发展速度又超过了世界上任何一种其他科学技术的发展速度。它的出现以及日益推进和迅猛发展，为全人类构建起一个快捷、便利的空间。毫无疑问，计算机网络正在成为信息化社会的基础。计算机网络的出现是20世纪最伟大的科学技术成就之一，而计算机网络的发展速度又超过了世界上任何一种其他科学技术的发展速度。今天， Internet已成为信息革命和信息技术发展的代名词。Internet被连接到政府部门、军事机构、商业领域、学校、家

2、庭以及社会的各个领域，在改变着人们生活方式和思想意识、文化、经济、军事等各个领域。上亿的人们已经和Internet连接，但上网人数仍以每年100%以上的速度急剧增长。在中国，自从20世纪90年代初Internet进入中国以来，到目前，Internet用户已经超过300万人。而且，全国的各个行业都在建设或已经建成自已的行业专用网和与Internet相连接的全国型网络，例如各大银行网、金税网、各种商业信息网等。电子邮件、电子商务、虚拟社区、网上银行、网上大学等打破时间和空间限制的网上应用正在不断涌现，物理的空间和时间正在迅速向电脑空间转化。毫无疑问，计算机网络正在成为信息化社会的基础。从多媒体光碟

3、开始，游戏、MP3、电脑录音、电子像册、幻灯片展示、主页动画设计、电子课件、电子贺卡、数码照像、网上视频点播，多媒体技术应接不瑕，广泛应用到生活与工作中。随着计算机网络及多媒体技术的广泛应用，校园网已成为学校办学的基础设施和必备条件，网络使得教育的功能和目标、教学的方法和模式都发生了深刻的变化。随着教育部全面启动中小学“校校通”工程，在教学过程中广泛应用以电脑多媒体和网络通讯为基础的现代化信息技术成为必然。为了尽快地改变传统的教学方式和模式，东风子校准备在原有微机教室的基础上，建设校园网，以满足现代教育的深层次需求。1.1 认识计算机网络概念计算机网络是由不同通信媒体连接的、物理上互相分开的多

4、台计算机组成的、将所要传输的数据划分成不同长度的分组进行传输和处理的系统。通信媒体可以是电话线路、有线电缆（包括数据传输电缆、有线电视信号传输电缆等）、光纤、无线、微波、卫星等。这些通信媒体把相应的交换和互连设备连接起来组成相应的通信网络。因此计算机网络也可看作是由地理上分散的多台计算机通过相应的数据发送和接收设备以及通信软件与通信网络连接起来，通过发送、接收和处理不同长度的数据分组来共享信息与计算机软硬件资源的系统。当然，计算机网络的工作离不开相应软件。包括操作系统、通信控制协议、管理软件（安全、配置、记帐、出错）、交换与路由软件、应用软件。分类计算机网络的分类主要有以下几种：按网络的连接范

5、围分为广域网、城域网和局域网。一般连接范围越小，传输速度越快。从使用范围和用途来分，又可以分为校园网、企业网、公用网、专用网、以及内联网和外联网等。安全是各种网络所关心的重要问题之一。协议与网络体系结构计算机网络的最大特点是通过不同的通信介质把不同厂家、不同操作系统的计算机和其他相关设备连接在一起，共享软硬件资源和进行信息传输。然而，如何实现不同传输介质上的不同软硬件资源之间的通信共享呢？这就需要计算机与相关设备按照相同的协议，也就是通信规则的集合来进行通信。就像人类利用相同的语言进行交流。由于计算机网络需要连接各种不同厂家的计算机软硬件资源和设备，通信协议被划分为许多具有不同功能的层次，以使

6、人们可以从某一个协议层次开始，屏蔽低层协议软件和相关硬件之间的差异与区别，从而保证高层协议与应用之间的互连、互通与资源共享。因此，网络体系结构也就是构成计算机网络的软硬件产品的标准。当前计算机网络的体系是以TCP/IP协议为主的Internet结构。其中IP协议用来给各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互连平台，TCP协议则用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。基于TCP/IP协议的网络体系结构如图“基于TCP/IP协议的网络体系结构”所示。TCP/IP协议分为4层，即通信子网层、网络层、运输层和应用层。通信子网层：该层中所使用的协议为各通信子网本身固有的协议，如以太网的802.3协议

7、。作用是传输经网络层处理过的消息。网络层：该层使用IP（网络层）协议。作用是把运输层传来的消息组装成统一的IP数据包格式，传递给通信子网层，从而消除各通信子网的差异。运输层：该层主要有TCP（传输控制）协议、UDP（用户数据报）协议、ICMP（互连网控制消息）协议。作用是为应用层提供端到端的通信功能。应用层：该层为用户提供所需要的各种服务。比如：远程登录、文件传输、电子邮件、web服务器。应用层Web服务器器电子邮件文件传输虚拟终端运输层传输控制协议TCP用户数据报协议UDP互联网控制消息协议ICMP网络协议层IP通信子网层 电话网卫星网无线网X.25网局域网图1.1基于TCP/IP协议的网络

8、体系结构1.2 校园网的现状及存在的问题近年来，我国教育信息化在原有规模的基础上，取得了一些稳步发展。由教育部统一牵头规划的“校校通”工程已陆陆续续在各省市实施。据统计，2001年中小学信息化教育市场总体规模达到了15亿元。进入80年代以后，随着中国教育科研网（CERNet）的建设，我国大学校园网的建设已经有了很大的发展。目前，国内在大学校园网的建设上有了很多的经验，这对中小学校园网建设提供了有用的经验。2000年国家教育部新推出的面向21世纪教育振兴计划则确立了我国中小学校园网的发展方向。教育部提出510年全国实现“校校通”工程，这必然是一个校园网络的大发展期。2001年，我国教育信息化市场

