區(qū)域教育城域網(wǎng)建設(shè)的新突破

易立鐵

摘 要：自“校校通”工程全面實(shí)施以來，各地掀起了教育城域網(wǎng)建設(shè)熱潮，本文以區(qū)域①教育城域網(wǎng)的建設(shè)為例，闡述了教育城域網(wǎng)的功能定位和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，提出了一種區(qū)域教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)新構(gòu)架。

關(guān)鍵詞：教育城域網(wǎng)；功能定位；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

中圖分類號(hào)：TP393.07文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-8454（2008）24-0079-03

近幾年，隨著教育改革和教育信息化的深入，區(qū)域教育城域網(wǎng)的建設(shè)熱潮逐步開始由東部地區(qū)向西部地區(qū)擴(kuò)展。西部地區(qū)在建設(shè)區(qū)域教育城域網(wǎng)的過程中，是照搬東部地區(qū)的建設(shè)方案呢，還是根據(jù)本地區(qū)的具體情況有自己的思考和創(chuàng)新，是我們必須高度重視的問題。本文以一個(gè)區(qū)域教育城域網(wǎng)的建設(shè)為例，對(duì)教育城域網(wǎng)的功能定位和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進(jìn)行研究，提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架方式。

一、區(qū)域教育城域網(wǎng)的含義

區(qū)域教育城域網(wǎng)是通過寬帶骨干網(wǎng)連接教育局內(nèi)部網(wǎng)和校園網(wǎng)的城市內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，它以寬帶數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)為依托，以教育軟件和資源為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教育和管理為目的，為區(qū)域教育提供全方位應(yīng)用服務(wù)的信息化環(huán)境，它是整體推進(jìn)區(qū)域性教育現(xiàn)代化的最佳途徑。

二、區(qū)域教育城域網(wǎng)功能定位

一般來講區(qū)域教育城域網(wǎng)的建設(shè)主要著眼于：有利于提高教育管理水平；有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域性教育資源的共享，有利于建設(shè)區(qū)域性教育資源庫；使遠(yuǎn)程教育的可行性大大增加，為師資提供豐富的網(wǎng)上培訓(xùn)，提供社區(qū)教育服務(wù)等幾個(gè)方面。

1.促進(jìn)教育管理水平的提高

從教育局層面來看，金牛教育專網(wǎng)建成后，全區(qū)所有單位（含涉農(nóng)地區(qū)學(xué)校）都能寬帶接入教育專網(wǎng)，教育局與學(xué)校間的信息傳遞將更加暢通，便于教育局辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的推廣使用；從學(xué)校層面看，各單位可以利用教育專網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)自己的教育管理系統(tