中某小学校园网络解决实施方案

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1、中小学校园网络解决方案引言21世纪将是知识经济时代，以知识和信息的生产、传播和应用为基础的知识经济将占世界 经济发展的主导地位.国家综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育发展、科学技术和知 识创新的水平,教育在经济和社会发展过程中将呈现出越来越突出的重要作用.另一方面， 随着现代科学技术的飞速发展,世界范围内的信息化浪潮势不可挡，迅速延伸到国防、科 研、经济等各个领域,也不可避免地改变着传统的教育模式一一信息和教育相结合毫无疑问 地成为了当今世界教育改革和发展的有机组成部分，而当前蓬勃发展的以计算机和网络为 主导的现代信息技术是教育现代化必不可少的技术基础.人们或许己经听说过新加坡学生的 电子

2、书包，美国的孩子在幼儿园就会做网站；而在我国，目前这都还是想像中的事？我们 至今仍有许多患“网络恐惧症”的成年人，大多数学生只有在大学里才有机会学习因特网 的使用，这和发达国家整整差了十年！因此,改变现状,发展网上教育势在必行。“计算机要从娃娃抓起”，作为教育第一线的中小学校，义不容辞地要首先负担起这项科技 普及的职责,它包括科学的教育管理手段、先进的教学方法以及完备的教育基础设施。只有 满足这些条件,才能顺应21世纪发展潮流,满足教育现代化和信息化的需求，提高青少年乃 至整个中华民族的科学文化水平,使国家在激烈的国际竞争中处于战略主动地位。而中小学 校园的网络化建设，是中小学信息化建设的核心

3、。中小学校组建校园网的主要功能和优越性首先体现在以下两大方面：K教学方面 利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解，能增强学生的学 习兴趣和理解水平，从而提高教学质量和学生品质，促进教育水平提高； 提供高速、方便的信息交流和资源共享等手段； 提供远比书本知识更为广泛的内容，扩大学生与外界的联系,开阔视野,增进交流； 发展远程教育，克服地域和学校规模的限制，适宜于有分支的教育机构实现资源共享.2o管理方面 统一管理学校资源，如学生档案、教学资料、考试成绩、各种器材等； 实现办公自动化，增强各部门协调能力，提高工作效率。除上述两方面外，有条件的学校还可以开展其它多种类型的网络应

4、用，如个人接入（通常用 拨号上网）、互联网（Internet）连通等，更充分地发挥网络的优势。校园网络的建设不仅提供了上述广泛的实用性，同时具备很好的经济性，对学校自身的生 存和发展也有着很好的促进作用,这主要体现在以下几方面：1 .一所拥有良好教学条件(如多媒体实验室、因特网实验室、电子图书馆等)的学校在市 场中更具竞争力和影响力,能巩固和扩展生源；2 .降低消耗,节省成本一一 “无纸办公”是一个存在已久的概念，它必须借助于网络来实 现，这样相当一部分数据可以保存为电子文件以便资源共享，而不需要打印出来，从而降 低纸张消耗,节省工作开支，并大大加快了办公速度；3o学校可以根据自己的教学水平开

5、发出相应的教学软件和其它科研产品，如多媒体教学光 盘、电子图书等教育电子刊物，从而不受时间、空间限制，吸引广大校外的学生参与学习， 为学校创造额外效益。要实现这样一个功能完善的电子教学和办公应用环境,计算机网络的组建是关键。学校在选 购网络产品时,要考虑每项设备的功能、容量、可靠性、可扩展性，还需要考虑整体网络的 兼容性、可管理性和安全性等多方面因素,而同一网络厂商提供的产品能更好地满足这些要 求。因此，选定一家合适的网络硬件供应商是网络系统，尤其是校园网络系统建设的一个 至关重要的问题.选择网络设备厂商应重点考虑以下几个方面： 厂商的技术实力一一它决定着网络产品的技术性能； 厂商产品系列的完

6、整性一一厂商的相关产品应尽可能丰富全面，以最大限度满足用户需 求； 厂商产品与国际标准的兼容性和与相关网络系统的互操作性一一硬件设备是为软件应用 服务的，它们之间的接口应当符合国际标准,才能实现良好的互操作性； 厂商的信誉和服务能力一一厂商的技术支持是对网络运行阶段的维护和管理的强有力的 保证。综合以上几点,在各方面都占据优势的，当属美国著名的网络公司一一思科公司(Cisco Systems): 思科公司近年来在全球的业绩有目共睹，它在网络市场上占据绝对优势份额,为 IrIternet提供了链路中80%的路由设备，它的发展代表着Internet的流行趋势，极大地 影响和改变着我们的生活,其分支

7、机构遍布世界75个国家和地区，营业额持续37个季度高 速增长，在全球信息技术公司百强中名列第5位； 思科公司的产品具有高性能、高可靠性、高度灵活性和很好的可扩充能力，技术先进可 靠，充分满足了用户对网络的实际需求，很多由思科开创的技术业已成为网络界通行的标 准； 思科公司在中国同样具有广阔的市场，在北京、上海、广州、成都等各大城市都设立了 分支机构，并拥有完善的、遍布全国的分销和服务体系，在ChinaNet、CERnet等国内 Internet服务机构及金融、保险、电信、科研等各行各业都大显身手；“教育为本”是思科公司的一贯宗旨，思科本身就非常重视发展网络技术的教育一一它 推出全球闻名的Cis

8、co职业生涯认证体系,使网络技术人员能够通过其培训合作伙伴的课 程、光盘及书籍印刷品、WwW及新推出的E-Learning （网上电子教学）等多条途径获取网 络知识从而取得认证；此外，思科公司还在包括中国在内的多个国家与大中学校合作,开设 专门的网络学院，从学生开始培养网络专业人才；正因对教育的重视，思科公司在为中国 的教育体系提供网络服务时尤为尽心尽力，现已为全国各地多所高校、中小学及各类专科 学校成功建成了不同规模的校园网，并赢得良好的口碑.客户群包括：综合类:北京大学，清华大学，北京理工大学,北京邮电大学，北京工业大学，复旦大学；师范类:北京师范大学,忻州师专,首都师范大学；军事类：国防