9、在原有规模的基础上，取得了一些稳步发展。由教育部统一牵头规划的“校校通”工程已陆续在各省市实施。据统计，2002年中小学信息化教育市场总体规模达到了15亿元。在校园网的建设方面，投资规模将会维持在60亿元左右。众多IT厂商和系统集成商将根据自身的条件及在市场中所处的地位，积极参与到教育行业信息化建设事业中来。目前，已有许多企业参与校园网的网络综合布线、交换机的层次结构、服务器的具体架设等硬件设施建设以及系统集成和教学资源、教学软件的开发。一大批企业相继推出各种各样的校园网解决方案、教育教学支撑平台和管理平台等，涌现出一批校园网应用服务提供商。目前中小学校园局域网建设具有封闭型倾向和设备堆砌、技

10、术高难的贵族化倾向。一方面，造成资源的重复建设，另一方面，又是教育资源的匮乏；一方面，设备堆砌闲置，教师对高难度技术望而生畏，另一方面普通学校却难进校园网的门槛。1.3本次设计及论文完成的工作通过对目前校园网现状进行分析，对其所存在的问题加以列举，在现有设备、技术的基础上建成适合东风子校使用的校园网是本次设计与规划工作的重点。首先针对本次设计课题制定了工作计划，在准备了部分资料后开始实施工作计划。深入进行调查、研究，进行了项目可行性论证，通过调研确定了用户需求，并形成“用户需求调查文档”，经多方讨论最终确定用户需求，同样也形成文档保存，以备设计所用。其次，在前期准备、调研等工作完善后，根据用户

11、需求文档形成整个系统设计思想，并绘出系统设计构架框图。最后，根据系统设计构架图来逐一完成各阶段模块的设计。按照“设计构架框图”一一进行系统设计，在此工作过程中采用了“先大后小”、“先主后次”的原则，即首先考虑较大模块的设计与开发，在整体设计框架设计完成，并通过论证后，进行规模较小的应用模块的设计；在遵循“先大后小“原则基础上，先设计和实现主要模块，对于使用不频繁的模块可放到后期细化流程时完成。最后将各应用模块形成完整的系统，并且通过论文撰写将整个设计过程阐述清楚。27第2章 系统的设计思想随着网络的不断发展，其最大的实际用途将越来越集中体现在两个领域，一是电子商务，二就是教育。这从一个侧面反映

12、了网络建设在教育领域的重要性。伴随着多媒体计算机在教育教学申的应用越来越广泛，校园网络的建设提到了重要的议事日程。从单机发展到网络，是中小学教育信息化发展的必然趋势，以校园网建设为核心和基础，加快教育现代化的进程，实现我国基础教育改革发展中的跳跃式发展，是全面贯彻素质教育的关键步骤。但校园网作为一个新生事物，发展还不够成熟。人们对校园网普遍缺乏全面深入的认识，并带有一定的盲目性和偏见。中小学校园网要更多的考虑经济性、实用性和可扩充性，不能盲目地追求先进性，要紧紧抓住教育教学这一中心点，华而不实的功能越少越好。另一方面我们要考虑到教师对计算机、多媒体、网络的理解和应用水平普遍偏低；还有目前用于教

13、学的软件资源还不够丰富，因此制订方案时必须综合考虑。校园网如果仅仅局限在一个学校内，孤立封闭、与外部网络没有联系，每个校园网都五脏六腑俱全，不仅会造成大量的重复投资浪费，而且网络的作用、应用的开发、资源的共享都将大大受到限制。2.1设计分析 提出问题学校希望建设一个具有高可用性、高可靠性、先进、开放、可扩展的校园网络系统：对内实现校园内部资源共享、传递，推进教学及管理信息化；对外建立学校主页、电子邮箱、电子公告牌等信息发布窗口发布有关教学信息，建立起学校、教师、学生、家长之间的信息交流平台；并通过ADSL与Internet互联。学校始终坚持这样一种思想：建设一个基于标准的结构化计算机网络、选择

14、使用高质量和高性能的网络产品，力争建设成先进实用、规范安全以及具有良好的接入性、开放性和扩展性且极具灵活性的计算机网络系统。用户需求分析学校占地面积不大，只有两幢教学楼，属于小型园区局域网，建成的网络具备如下特点：1、高速的局域网连接校园网的核心是一个面向全校内部师生网络，因此校内局域网是该系统的建设重点。由于参与网络应用的师生数量多，而且信息中包含大量多媒体数据，故大容量、高速率的数据传输是校园网建设的一项基本内容。2、适应各种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，因此网络应用多样，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相同，这就要求网络产品具备较

15、强的性能来实现各种需求。3、安全可靠校园网中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，都将带来极大的不良后果。4、操作方便，易于管理校园网面向不同知识层次的教师、学生和办公室人员，应用和管理应简便易行、界面友好，不宜太过专业化。5、经济实用要求建成的网络经济实用，具备很高的性能价格比。6、突出应用校园网的建设最终要面向教学和管理应用。用户现状1、没有建立校园网基础构架拥有不少的计算机，并且有两个电子教室，但是还没有搭建校园网的基础架构，使资源得不到共享，计算机还停留在简单的应用上。2、学校观念超前学校领导很重视计算机的应用。3、缺乏专业的师资力量由于校园网建设是一种新技

16、术的应用，学校相关的专业师资缺乏，个别教师计算机应用水平较高，但远远不能满足对系统的维护以及相关信息的建设。同时，由于企业效益不佳，学校经济能力有限，要求全面规划，分布实施。2.2整体规划在校园网的建设实践中，最重要的就是校园网的整体规划。校园网优良的长远规划和最佳的实现选择是校园网长期高效能运营的基础。只有按照学校的实际需要来整体规划校园网，才能使其充分满足学校的应用需求。同时，中小学计算机校园网的应用环境、教师对计算机网络的使用水平、教育对象、学校管理结构等情况都与大学有较大的不同。在中小学校园网的建设上，应该有其自身的一些特点。规划原则寓现代教育思想与管理于当今及未来的校园网应用技术中，