9、大学，国防科技大学，空军指挥学院，后勤指挥学院；中学：陈经伦中学，天津耀华中学，二十五中学,徐州五中；其它：中央党校，民航学院等。由市场分析和前人的经验表明，选择思科公司的产品和技术能够充分满足校园网络建设的 需求，为学校的电子教学和管理现代化赢得最大的成功。一、中小学校园网应用分析中小学校园网系统大都属于小型园区局域网系统，建成目的是为促进教学、方便管理和进 一步发挥学生的创造力。一个基本的校园网具有以下的特点： 高速的局域网连接一一中小学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，由于参与网络应用的师生数量众多，而且信息中包含大量多媒体 信息，故大容量、高速率

10、的数据传输是网络的一项重要要求； 信息结构复杂一一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； 安全可靠一一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，易于管理一一校园网面向不同知识层次的教师、学生和办化人员，应用和管 理应简便易行，界面友好,不宜太过专业化； 经济实用一一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，具备很高的性能价格比.针对上述特点

11、，并结合目前网络技术发展趋势,网络专家一致认为局域网中的以太网技术和 其相关产品是校园网组成的关键。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、IOOM和IOOOMbps,能够满足不同级别 应用需求。主流产品确定后，一些条件较好的学校在财力允许的情况下，还可以添置额外的设备来实 现远程连接、安全、设备备份等更多功能。根据引言中提到的校园网功能，可将校园网应用分为以下几大类：1、电子教学电子教学是搭建校园网的首要目标,这部分应用复杂多样，且有很大一部分多媒体数据的传 递,因此对网络性能和传输质量有较高的要求，可以用高速以太网连接来实现。电子

12、教学的 具体形式有： 多媒体教学在教室中教师拥有计算机和多媒体演示设备,如投影仪等.教师将多媒体教学的图形、视 频、音频等信息通过演示设备反映到投影屏上,把许多枯燥、难以理解的内容生动地表现出 来，从而大大改善学习效果。 多媒体教室多媒体教室中应保证学生人手一台计算机，教师则拥有计算机和多媒体演示设备,如投影仪 等,教室内各计算机通过网络互联。这样多媒体教学的图形、视频、音频等信息不仅要通过 演示设备反映到投影屏上，还应能通过网络和特定软件系统向各PC传递出去，发送到每个 学生面前；同样通过网络，学生还能对所学内容作出反映回馈教师，实现交互式教学，而 不仅是被动地接收。这样可以极大地激发学生的

13、学习兴趣和创造力,老师也能及时了解学生 对知识的掌握情况，做到因材施教，从而大大改善学习效果。 电子图书馆传统图书馆的资料管理通常是一项很繁琐的工作，图书管理员不仅要随时整理和更新库中 资料，而且每本资料只能由一人借阅.有了电子图书馆以后,所有资料可以以电子文档形式 存入大容量服务器中,通过网络向图书馆内、甚至教室、办公室或宿舍内的客户机开放,这 样师生们可以不受时间、空间限制随时查阅所需资料，同时实现了同一资源的多人共享； 资料包含的内容不仅为文字，还可以是图像、声音等多媒体信息，甚至还能是一段电影， 可谓丰富多彩；当然这样的开放也不是无条件的,每人都有的“电子借书证（网络帐 号），凭此在许

14、可范围内借阅；同时，图书管理工作也由机器来完成，除了提供方便快捷 的检索工具外，还可以跟踪每人的借阅记录，了解各类信息的受关注程度。 内部信息共享内部信息共享是指比多媒体教室和电子图书馆更为灵活的教学应用：它既不局限于单一的 教室，但也不一定面向全校，而是可以在或大或小的范围内进行.例如教师可以把作业、试 题库或一些辅导材料留在特定的计算机中由本班学生下载，教师之间也可以通过网络相互 交流经验，共同设计最佳的教学方案内部信息共享的程度取决于校园网的覆盖范围和 应用软件的功能。2、职能管理除电子教学外，学校的各项管理工作的现代化也势必要通过网络来实现。相对教学而言,这 部分数据较为简单，以文字、

15、图形为主，因此对网络性能要求不高，却将系统的安全、可 靠、经济等特性列为考察重点。学校的管理工作包括:校长决策、总务管理、教务管理、财 务管理、档案管理、图书管理、体卫管理、校产管理、办公管理等，各学校可根据机构设 置和实际需要作相应取舍。各项管理的结果不仅是将各部分数据作电子存档，更应在全校 范围内真正实现共享，做到准确、及时、方便的信息交流，它-一般可以采用界面友好的浏 览器形式来操作.3、远程教育和互联网的引入远程教育和互联网的引入也可称为通讯服务,它突破了局域网对地域的限制,用路由器来实 现与其它教育机构或ISP （Internet服务提供商）的广域网连接。它要求网络具备更高的安 全性

16、、灵活性、可扩展性，同时还需考虑广域网链路的经济性. 远程教育远程教育既可以是学校内部分支的连接（Intranet）,也可以面向在家的师生，还可以与当 地信息港、中国教育科研网和互联网接口。而互联网的接入将具有更广阔的商业前景。远 程教育建起了一座跨越地域、规模限制的虚拟学校，将教学信息通过网络向更远处传播,对 学校而言引进了更多的事业和机会，对学习者而言也提供了更多的选择. 互联网接入互联网的接入将Internet中的丰富信息传递到学校，扩大了师生的对外交流.它是校园网 建设的必然发展趋势,否则学校缺少了与世界上最大的信息资源库的通道，将成为一座“网 络孤岛”，这对现在以至将来的教学都会产生