17、是校园网总体规划所追求的终级目标。1、IT界惊人的发展可使今天昂贵的技术变成明天普及的应用。因此作总体规划时应以合理的需求为优先原则，不应过多受限于目前的经济因素。2、规划中既要说明当今的应用又要反映未来需要。规划目标校园网建设在保证符合当前主流网络技术的同时，要兼顾网络技术未来的发展。我们在大量调查和研究的基础上，结合学校实际，确定了以下几条网络建设的目标。1、 在网络系统方案的选择上，要保证校园网系统扩充性好、配置灵活、安全性好、网络设备配置整齐美观易于调整以及节省材料和费用。2、网络产品选择应坚持用户需求原则、保护用户投资原则、厂家对系统方案负责的保证原则以及基于标准化的产品原则。3、

18、在网络的可靠性方面，特别是主干网必须为容错性设计，以保证整个网络系统安全可靠地连续运行。 4、 在技术水平上，系统应能代表当今的先进水平，而且技术非常成熟，经过实践检验，并符合学校实际情况，以合理的投资建立一个真正为教学、管理和科研发挥作用的校园网系统。 5、在校园网建设标准上，网络建设应遵守有关国际标准、国家标准、行业标准和有关规范，使其网络系统具有开放性和标准化，以保证将来的扩展和升级，并可根据实际情况进行各种灵活配置，以适应未来技术的发展和业务需求的变化。第3章 校园网简介近年来，我国教育信息化在原有规模的基础上，取得了一些稳步发展。由教育部统一牵头规划的“校校通”工程已陆陆续续在各省市

19、实施。据统计，2001年中小学信息化教育市场总体规模达到了15亿元。3.1概念一般认为，校园网是一种在校园里应用，为学校学习活动、教学活动、科研活动和管理活动服务的校园内局域网络环境，并且它是建构在多媒体技术和现代网络技术之上并与Internet连接的。校园网大多由多个局域网加上相应的交换与管理中心构成，主要用于校园内外师生们教学科研的信息交流与共享。校园网，通常应该具备信息中心或是网管中心、电子教室、电子备课室、电子阅览室、多功能教室、电子办公室、电子图书馆等。还有一种观念认为,校园生活的核心是学习活动，校园生活的主体应该是学生与教师，网络的基本技术特质是开放、交互与共享，它的主要功能是促进

20、人们主动学习，实现资源的交流与共享，因此，校园网络环境必需基于互连网应用。因此，所谓校园网，我们认为是指基于互连网应用的，提供以学习活动为核心的，兼顾教学研究与学校管理的网络媒体教学环境。这是一个清晰的效用性定义。3.2校园网基本功能中小学校园网实质上是一种局域网，它内部通过电缆或光缆连接服务器、工作站及各种通信设备，对外也可通过DDN专线或其他通信线路（如ISDN）连通Internet。学校可以通过校园网查询统计包括学生学籍情况及学习成绩、教师人事档案及业务资料、学校财务数据报表等在内的各类资料；通过学校主页向校外进行各类信息发布；通过电子邮件系统收发教育行政部门的文件、通知等。教师可以通过

21、电子备课系统、计算机辅助教学系统等开展高质量、高效率的教学工作；可通过国际互联网查询资料，随时了解教科研的最新动态。学生可以通过校园网学习、巩固知识，还可根据自己的兴趣、爱好，在网上进行科学探索，撰写科学论文。所以，校园网为学校教育提供了一个良好的网络环境，为培养学生创新能力、发挥学生个性特长提供了网络空间。3.3目前应用于校园网建设中的网络技术目前比较常见的网络技术有FDDI、ATM、快速以太网和千兆以太网等。1、光纤分布式数据接口（FDDI）FDDI是高性能的高速宽带LAN技术，其标准为ANSI3T9.5/ISO9384。FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时

22、的令牌传送协议。因此，它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。但与TokenRing技术不同的是，当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧，故其利用率较高，其运行速度可达100Mb/s。其双环结构有非常好的冗余特性。FDDI有两种接入方式：双端口连接站（DAS），单端口连接站（SAS）。DAS方式比较贵，但有冗余功能；SAS需要有源集中器，且无冗余功能。FDDI有几个通过带宽分配来实现的优先机制，一个是同步带宽分配（SBA）机制，它可以让管理员将一定量的带宽分配给一些确定的工作站，让它们有更多的捕获令牌机会。第二个是异步服务（AS），它占用未通过SBA分配的带宽并将这部分带宽等分给环上的工作站。铜

23、线分布式数据接口(CDDI)是FDDI的一种变型，可以在不昂贵的铜线电缆上运行而使用相同的协议。FDDI和CDDI的优点是冗余、内置网络管理，具有广泛的适用性。但是，采用FDDI/CDDI技术是昂贵而复杂， 始终未成为主流技术，发展速度缓慢，前景不被看好。2、异步传输模式（ATM）ATM作为一种全新的交换技术，有其明显的优越性。ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，采用定长的53字节的小的帧格式，其中48个字节为信息的有效负荷，另有5个字节为信元头部。对于有效负荷在中间节点不作检验，信息的校验在通信的末端设备中进行，以保证高的传输速率和低的时延。ATM最初是为了在公共网内使用而设计