17、重大影响，不利于培养与国际接轨的跨世纪合 格人才。二.思科公司校园网解决方案校园网的建设主要是为了教学应用，而多媒体辅助教学和多媒体教室是教学应用的核心， 在网络建设时应考虑多媒体信息的特点，如信息量大，对时间延迟敏感等；在校园网中常 会出现几十个学生执行相同操作的现象，所以要考虑并发信息的控制;学生利用网络做作 业，教师要在家拨号访问学校网络，学籍管理信息在网上传输,所以也要考虑网络的安全 性，防止黑客破坏网络，学生抄袭作业；校园网又是面向不同知识层次的教师、学生和办 公人员的工具，它帮助我们更好地提高教学水平、办公效率和学习兴趣，所以应用和管理 应简便易行，界面友好,不宜太专业化。考虑各个

18、学校的具体情况如性质、规模、财务等， 思科公司提出了多种不同的校园网解决方案以供参考：1、小型校园网解决方案（510万元规模）这是一个相对小型的校园网络，适宜于单一建筑内的网络应用，方案特点如下(黑体部分表 示主要特点，详见后文阐述)：(I)支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；(2)高性能，全交换，满足用户需求；(3)管理简单，浏览器方式无需专门培训；(4)系统安全，保密性高；(5) ISDN连接方式,按需建立连接降低链路费用。实现应用如下：1个多媒体教室：50个多媒体用户；1个电子阅览室：24个多媒体用户；60个校园网普通/多媒体用户；互联网接入，安全的广域网访问.方案拓

19、扑结构如下：由图可看出，网络设备组成为：Catalyst 2924 交换机一台Catalyst 1924/2924 交换机五台Cisco 1700/800 路由器思科公司的CatalySt 2924交换机是这一网络的核心设备，它提供了 24个10/100M自适应 的快速以太网端口，为分支交换机Catalyst 1924和数据量很大的主服务器或网管工作站提 供高速主干连接；1924交换机具有两个IooM快速以太网端口和24个IOM端口，IOOM用于 2924或教师用机的连接，10M则可提供给数据流量较少的学生机和办公机器；图中多媒体 教室用到其中两台1924或2924,可为近五十台学生机提供网络

20、连接,另三台分别分配给电 子图书浏览和办公用。这是一个全交换的网络，相对共享式集线器而言,交换机各端口拥有 独占的带宽，能实现多路并行传输，不易发生冲突，能为多媒体信息提供更好的保障。 考虑到Internet接入是校园网的发展趋势，在每套解决方案中都用到了路由器来引入广域 网的远程连接，这套方案中用到了思科公司的低端路由器CiSCO 1700,它提供了对内的 10/IOOM局域网接口和对外的128K的ISDN或专线连接，通过Internet实现远程教学或教 学演播等应用.ISDN是国内已广泛应用的一种拨号技术，按连接时间计费，费用仅为普通 电话线的2-3倍,但带宽却能达到3-4倍，且传输稳定,

21、连接迅速。在实现基本数据传递的 基础上，用户可以根据自己的需要灵活选用上述网络设备中的某些性能。如：路由器和交 换机的组内广播功能可为多媒体信息的传输提供更高的服务质量；而拥有两个IOOM端口的 1924可与2924之间建立快速以太网通道,在全双工模式下达到40OM的高速级联；此外， 在图中1700/800路由器上带有一个红色砖墙标志，它表示该路由器兼任了防火墙一一思科 公司系列中、低端路由器都可以通过操作系统升级具备防火墙性能，在承担远程连接的同 时实施数据包检验和过滤,防止非法用户侵入到内部局域网中一一对连接到Internet这一 开放网络的用户来说，安全性是网络设计中不容忽视的一项重要因

22、素。这套方案的好处是简便易行，成本很低,并且兼顾了教学、管理和通讯三方面应用。方案中 所用到的产品都属思科公司产品中的低端设备,在实现高性价比的桌面应用的同时又做到易 于配置和管理：2924和1924都属即插即用的设备，如果不添加特殊功能则不需任何配 置，1700/800的设置和管理也十分方便，这样用户使用起来将得心应手，无后顾之忧。2、支持长距离光缆的小型校园网解决方案（715万元规模）这套校园网络与第一套大致相似,但引入了光缆连接,因此除了具备前套方案的所有特点 外，还能扩展局域网覆盖区域，适用于多建筑校园网的应用。方案特点如下：（1）支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学

23、；（2）高性能，全交换，满足用户需求；（3）管理简单，浏览器方式无需专门培训；（4）系统安全，保密性高；（5） ISDN连接方式，按需建立连接降低链路费用；（6）采用光缆支持较长距离，满足不同用户需求。实现应用如下：1个多媒体教室:50个多媒体用户；1个电子阅览室：24个多媒体用户；60个校园网普通/多媒体用户；互联网接入,安全的广域网访问。图中的中央交换机为CataIySt 2924M,用于办公管理和电子浏览的两台分支交换机也改为 Catalyst 1924C,相应的交换机间的级联链路改为了光缆。这样建设成本略为提高，设备 组成变为：Catalyst 2924l 交换机一台（配置2/4端口

24、IOoBaSeFX模块）Catalyst 1924/2924 交换机三台Catalyst 1924C 交换机两台Cisco 1700/800 路由器一台交换机2924M的M表示模块化，这里选择了一个2或4端口 100M光纤模块；1924C的 C表示光纤，它的其中一个IOOM端口由1924的IOOBaSeTX（双绞线）变为IOoBaSeFX （光纤）.交换机间的多模光缆连接距离可达数百米，基本能满足校园内各建筑间连接距离 要求，这样即使教学大楼、办公大楼和图书馆分散在不同位置，依然能够实现高性能的局 域网应用。两台用于多媒体教学的1924/2924交换机与同一大楼内的2924M仍采用双绞线 连接