24、的，但现在已成了专用网发展的中心，并已经走出实验阶段并大量进入市场，这个转变要归功于ATM论坛等组织的努力。ATM论坛的迅速发展真实地表明了人们对ATM兴趣的增长。现在ATM论坛已经吸引了来自公用和专用网以及计算机工业的700余家公司参加，领导着众多先进客户机构、电信服务提供商和独立软件厂商。在广域网、城域网和公用网内，ATM正在被广泛采用，因为它既能够将多种服务多路复用到一种基础设施上，满足功能越来越强的台式机对带宽不断增长的需求，又能提供虚拟LAN和多媒体等新的网络服务。但是，ATM技术也有其缺点。首先是标准还没有完全制定完成，很多重要标准还在修正之中，这就影响了ATM技术的推广，尤其是在

25、局域网领域内。其次，ATM技术目前主要应用是在专用网络和核心网络的范围内，而延展到外围和用户端均仍采用传统的网络技术(以太网、快速以太网、令牌环网等)，这就使得在ATM网络和传统网络之间要建立一个中间的衔接层，这是一种在ATM信元与传统网络的帧结构之间相互转换的技术，如Classic IP和ATM LANE等技术，这种技术的优点是可以把传统网络接入到ATM网络中，但缺点是带来了很大的资源开销，这在很大程度上增加了ATM网络的复杂性并且降低了网络的总体性能。另外，目前的大部分网络应用主要是基于IP网络的应用，直接针对ATM信元的应用很少，这在很大程度上也增加了ATM网络使用和管理的复杂性。3、

26、快速以太网传统以太网用的是10Mb/s技术，后来出现了更快的版本100Mb/s以太网，现在千兆以太网标准已定，产品种类较多，为达到这个速度，需要按100Base-T规格设计的网卡和集线器，这两种产品在供应商处都可以买到。在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的，特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。100Mb/s的网卡只比10Mb/s的网卡略贵一点，但为将来的网络升级提供了很大的灵活性。大多数100Mb/s的网卡能够自动检测所连接的端口是10Mb/s还是100Mb/s，并执行相应的操作。为达到更高的性能，可以选择购买100Mb/s的交换式集线器，它可以提供更高的性能，但价格也相

27、对较高。4、千兆位以太网千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gb/s的带宽。千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同时比较简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。千兆位以太网是相当成功的10Mb/s以太网和100Mb/s快速以太网连接标准的扩展。现在千兆位以太网成熟的标准为IEEE 802.3z。千兆位以太网的设计非常灵活，几乎对网络结构没有限制，可以是交换式、共享式的或基于路由器的。现在正在应用的网络互连技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，

28、都与千兆位以太网完全兼容。千兆位以太网可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。千兆位以太网支持新的交换机之间或交换机与工作站之间全双工的连接模式，同时也支持半双工连接模式，以便与基于CSMA/CD存取方式的共享集线器连接。千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆。目前，千兆以太网支持单模光纤、多模光纤和同轴电缆，支持5类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同，使用千兆位以太网，主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得容易了。5、令牌网令牌网使用一种标记数据作为令牌，它始终在环上传输，当无帧发送时，令牌为空闲

29、状态，所有的站点都可以俘获令牌，只有当站点获得空闲令牌后，才将令牌设置成忙状态，并发送数据。数据随令牌至目的站点后，目的站点将数据复制，令牌继续环行返回到发送站点，这时发送站点才将俘获的令牌释放，令牌重新成为空闲状态。一般令牌网指令牌环网（Token Ring）和令牌总线网（Token Bus）。基于IEEE802.4标准的Token Bus是一种物理上的总线结构，而其站点组成一个逻辑的环形结构，令牌则在逻辑环上运行，其运行原理与Token Ring基本一样。目前Token Bus非常少用；Token Ring是基于IEEE 802.5标准的网络结构，目前说的令牌环网络多是指IBM的令牌传递环

30、形网络的实现，它有4Mb/s和16Mb/s两种传输速率。令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔获得对网络的访问，适用于对实时性要求较高的应用。由于这种网络设备的价格较高，不利于普及，另外缺乏对多种服务和QoS的支持，在国内应用的例子较少。第4章 东风子校校园网规划的内容4.1校园网逻辑结构通过对校园网建设现状的调研和统一的规划，我在功能架构上把校园网大致分为对内部分、对外部分和信息中心。对内部分主要是指校园局域网，主要包括多媒体教室、电子备课室、电子办公室、电子图书馆和电脑教室的建设，服务于学校的教学和管理；对外部分包括与Internet的连接；而网络中心则是这两部

31、分的桥梁和核心，担负着整个网络系统的管理和安全工作。网络中心电子办公室电子图书馆电子备课室多媒体教室移动办公家庭Internet电脑教室图4.1校园网功能结构示意图多媒体教室要求能够实现广播教学、语音教学、图像传输、文件传送等功能。网络应该提供10/100M交换到桌面的吞吐能力，并具有良好的扩容性。整个校园网内的微机共享宽带上网。这样的校园网功能结构非常切合实际，受到了学校的称赞。4.2校园网物理规划1#教学楼有小学低段13年级，6个教室各设一网络接口；语文、数学教研室各设4个网络接口；图书室设一网络接口；再设一间电子备课室，设2个网络接口；接至一16口交换式HUB，级联到2#教学楼HUB。2

32、#教学楼12个教室各设一网络接口；校长办公室设1个网络接口、教务设1个网络接口；2个网络教室各设1个接口；6个教研室各设1个接口；网络中心设一网络接口，接至一24口交换式HUB。4.3网络系统规划主干网络技术的选择保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。如果现有技术不能合理保证在将来网络升级后还能够使用，那么将会带来极大的资金浪费。目前比较常见的主干网技术有FDDI、ATM、快速以太网和千兆以太网等。但是，性价比占优的仍是以太网。以太网最主要的优点是组网的设备简单、廉价。以太网采用CDMA/CD机制，随