25、即可。3、融合多媒体应用的中型校园网解决方案（15-30万元规模）对于应用更为复杂，需要更高局域网性能和多样化远程连接的学校，思科公司又推出第三 套建议方案。方案特点：（1）高性能全交换，千兆主干，满足大负荷网络运行需求；（2）虚拟网络方便管理，提高网络安全与性能；（3）支持多媒体应用包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；（4）卓越的IP/TV多媒体应用系统，满足用户点播、广播需求，实现多媒体教学和管理；（5）管理简单，浏览器方式无需专门培训；（6）系统安全,保密性高；（7）带宽优化技术,降低链路费用。实现应用如下: 无用户数限制的IP/TV视频点播、广播系统；2个多媒体教室：IOO个多媒体

26、用户；1个电子阅览室：24个多媒体用户；80个校园网普通/多媒体用户；16个远程用户拨号访问校园网；互联网接入，安全的广域网访问。拓扑结构如下：图中网络设备组成为：Catalyst 3524M 交换机两台Catalyst 1924/2924/3524/3548 交换机六台Cisco 2620路由器一台(配置NM-8AU模块)TP/TV视频软件一套方案中局域网核心由两台CataIySt 3524交换机通过千兆以太网级联组成。Catalyst 3524 交换机具有24个10/10OM端口和两个千兆端口,因此两台3524之间可通过两条千兆连接 建立以太网通道，实现高达4G的主干连接,并且可以选择不同

27、的IOOOM链路类型(IoOoBaseSX、IoOoBaSeLX/LH等)来满足或长或短的距离要求;其10/10OM端口用于分支 交换机和主服务器的连接。二级交换机采用 Catalyst 1924/2924/3524/3548,通过 IOOM 端口与 3524 的 10/IOOM 端口 上联,而剩余的IOoM或IOM端口则可留给多媒体教室的教师用机和学生机，或办公用PC0 通过这样的两级级联，局域网用户扩展到上百名，并且有更多的IOOM端口为数据库、多媒 体教学或网络管理服务器提供高速连接，网络整体容量大大提高.远程连接设备也改进为CiSCo 2620路由器，它本身具有一个10/100M快速以

28、太网端口，这 里还为其选配了一个NM-8AM模块，可同时建立八条115. 2KbPS的电话拨号连接，因此应用 非常灵活：用户可以将一部分拨号链路连通ISP去访问Internet,或通过Internet实现远 程多媒体教学；而将另一部分链路留给在家备课的老师或复习的学生,师生们可以很方便地 利用家中的电话线和调制解调器连到学校的2620路由器上，满足Internet访问、数据查 询及电子浏览等应用.考虑到Internet外部入侵和拨号用户的非法登录等不安全因素， 2620路由器的操作系统也升级到防火墙版本，同时肩负起数据检验和过滤的功能。除了远程连接的功能，Cisco 2620的10/10OM以

29、太网端口也为校园内部局域网实现VLAN 的应用提供了可能：VLAN的划分是在交换机上进行的，利用这项功能可以将整个局域网分 割成相对隔离的几个虚拟网段（即VLAN）来分别对应不同的机构和用途，从而提高VLAN内 数据传递效率以及VLAN之间的安全性；当不同部门（VLAN）之间需要进行数据交换时，就 需要借助路由器的路由功能，这就是VLAN的路由一一VLAN的路由只能在IOOM以上局域网 端口上完成，这是选用CiSCo 2620来实现VLAN应用的原因。如不需要VLAN之间路由，也 可以选择CiSCo 1750路由器。除了一个NM模块以外，2620还空余了两个WlC的广域网插槽,可为以后网络扩充

30、（如增加 DDN、ISDN或帧中继等链路）留用。这套方案的另一关键是引入了思科公司的一套功能强大的视频应用软件一IP/TV,它的主要 性能包括： IP/TV是一套综合性客户机/服务器应用系统，服务器软件用于捕获和存贮TV图像客户 机软件则可以调用和观看图像，此外还有专门的管理软件对图像内容和用户情况实施管理; IP/TV可以实现的应用有两大类：视频广播和点播一一前者由管理员选定播放内容，实 时或定时向指定的客户机发送；后者则由用户自己选择所需的内容,播放到自己所处的客户 机中； IP/TV的图像采用标准的视频文件格式,如MPEG7、AVI、比261等,当服务器容量和线 路质量足够好时,可采用分

31、辨率较高的图像格式,反之则可降低分辨率来减轻服务器和线路 负担； IP/TV支持标准的实时传输和组内广播协议，有利于提高传输质量，实现完全同步的全 屏播放,同时保障数据传递效率,避免带宽浪费； IP/TV具有完善的管理特性,可以对节目实施编排，也可以对观众的情况进行跟踪，查看 哪些观众在观看广播的内容，哪些观众在点播节目，并能够给出分析，以便更好的规划网络 带宽等参数； IP/TV还提供了便于教学应用的疑问管理器和幻灯播放。学生可以通过点击浏览器窗口 中的疑问管理器输入问题，管理器将问题传递到显示器得以立即答复或存档以使日后补 答。幻灯播放使学员在一个窗口中观看教学幻灯的同时看到教员的形象；-

32、IP/TV基于流行的WindoWS NT操作系统和TCP/IP网络协议，硬件平台为PC服务器，便 于实施和掌握，经济可行。由此可见，IP/TV是一套非常适合教学系统的应用解决方案。在拓扑图中主干交换机3524 通过IOOM端口连接了一台IP/TV的主服务器,利用摄像机或卫星天线获取多媒体教学内容 并存贮起来，其它教师和学生用机都可以作为IP/TV的客户机以广播或点播方式接收图像; 此外,远程的电教馆也设有一台IP/TV服务器，可复制主服务器的教学内容，便于当地学生 观看.4、3层交换的大型校园网解决方案(5080万元规模)如果学校经费足够，校园网可以具备多种不同的形式来满足用户的特定需求。思科

33、公司列 举了两种不同的解决方案，下面为其中之一：方案特点：(1)高性能全交换，千兆主干,满足大负荷网络运行需求；(2)虚拟网络方便管理、提高网络安全与性能；(3)高效三层交换,按需划分网络,管理得心应手；(4)支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；(5)卓越的IP/TV多媒体应用系统，满足用户点播、广播需求,实现多媒体教学、管理；(6)管理简单，浏览器方式无需专门培训；(7)强大安全特性,专用防火墙产品支持大数据量访问；(8)带宽优化技术，降低链路费用。实现应用如下：无用户数限制的IP/TV视频点播、广播系统2个多媒体教室：100个多媒体用户1个电子阅览室：24个多媒体用户1

34、20个校园网普通/多媒体用户16个远程用户拨号访问校园网高速互联网接入，安全的广域网访问。拓扑结构如下：图中网络设备组成为：Catalyst 3524/3548 交换机两台Catalyst 2948GL3/4000 交换机一台Catalyst 1924/2924/3524/3548 交换机六台Cisco 2610路由器一台(配置NMTAM模块)IP/TV视频软件一套PTX防火墙一台与前套方案比较，本方案中路由器由10/IOOM以太网端口的2620换为相对便宜的IOM以太 网端口的2610或10/100M以太网端口的1750,这是因为校园局域网中采用了支持3层交 换的2948GL3/或4000交

35、换机。添加的设备主要有两台：Catalyst 2948G-L3和PIX防火 墙.Catalyst2948GL3具有48个10/10OM快速以太网和2个千兆以太网端口，它与两台 Catalyst 3524 一起共同构筑了一个更为强健的网络主干；更关键的是，新推出的2948GL3 交换机具备第三层交换的特性,它既保留了传统的第二层交换在各端口间传递数据时的高线 速，又集成了原来在第三层路由中才有的完善的控制功能如审计、广播隔离等.在前套方案 中,VLAN的划分是在交换机上进行的，但当不同部门(VLAN)之间需要进行数据交换时，就 需要借助路由器的路由功能,而现在在同一台设备中同时支持二层、三层功能

36、,进行广播隔 离、全线速网络互联，从而大大提高了校园网的性能。如采用CataIySt 4000系列三层交 换机也可以以4000作为核心,直接与各教学楼、图书馆相连.加在远程访问路由器2610/1750后的PIX防火墙是思科公司著名的软硬件结合的专用安全 设备，也是本方案的亮点之一，它体现出用户对网络安全的极度关注.所有流经PlX的数据 都必须接受严格而全面的检验，检验内容包括数据的源和目标地址、TCP随机序列号、TCP 端口号和附加标志等，只有满足特定条件的数据才能穿过这道防火墙；相对集成在路由器 上的防火墙和软件防火墙而言，Pix使用自己专有的软件系统，不需借助于外部操作平台， 内核技术不公

37、开,因此能更有效地阻止网络黑客的攻击；而配套的硬件组成使其数据处理效 率更高；此外，PIX还支持网络地址翻译的功能，能够实现内部IP到合法IP的转换,方便 更多的用户利用有限地IP地址资源作Internet访问。5、千兆主干，百兆交换到桌面的大型校园网解决方案(5080万元规模)前套方案强调的是第三层交换和网络安全,本套投资大致相当的方案则重在数据的高速传 输。方案特点：(1)高性能全交换，千兆骨干、百兆交换到桌面；(2)虚拟网络方便管理、提高网络安全与性能；(3)支持多媒体应用包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；(4)卓越的IP/TV多媒体应用系统，满足用户点播、广播需求,实现多媒体教学

38、、管理；管理简单，浏览器方式无需专门培训；(6)系统安全，保密性高；(7)高速缓存提高广域网速度,降低网络费用；实现应用如下：无用户数限制的IP/TV视频点播、广播系统2个多媒体教室：100个多媒体用户1个电子阅览室：24个多媒体用户90个校园网普通/多媒体用户16个远程用户拨号访问校园网高速互联网接入,安全的广域网访问拓扑结构如下：图中网络设备组成为：Catalyst 3508G/4000 交换机一台Catalyst 3524/3548 交换机七台Cisco 3640路由器一台Cache Engine高速缓存台IP/TV视频软件一套可以看出，这一方案的最大特点是没有了纯IOM 口交换机，而用

39、到了七台3524/3548交换 机连接到桌面，网络核心设备相应更换为3508G或4000,它的以太网端口全为千兆，与七 台3524/3548的千兆上联口连成了一个强有力的网络主干；3524的24个10/10OM端口为 所有教学和办公用PC提供连接，这些端口自适应的特性使PC网卡不论是旧有的IOM还是 新配备的IOOM都能应用自如I,便于网络的逐步升级。千兆主干、IOOM到桌面的连接方式 能将多媒体教学的优越性发挥得淋漓尽致,即使有更多用户要加入到视频点播的应用，网络 带宽也不致成为瓶颈.远程访问的路由器也由原来的2600系列换为了 Cisco 3640, 3640共有四个接口插槽，可选 配更多

40、的拨号端口或将插槽空余留作以后网络扩充用；3640的局域网接口也为模块形式， 用户可根据远程访问的数据量大小选择IOM或10/10OM端口；与2600系列相比,除了可选 网络接口的数量和类型增加，3640还具有更高的数据处理能力，使广域网的容量能随局域 网的改进作相应提高。CacheEngine又称高速缓存,是思科公司用于改善Internet和Intranet访问性能的一项产 品，从名称可以看出，它实际上是一个大容量存储设备，专门用来存储用户曾经访问过的 Web页面，这样当其他用户要访问同一页面时,就不需要再到WW服务器上去寻找,而直接 从高速缓存中调用；这样即节省了链路带宽，也减轻了 WwW