33、着网上传输量的增加，会出现广播拥塞，引起传输效率大幅度下降，因此组网规模不能太大。不过，如果规划得当，几百台微机还是不成问题的。而且快速以太网，支持VLAN，并容易升级到千兆以太网和ATM。由于性能优越，价格适中，因此决定采用快速以太网作为校园网的主干技术。对于中小学校园网的建设必须采用一种更为经济的组网方式，同时又能满足学校对教学的要求，校园网的主干采用了100Mbps交换式快速以太网。这种选型具有以下优点： 1. 100Mbps快速以太网的技术比较成熟。 2. 网络设备价格便宜，可供选择的产品比较多。 3. 能保持投资的延续性，而且很容易升级到1000Mbps以太网。 100Base-T快

34、速以太网是10Base-T标准的发展，100Base-T已经被IEEE 802.3以太网标准委员会标准化。它保留了CSMA/CD协议，使得局域网上的10Base-T和100Base-T站点之间在数据通信时不需要协议转换，可与10Base-T网络进行无缝连接，并且可以非常容易地实现10Base-T向1000Base-T的迁移。100Base-T快速以太网技术标准已得到世界上绝大多数厂商的支持，从而保证了具有互操作性产品的开发，并且价格颇具竞争力。服务器及PC的选择服务器和PC是实现网络操作，网络应用的窗口和平台。针对学校的经济状况，对此设备的选择应该充分考虑可管理性、稳定性、安全性、综合性能价格

35、比等因素。多媒体教室的选择随着信息技术的飞速发展，利用多种信息技术手段进行辅助教学已成为教学改革的重点。传统的“教学手写教案黑板”的教学模式将被“教师电子教案（课件）多媒体教室”取代。为此，各个学校纷纷加大硬件投资力度，建成了各种多媒体电子教室。目前多媒体电子教室基本上可以归纳为“演示式”、“网络式”这两大类，它们各具特色，分别为不同的学科提供形式多样的教学手段。1、“演示式”多媒体教室教室构成：投景机屏幕适合课型：演示型教学（主要是基础课程）主要优点：教师主导性强，教学连贯性好主要缺点：师生缺少互动，教学与实践操作脱节这类教室的设备主要包括：大屏幕、投影机、电脑、视频展示台，有的还配有录放机

36、、机、音响系统（包括音响、功放、有线或无线话筒）等。目前，这类多媒体教室在学校中占的比例较大，它的演示功能非常强大，操作简单，可以实现许多学科的课程教学，同时还可以举办其他活动，如会议、学术报告、放映电影等。在利用“演示式”多媒体教室进行教学时，一般事先把教学内容做成电子课件，然后通过计算机把课件内容输出到大屏幕上，学生如同看电影一样观看教学内容。这类教室特别适合进行演示型多媒体教学，教学效果的好坏主要取决于电子课件的质量。从本质上说，这种教学方式与传统课堂教学区别不大，只是手段不一样。从学生角度看，教学手段和教学条件非常现代化，枯燥死板的课堂讲解变成了富有动感、生动直观的演示。但是，这种教学

37、仍然以教师讲学生听的单向传授式教学为主，因此，这种教室比较适合基础类课程教学，而操作性强的课程（如信息技术类课程）不宜在这种教室上。2、 “网络式”多媒体教室教室构成：网络机房多媒体教学软件适合课型：实践型教学（如计算机课程）主要优点：即学即练、互动性强主要缺点：不适合操作步骤复杂的实践课这类教室的主要设备包括：服务器台，教师机台（配置较高），学生机若干台（配置低于教师机），教师机与学生机均有耳麦。采用indows NT系统组成有盘网（或者用技术组成无盘网），通过或者接入Internet。由于每个学生都有配有台机，可以随时进行操作练习，加上教师与学生通过耳麦进行全体或个别的交流，因此，这种教室

38、不但完全具有语音室的功能，可以实现英语教学；尤其适合进行计算机课教学，边讲边练；还可以当作电子阅览室使用。多媒体网络教室完成教学方面的功能主要是通过“教学软件”来实现的。上课时，教师先在教师机上启动教学软件，利用教学软件提供的功能把教学内容或操作步骤通过网络“广播”到学生机的显示器上，学生可以通过自己的电脑屏幕看到教师机上的每步操作。看完教师的演示后，学生可以趁热打铁进行练习。教师可以监看每个学生的操作情况，学生可以“电子举手”提问，教师通过教师机“手把手”地对学生进行个别指导，不必在教室里来回巡视。这类教室与第一类教室在功能上相比，增加了学生上机操作、网络浏览等多种功能，有利于老师因材施教；

39、学生看过教师讲解后马上就能操作，因此非常适合计算机课、信息类课程的教学。但这种教室也有它的缺陷。在教学对象是初学者或者是教学内容操作步骤繁多时，学生需要一边看老师示范，一边自已操作，而这套系统没有提供这种功能（即教师在“广播”操作过程时，学生只能看不能操作），这样教师演示完成后，要求学生自己操作时，学生可能记不住操作步骤还要提问，教师又无法应付太多提问，致使系统的优越性难以充分发挥。根据两种多媒体教室的特点，拟在每个教室留下网络接口，由移动电脑和便携式投影机组成多媒体移动教室；另一方面，在原有的两个微机室基础上组建网络教室。3、电子备课室一般的教师机可以借助于一些现成的资源完成基本的电子备课。

40、专门又设一电子备课间，主要是为了更高层次的应用。课件制作工作站装有采集卡，可以对录像机和电视机信号进行采集，便于制作课件来丰富教学内容。4、电子图书馆不考虑建立诸如电子阅览室等功能。考虑到可以连接到Internet，共享互联网世界丰富的信息资源；另外学校的经济能力有限，只考虑实现图书馆管理电脑化，具有局域网用户能够通过网络查询的功能。4.4规划系统软件和应用软件随着教育信息化建设的快速发展，学校的实际教学应用对校园网网络控制中心、办公自动化系统、多媒体教室等各个子系统提出了比较高的要求，因此需要选择一套可靠、实用的高可用性管理系统来实现网络的畅通，保证各子系统的良好运行。在网络管理系统选择上，