41、服务器的负担，同时大大提高 访问效率，对线路带宽宝贵的远程Web访问尤为适合.在本方案中，当校园内用户需要频繁 访问远端电教馆以Web形式存放的图像时，CacheEngine将大显身手。以上五个方案是思科公司结合中小学校典型应用推出的建议方案，它们的整体特点为：1.高速一 一全交换，千兆骨干，10/100兆交换到桌面；2。化繁就简一一多媒体教学、办公管理、远程通信一网实现；3 .可靠一一全冗余,热备份，快速恢复4 .安全一一从集成路由器防火墙到专用PIX防火墙，提供端到端的保障;5。使用简便一一基于浏览器和一些网络管理工具的图形化配置，管理；6.经济实用一一高性价比产品，支持系统平滑升级，可满

42、足1001000用户的需求。各学校可参考上述方案并结合自身的实际情况作相应的修改或重新设计。三、成功案例分析思科公司在中小学校园网建设中已经拥有许多成功的实际案例，这里将援引其中之二：1、陈经伦中学校园网方案需求分析： 同时提供电子教学、网络化管理、Internet访问和个人拨号用户接入； 软件应用系统包括校长办公系统、教务管理系统、财务管理系统、档案管理系统、多媒 体教学系统、电子备课系统、电子阅览系统、成绩统计分析、题库及测试系统、图书管理 系统、校长评估系统等，同时为网络上的每个客户提供EMAlL、怖W浏览、文件传输FTP、 新闻组NEWS、公告板BBS、终端仿真TELNET; 需要联网

43、的建筑物共十座:3座教学楼、2座办公楼、1座综合楼、1座游泳馆、1座图书 馆楼和2座宿舍楼；,对网络安全性有一定要求；拓扑设计：考虑到与Internet的连接和远程拨号访问的产品优势、领先的千兆以太网技术和较好的性 能价格比，客户选择了思科公司的网络产品来建设陈经伦中学校园网。网络拓扑结构如下：应用分析：校园网是由性价比最高的快速以太网和性能最卓越的千兆以太网混合组成的，采用星型拓 扑，以CiSCo 3548和CiSCO 3508通过千兆口级联作为校园主干中心交换机，部门级（各 建筑物）交换机采用CiSCo 3524,主要通过IOOoBASESX与中心交换机连接，各楼层局域 交换机采用CiSe

44、O 3524,局域网交换机与部门交换机之间通过IoOOBaseTX连接.从中心 交换机到各教学楼、图书馆楼、游泳馆楼交换机是千兆以太网主干，到其它各楼交换机是 IoOM以太网主干；具体而言，Cisco 3548与CiSCo 3508两台交换机的千兆口级联后，共 同提供八条千兆主干、一条百兆主干,再到各信息端为10/10OM自适应端口。这种按带宽需 求建设网络的构建方式既节省经费,又能充分发挥设备优势，取得最优的整体性能价格比. 如图所示，学校将建立Internet站点，通过路由器连入互联网;此外还设立了 Internet服 务中心为远程用户和移动用户提供拨号上网服务，该中心位于学校网控中心内.

45、连接 Internet的路由器和服务中心的拨号服务器可以用一台CiSCO 2610路由器实现,选配一块 具备1个WAN串口的接口卡，带宽最高可达2M,通过DDN专线连接到InteImet;再选配一 块NM-16AM模块，可提供16 口拨号连接。为实现多媒体教学，陈经伦中学选装了思科公司的IP/TV软件,为各大楼的学生提供视频广 播6和点播服务。考虑到网络设备较多，结构较为复杂，学校还打算在二期工程中加装思科的网管系统 Cisco WOrkSWindOWS来对所有网络设备实施管理。由于整套系统均用到思科网络产品， 那么采用同一厂商的网管能够对设备进行更为详尽细致的管理，它拥有思科全套产品的数 据

46、库，能够调出各种产品的直观视图，深入到每个物理端口去查询状态信息；并且基于流 行的WindOWS操作平台，界面友好，易于操作。在安全方面,学校采用了代理防火墙来检验外部进入的数据；此外,学校内部关键服务项目 服务器也设立了完善的用户权限记录和多重口令验证系统，能够实施多重防范.2、徐州五中校园网方案需求分析： 校园网将覆盖全校的教学、生活区，主要用作教学； 网络中传递的数据有普通文字和多媒体数据两大类，应用包括多媒体教学、视频点播 等； 以实验楼网络中心为核心,连接教学楼、办公楼、行政楼、图书馆等网络分中心； 网络应具备高速、开放、安全、易于管理等特点。拓扑设计：考虑到思科网络技术有限公司作为

47、网络业界领先厂商，产品在路由和交换等领域具备先进 技术和独特优势，能够将上述网络需求完美地实现,因此网络设备选用了思科的产品。网络拓扑结构如下：应用分析：网络可为三级结构，主干采用百兆交换式以太网；第一级是网管中心，设在实验楼,核心交 换机采用思科CataIySt 2924交换机，第二级包括几个主干节点，从网管中心连接到校区 主干节点，采用CataIySt 2924交换机,从网管中心到各主干节点全部实现百兆互联;第三 级是各主干节点到主要建筑物楼内的局域网和单机用户，以及楼层间的集线器，通过各楼内 的三级交换机CataIySt 1912 （12个IOM和2个IOoM以太网端口）或原有集线器设备

48、，以 IOM速度到桌面,末级节点数共约100个.所有楼层配线间可根据本楼层信息交换流量的大小,选择采用Catalyst 1912或集线器作为 楼层的交换机，其中中心服务器、办公区服务器和部分执行关键任务的客户机还可以以 IOOM方式与网络相连,形成一个信息点全交换的网络结构。学校的多媒体教学用到了思科公司的IP/TV网络视频系统，主要应用包括：课件制作、点 播教学、广播教学、电子阅览、以及远程教学等。四、校园网建设常见问题解答1、校园网的电子教学和办公管理应用一般采用什么网络协议？答：TCP/IPo TCP/IP是目前应用最为广泛的协议，以TCP/IP格式打包的数据能在多种物 理介质和底层链路