41、应选择界面友好、易于操作、可以实现系统的配置管理、性能管理、故障诊断、流量监测与统计及安全管理等方面网管功能的网管系统，能够进行集中管理和监视网络上的各种设备，以保证校园网可靠运行。 在应用软件选择上，从目前的发展而言,在校园网中技术应用主要归结为办公等辅助管理类；教学、教研等教育辅助类；Internet信息服务类以及网络技术探索应用四大类。主要想实现以下几方面：建立课件、教学信息资料库及相关系统，实现辅助教学。 利用校园MIS软件，实现全校计算机辅助管理和办公自动化。 建立图书馆计算机管理系统和电子阅览系统，实现图书馆信息自动化管理、快速检索、电子阅览 利用校园网实现备课、办公。 通过建立对

42、外信息站点，实现学校信息上Internet 和对外信息服务（包括校际交流等）。 提供内外E-MAIL等信息交流服务，方便联络及合作。 通过校园网实现全校上Internet和校内网络互访。 整个校园网要采用统一的TCP/IP作为核心协议。具体解决方案应统一按照总体规划进行子网划分及IP地址的分配并适当考虑一定的冗余。每个应用点都应能申请得到独立的Internet网IP地址，以便支持未来广泛的IP应用。必须要强调网络管理及安全保障。4.5其他问题1、网络系统安全在校园网工程建设中，由于网络系统属于弱电工程，耐压值很低。因此，在网络工程的设计和施工中，必须优先考虑保护人和网络设备不受电、火灾和雷击的

43、侵害；考虑布线系统与照明电线、动力电线、通信线路、暖气管道及冷热空气管道之间的距离；考虑布线系统和绝缘线、裸体线以及接地与焊接的安全；必须建设防雷系统，防雷系统不仅考虑建筑物防雷，还必须考虑计算机及其他弱电耐压设备的防雷。2、网络负载平衡网络负载平衡使其各个服务器具有弹性的负载分配方式，充分利用每台服务器，使用户能够得到流畅、连续和透明的服务，实现其在线服务的最终目标。3、电磁干扰当网络系统的传输要求越接近网络系统的带宽极限时，消除外界对系统的电磁干扰就越发重要，否则将导致网络运行不稳定，甚至出现死机现象。第5章东风子校校园网系统设计与实现5.1网络拓朴结构设计以太网的拓扑结构主要有星型(IE

44、EE的10BASET标准)和总线型(10BASE2标准)。星型采用集线器(Hub)作为交换设备，用无屏蔽双绞线(UTP)连接网络上各台计算机；而总线型多采用同轴细缆两端加75欧姆终结器，网上每台计算机都与总线相接。两种拓扑结构提供的最高带宽都是10Mbps，由所有入网的计算机共享。总线型的拓扑结构布线、扩充容易，布线距离长(两节点之间的最长距离可达185m，相比之下UTP只有100m)，抗干扰性好。缺点是可靠性差，主要是一旦总线中断，总线上所有的计算机皆瘫痪。星型的拓朴结构网络，中央控制点负责建立和维护各计算机之间的通信信道，具有分组转发速度快的优点。它主要用于交换式网络。目前，实际中组建以太

45、网均采用星型结构。由此决定，网络拓朴结构采用星型以太网技术。5.2网络及网络设备选择1、网络标准的选择目前IEEE 100BASET采用交换技术和快速交换技术提供最高为10M和100M的带宽取代以太网的共享10M带宽。2、网络设备选择选择“好用，够用，适用”的网络技术是关键，同样选择网络设备也要“好用，够用，适用”。3、交换机的选择目前先进的技术均采用以太网交换机替代传统的Hub，网络服务器，但考虑到成本过高，不选用带有管理功能的交换机。传统的共享式集线器，由于带宽限制在10M，考虑到未来的发展，也不予考虑。选择交换式集线器(Switch Hub)产品，基本上可以满足实际使用需要。而且以后扩充

46、校园网时，可在下级节点中继续使用。4、网卡的选择服务器和工作站使用PCI总线的10/100M自适应以太网卡。5、传输介质的选择使用超五类双绞线,可以达130150m 。6、网络硬件设计1#教学一楼和2#教学楼各组建一局域网，采用星型拓扑结构，选用性价比较高的Accton 24口Hub，采用超五类双绞线，将校园办公微机、教师办公室的微机及各教室的移动电脑连接在一起。如图示：Hub教师机教室办公机图 星型拓朴结构作为主Hub的位置，应确保到各终端点或其他Hub的距离不超过100m。若从交换设备到终端的网段超过100m（两幢教学楼距离） ,考虑采取几种方法延长距离：使用集线器或集线式交换机级联(但最

47、多中间也只能级联一个)；选用安装远距离扩展硬件模块的交换产品，可延长100m。在本网中采用第一种方法，1#教学楼局域网通过Hub与2#教学楼局域网的交换式Hub级联在一起。如图：图 集线器连线方式示意图两幢教学楼之间，即两个Hub间可以采用较便宜的短程多模光纤，也可以使用超五类线，但在室外应加金属护套（如钢管）后埋设或架空。考虑经济因素，决定采用超五类线架空。5.3基础网络设计5.3.1网络中心的组建1、硬件学校将网络控制中心设在教学楼2楼，在网络控制中心设立服务器，服务器采用华硕API130-D立式服务器，采用单颗高性能P4 CPU及最高可支持到2GB具容错功能的DDR-266系统内存，内建

48、一个100M网卡，且系统内部可扩充3个32位PCI卡，其中包含一个32位PCI长卡。此配置足以满足规模本不大的学校的应用需求。2、软件安装Windows 2000 Server网络操作系统，该操作系统是在Windows NT4.0基础上开发出来的，是为服务器开发的多用途操作系统，可提供文件和打印、就用软件、Web和通讯等各种服务，是一个性能更好、工作更加稳定、更容易管理的网络操作系统。其最重要的是“活动目录”技术，这是一种全新的目录服务技术，可以存储用户、组、策略、计算机和域的信息。该系统具有很好的图形化界面，便于学校的管理。整个校园网采用统一的TCP/IP协议，对于每一台计算机都分配一个IP

49、地址。该服务器既是文件共享服务器，也是Web服务器，同时还是邮件服务器。这样给学校节省了大量的资金。 文件服务器上安装2台光盘塔，光盘塔采用IDE结构，既保持光盘塔的性能，同时价格便宜，能够满足学校的要求，为学校的教学节省资金。网内各个点的计算机都能访问光盘塔的资源，实现光盘资源共享。软件安装：安装Windows 2000 Server。由于安装过程完全智能化，需要用户干预、选择的地方很少，不再详述。3、工作组的配置主要是利用Win2000 的活动目录技术。它通过一个统一的界面集中管理基于Windows的客户，它包含两个方面的内容：目录和目录服务。目录用来存储各种对象，这些对象有用户、计算机、

50、文件以及打印机等软硬件资源。目录服务是让存储在目录中的所有对象发挥作用的服务，如用户、计算机、文件和打印机等的管理、基于目录的网络服务、基于网络的应用管理。Active Directory提供集中组织、管理和控制对网络资源访问的方法。在系统的安装过程中，设定了工作组。安装完成后，进入“Win 2000 配置服务器”窗口，将工作组升级为域控制器，并将Active Directory安装到服务器上。利用它，还可以再建立新的工作组和用户。分别建立各工作组的权限、用户账号、登录密码，使它们可以共享网络资源。4、文件服务器的配置5.3.2 工作站的组建1、硬件教师机、办公机采用P4系列一般配置的多媒体计

51、算机，配有10M/100M自适应网卡。移动多媒体教室配备一台国产品牌的便携式电脑、须配有10M/100M自适应网卡，一台便携式投影机。2、系统软件的安装及配置安装Windows 2000。由于安装过程完全智能化，需要用户干预、选择的地方很少，不再详述。设置网络识别数据。按照“开始设置控制面板系统网络标识高级”的操作顺序，输入为用户定义的新名称、所属工作组及隶属域。注意，同一工作组中的用户不能重名。安装设置协议。安装三种Microsoft的通讯协议：TCP/IP：网络的基本传输控制协议；NetBEUI：适用于小型网络的协议；IPX/SPX兼容协议：一些联网游戏需要这种协议。以安装TCP/IP协议

52、为例说明操作过程：按照“开始设置控制面板网络和拨号连接本地连接属性本地连接属性安装协议” 的操作顺序，在“网络协议”列表框中选择“TCP/IP”，安装TCP/IP协议。安装设置客户。按照“开始设置控制面板网络和拨号连接本地连接属性本地连接属性安装客户” 的操作顺序，在“客户”对话框中选择“Microsoft Networks 客户端”。安装设置服务，主要是为了提供资源共享。按照“开始设置控制面板网络和拨号连接本地连接属性本地连接属性安装服务” 的操作顺序，在“选择网络服务”中选择“Microsoft Networks的文件与打印机服务”。设置共享文件、文件夹及驱动器。选中需共享的资源图标，右击

53、打开属性对话框，切换到“共享”，点击“新建共享”，输入共享名及备注信息即可。至此，网络上的用户就可以根据权限访问这台计算机的资源了。3、应用软件的选择教师机工作站就用软件安装Authorware、Dirctor、VB等多媒体课件制作软件、办公软件(Office)和一些工具软件如：Flash、3D MAX、Photoshop等。校长和管理人员计算机，除安装办公软件外，还可安装一些管理软件。学生机、网络教室的配置专门介绍。5.4 ADSL接入Internet模式目前用于小型局域网共享账号上网的软件大体可以分为两种类型：一是代理服务器软件；二是网关类软件。这两类软件都可以实现局域网共享账号上网，但在

54、实现过程中扮演的角色不同。从软件的设置和使用过程来看，网关所起的作用是允许多机共享服务器的ADSL设备上网，因而客户端可以使用不同的浏览器和其他Internet软件。而网关类软件一般都比较庞大，用户上网的速度也是相对较慢。在校园网的建设过程中，绝大多数学校都是采用价格较高、功能较多的路由器让局域网用户共享快速的ADSL进入Internet以及实现局域网与局域网的互联，但是较高的价格和管理、维护上的难度也给一些学校带来了一定的问题。代理服务器的硬件配置要求比较高，在服务器上运行一些大型软件时，容易造成网络不稳定；如果代理服务器出现问题，整个局域网内的计算机用户就不能共享上网了，这会影响日常教学工

55、作；在服务器上设置代理软件也比较麻烦，代理服务器长时间在线，不利于局域网的安全性。结合学校缺乏网络管理人员的实际情况，基于以上几点不便，决定不采用传统的Windows 98+ wingate 来实现局域网内用户多机共享上网的方法。还有一种方法就是通过宽带路由器共享上网。一方面这种方法实施方便，另一方面也比较好管理。具体实施方法如下：选择宽带路由器。要求可以让局域网上所有的用户共享快速的ADSL，同时支持LAN TO LAN的连接。应该具有10M/100M自适应以太网卡接口。我选择了IP502H，这款路由器采用Web界面，使用使用。内置DHCP服务器，不需要专门的管理员来配置网络。硬件连接。AD