49、上传递，国际互联网Internet就是采用该协议在全球实现数据通讯，许 多成熟的应用软件都建立在TCP/IP基础上；中小学校园网要与世界接轨，需要与 Internel建立连接，采用TCP/IP最为适宜。2、如何实现远程网络的接入？答:远程网络的接入可通过路由器来完成.路由器的主要作用便是实现广域网的连接，可达 到很远的距离，适于在超过数公里长度两个局域网之间作数据通讯.它将本地的网络数据通 过电信局提供的各种不同介质的长距离链路传递到对端路由器，再转发到对端的局域网 中；多个路由器通过广域网互连构成网间网，在这样的网络中路由器通过路由计算选择数 据传递的路径。3、如何使在家办公、学习的教师和学

50、生可以接入互联网和校园网？答：需要用到远程访问服务器。远程访问服务器又称RAS（RenIoteACCeSS Server）,也用 于远程数据传输，但更侧重于为许多个人用户提供连接服务,一般采用方便连接的拨号线路 （如ISDN、PSTN）；因此远程访问服务器应具有多个拨号连接端口，所连的对方也不一定 是路由器，而更可能是用户的PC；当网络需要为在家办公或移动办公的个人提供接入服务 时，就要用到远程访问服务器.4、网络安全在校园网建设中有什么意义？如何来实现？答：每个学校在建设校园网时都需要实施一定的安全防范，以阻止非法用户肆意窃取和修改 网络中的关键数据（如教师工资、学生成绩、考题内容等）；尤其

51、在校园网接入互联网的情 况下，更应提高网络安全，严密防范来自外部网络的更多的、技术更高超的入侵.实现网络安全的手段很多,如：Windovs用户登录、拨号用户登录,防火墙等。其中防火墙 的使用在校园接入互联网的情况下尤为必要。它是用在内部和外部网络之间的一道安全屏 障,外部数据进入内部网络时都需要接受防火墙的检验，检验对象通常是数据包包头所包含 的信息（如地址、端口号、协议类型等），只有符合特定条件的数据才允许进入内部网络， 否则只能被过滤掉，由此保障内部网络的安全性；防火墙的形式有很多:如集成在路由器中 的防火墙功能，软件防火墙，或软硬件结合的专用防火墙如PIX.5、没有路由器时能否实现远程连

52、接服务?与采用路由器有什么区别？ 答:没有路由器时可以用代理服务器实现远程连接服务。它一般是指一台安装了代理服务器 软件的PC服务器，通过普通电话或ISDN拨号建立远程连接，内部网络用户可以通过它访问 外部网络，内、外双向的数据传递都需要经过代理服务器实行协议转换和一定的安全检验 才能完成.相对路由器而言，代理服务器的功能局限得多：从数据转发效率、广域网连接方式、对各 种路由协议和多网段连接的支持上都无法与路由器相比。但对于小规模网络用户而言，也 不失为一种经济、简便的选择。6、校园网的多媒体应用有什么理想的解决方案？答：IP/TV称得上校园网多媒体应用的理想解决方案.它是思科系统公司针对多媒

53、体网络应 用推出的一套视频处理和传输软件，由服务器软件、客户机软件和管理软件三部分组成，可 以采用服务器端实时、定时广播或客户端点播等方式灵活地发送图像，具有较好的清晰度 和较高的分辨率；软件采用WindowS NT工作平台和TCP/IP标准网络协议，便于掌握，经 济可行，是一套非常适用于校园电子教学的应用方案.7、中、小学校园网常用的局域网结构是什么？答：校园网最常采用以太网(Ethernet)来架构局域网。因为以太网经济易行，便于管 理，是目前应用最广泛的局域网结构；也正因如此，以太网技术发展迅速，除传统的IOM 以太网外，快速以太网(Fast Ethernet, 10OM)和千兆以太网(

54、Gigabit Ethernet, 1000M)也已作为成熟的技术得到普遍使用，并且相互具备良好的兼容性.用户可根据实际 需求选择其中高速链路作为主干,低速链路作为分支，灵活应用，也便于日后升级。其它的 局域网结构如Token Ring(令牌环网)、FDDI (光纤分布式数据接口)或ATM (异步传输模 式)相对以太网具有兼容性差、价格昂贵或技术复杂等缺陷。8、如何实施中、小学校园网络的管理？答：中、小学校园网络结构相对大型网络简单，对网络管理的要求则重于成本经济，方便易 用、无需值守，同时又能实现完善的管理功能.思科公司针对中、小型企业开发的网络软 件：ConfigMaker CVSM (C

55、iscon Visual Switch Manager)和 CiSCO Works WindOwS 是非 常适合是中、小学网络应用的工具.ConfigMaker针对用户网络拓朴结构自动下载其中各设 备的配置参数;CVSM主要通过产品视图对局域网交换机实施直观的配置和监控；Cisco Works WindOWS则可对HUB、交换机或路由器等多种网络产品构造的网络实现更为全面的管 理,包括：配置管理、视图管理、网络状态诊断等，并在对产品的支持方面具良好的升级 性。9.对于多建筑物、跨距较远的校园，能否实现局域网连接？答：对远距校园网可以采用光纤实现网连接。光纤是数据信号传递的物理介质之一，它的 优

56、点是抗干扰性好，传输稳定；千兆以太网大多采用光纤链路，百兆以太网在传输距离较 远时(如交换机间超过百米距离)也需要使用光纤连接,最远可至数公里。思科公司的千兆 以太网交换机可选配不同的光纤收发器模块(IOOoBaSe SX. IOOOBase LX/LH等)，百兆 交换机也有支持光纤的系列，如1924C、2924C等,便于用户选择。IOo Internet和Intranet的概念各是什么？答：Internel代表众所周知的国际互联网，从广义上说，它表示任何开放的公共网络， IrItranel则表示企业（校园）内部网络，该网络主要为用户自己的特定应用服务，具有一 定的私密性；为和外部世界通讯，I

57、ntranet常常需要接入到Irlternel中，这时最主要的 考虑便是做好安全隔离，防止外部非法用户入侵内部网络，通常要用到防火墙、用户身份 认证等安全措施。Ilo采用交换机和HUB连接局域网有什么区别？答:HuB是共享设备,所连的网络节点共用网络资源（如：以太网总线带宽），任意时刻只 有一个用户能够使用该资源传递数据，当多点同时发送数据时就会发生碰撞冲突，导致传 输失败和重新传递，因此工作效率很低；而交换机为交换设备，各接点拥用独占的带宽，中 以实现并行数据传输，使工作效率和总传输数据最大大提高。尽管mB的价格要低于交换 机，但由上述性能比较决定了交换代替共享是网络发展的必然趋势。12 .

58、 DNS服务器和WW服务器在校园网中起什么作用？答：DNS 即域名服务（Domain Name Service） , WWW 即 WEB 浏览服务（World Wide Web）, 都属Internet常见的标准应用.DNS服务器提供域名翻译功能，将Internet中服务器的名 称（域名）和它的IP地址作一一对应，并实现相互转换,使用户得以以直观的域名来代替 难于记忆的地址;WW服务器为用户提供超文本格式的信息浏览服务，企业可通过它将自身 的信息广告出去，接入Internet的企业或学校通常都拥有自己的DNS、WWW甚至更多其它 应用服务器（如SMTP邮件服务器、FTP文件传输服务器等）来实现

59、内部用户服务、对外宣 传、电子商务等.13 .网络文章中常见的ISP和ICP各代表什么含义？答:ISP 即 Internet 服务提供商（Internet Service Provider）, ICP 即 Internet 内容提 供商（Internet Conternt PrOVider）,它们都是以盈利为目的，为Internet应用提供服 务的商业组织。前者重在底层接入服务，用户网络能通过ISP的网络与Internet建立连 接，实现数据交流；后者则重在高层信息服务，以WWW（Web浏览）、FTP （文件传输）、 TELNET （远端登录）等方式为用户提供所需的信息资源，并收取费用.Mo学

60、校的许多不同部门如何在校园局域网中实现适当的数据隔离？答:不同部门的不同应用可以通过VLAN实现隔离。VLAN即虚拟局域网（Virtual LAN）, 它是通过用户的逻辑设定将原来物理上互连的一个局域网络划分成多个虚拟网段。划分后 同一虚网内数据可自由通讯，而不同虚网间的数据交流则需要通过路由来完成。划分VLAN相当于将原来的交换机分割为多个交换机，它可以隔离网络流量,尤其是隔离广 播信息，有利于提高网络运行效率;同时也提高安全性，有效防止其它VLAN数据入侵；此 外，VLAN的使用也增加了网络的灵活性，使用户可以不受所连交换机的限制，不论用户节 点移动到局域网中哪一台交换机上，只要仍属于原来

61、的虚网，则应用环境没有任何改变.VLAN的应用需要由交换机支持（由工作原理决定HUB不能划分VLAN）,思科公司交换机产 品从 CataIyStl900、2900、3500 直到高端的 CatalySt5000、6000 系列都可支持 VLAN 技 术。15。什么是第三层交换？它有什么好处？答：传统的交换机工作在网络七层模型的第二层（数据链路层），只能识别该层以下的。信 息所谓第三层交换,是指网络设备可以差别第三层（网络层）信息，并以此为依据实现快速 的数据交换.第三层交换可以实现原来由路由器才能完成的网络层功能，如：路由、安全、加密、统计 等,而数据处理的处迟却又远远低于路由器，能达到第二层

62、交换机才有的高效率，因此可以 说是第三层路由和第二层交换优势的综合。思科公司的高端路由器和交换机产品都支持第 三层交换，通过设备内部专用的硬件结构来达到快速交换和深层处理的目的。16.有这么多用户在同时作不同应用,其中还包含许多多媒体信息，究竟需要多少带宽，我 们所选择的局域网和广域网带够用吗？答：多媒体数据通过网络传递所占用的带宽值与数据精度有关。关于精度问题大家在日常 生活中一定已深有体会,例如：DVD显示的图像效果与VCD的效果就有所不同.根据多媒体 信息的编码格式不同，编码精度（如图像分辨率）越高，则同一帧图像所占用的字节数越 大,传输时占用的网络带宽也相应增中；当然,图像中包含的信息

63、量也是影响带宽的重要因 素.下列图表显示了不同多媒体应用及不同的图像、语音编码对带宽的大致需求：表1不同图像编码格式对带宽的需求带宽(kbps)Vxtreme56128Ho 261128-512MPEC-4401000Indeo800-1800MPEG-I512-1500MPEG21500-5000表2不同语音编码格式对带宽的需求语音格式带宽(kbps)TrueSpeech 8000 Hz Mono8GSM 8000 Hz Mono17PCM(M-Iaw) 8000 Hz Mono66MPEG Layer II (MPland MP2)3238416-bit Linear 11, 025 Hz

64、 Mono182MP3 8000 Ilz Mono8MP3 22050 Hz Stereo56由图表可以看出，高质量的DVD效果的MPEG-2图像所占带宽为1. 55M,普通视频应用 MPEG1只需50OK1。5M带宽;语音占用的带宽更少。校园局域网的最小线路带宽屡 10M,是足够支持各项应用的;至于广域网，尽管带宽相对局域网有限,思科公司的IP/TV软 件可根据用户的广域链路带宽，选择不同编码格式，支持从56KbPS至6Mbps,可以满足学 校从远程教学到高清晰度实验的各种需要。17校园网建设中需要考虑哪些因素？答：针对校园网络的特点，在决策过程中需要着重考虑以下因素： LAN产品和功能选择校园网的重点应用在校园内的局域网，因此首先必须充分满足这部分网络应用；对局域网 的主要要求为传输的高效率,为此用户需要作深入、详实的