56、SL Modem宽带路由器Hub图5.9 宽带路由器连线方式示意图设置。在连接到Hub的计算机上安装PPPo虚拟拨号软件EnterNet，设置相关的登录账号和密码。安装完成后，局域网内微机上网时连接响应速度比较快，性能稳定。而且宽带路由器体积小巧，电源功耗小，很适合长时间开机在线工作。5.5应用系统设计该系统应当是服务于教学、教研及学校管理等众多环节的综合系统而不能仅是一个Internet的浏览及相关服务的系统或是一个信息播放系统。就目前成熟的应用而言综合起来主要集中在以下几个方面： 辅助教师教学，提高教学手段 提供网络服务，方便师生教研 改善办公条件，提高工作效率 开放内外窗口，树立学校形象

57、5.6多媒体网络教室的组建多媒体网络教室使计算机教学及多种课程的计算机辅助教学变得更加直观方便、效果更好、效率更高。大体上，多媒体网络教室具有三大功能：教学功能、管理功能、辅助功能。5.61方案选择“互动式”多媒体教室教室构成：演示式与网络式教室的整合适合课型：复杂的实践型教学（如图像处理）主要优点：边看边练、即学即会主要缺点：设备构成复杂，资金投入大考虑到“演示式”与“网络式”多媒体教室的缺点，从教学需要出发，有一种新型的“互动式多媒体网络教室”。这套系统可以说是集成多媒体教室之大成，它实际上是把前面两种教室的硬件整合起来的一种功能齐全的多媒体教室。它具有“演示式”与“网络式”多媒体教室的全

58、部优点，专门为追求教学的实践性和高效率而设计。这套系统由于是在“演示式”和“网络式”电子教室的基础上整合起来的，所以硬件也就包括这两个部分。这种教室非常适合那些操作步骤繁多、实践性很强的计算机类课程。2主要功能：演示效果好无论是电子课件、电子教案还是各种系统软件、应用软件的操作过程，都可以通过系统生动、直观地表现出来。交互式性能强它能很好地协调教学过程的三要素（教师、学生、教学内容）三者之间的相互关系。即时操作前面所说的两种教室都没有即时操作功能，而在这种教室上课，学生可以一边看一边做，大大提高了教与学的效率。网络共享除了接入Internet享受网上冲浪之外，学生机与教师机之间还可以在保证网络

59、安全的情况下实现资源共享。比如在教师机里建立一个以班级和学生姓名为文件名的两层文件夹，让学生把操作结果保存起来，以便教师对学生的作业进行评定。同时每台计算机都安装10/100Mbps网卡，使其都能访问网络控制中心文件服务器的内容，这样学校就真正拥有了一个经济实用的校园网。5.62硬件采用神舟公司的商禧1000C。这是日前神舟公司刚刚推出的一款入门级商用电脑，配置为：采用了Tualatin核心的赛扬1.0 CPU、128MB SDRAM内存、20G硬盘（5400转）、15普通CRT显示器，显卡、声卡集成、无光驱。 5.63软件 系统软件采用Windows 2000。应用软件采用深蓝易思多媒体网络

60、教室EasyClass 3.0，这款软件是一种典型的网络教室系统，具有语音教学、屏幕监视、遥控辅导、教学示范、师生对讲、分组讨论、消息发送、电子抢答、电子举手、文件传送、电子教鞭、远程管理等多种功能。5.7电脑教室的组建教学楼的每个教室有网络接口，可连到校园网，并且都由一个固定的账号访问服务器，同时还可以访问光盘塔的课件内容。5.8校园网站的建立在安装了Windows 2000 Server的计算机上添加IIS（Internet信息服务）和DNS（域名服务器）。把“本地连接”中“TCP/IP协议”的“默认网关”以及“首选DNS服务器”改为你的网卡绑定的IP地址。建立域名。具体操作如下：在MMC

61、控制台中，选择：DNS你的计算机名右键点选“正向搜索域”，点选“新建区域” 标准主要区域，在弹出来的名称输入框里输入“com”，之后都选择“下一步”，直至完成。之后在“正向搜索域”下的“com”上单击右键，选择“新建域”，输入你的域名。此时在“com”下出现了一个以你的计算机名为名的子菜单，单击其右键，选择“新建主机”，在弹出的对话框中输入“www”，IP地址输入你的网卡所绑定的IP。用ping命令检查自定义域名是否生效。 把域名绑定到Web站点上。展开“Internet信息服务”，右键单击该菜单下的“默认Web站点”，选“属性”，在“Web站点“选项”中输入相应内容；在“主目录”选项的“本地

62、路径”一项中选择你的Web站点在硬盘上的路径，并把“执行选项”选为“脚本和可执行程序”；在“文档”选项中，选中“启用默认文档”，并利用“添加”和“删除”命令把框里的名字改为你的Web站点首页名。利用Windows 2000 Server的Internet Information System（IIS）自己创建的校园网站，虽然比较简单，但对于初中、小学生的教学已经足够用了，因为小学生只需要了解什么是Internet，以及如何访问就可以了。这样既节省了学校的经费，又能按要求达到良好的教学效果。校园网站的具体内容，更多的要依赖于你的网页设计和网站内容了。5.9 E-MAIL系统的建立在装有Windo

63、ws 2000 Server的服务器上建立邮件服务器。邮件服务器是一个网站所必需的服务。可以通过Mdaemon软件来完成邮件服务器的架设。从http：/www。Altn。com/download/default。Asp下载并安装Mdaemon软件。设置邮件主机名。运行Mdaemon，在“Message Router”对话框中，点击“Setup/Primary domain”选项，进入主域名设置对话框，点击“Domain/ISP”选项，将“Domain name”和“HELO domain”对应框中原有的“company.Mail”均修改为自己的邮件主机名。为邮件主机添加用户名。在“Message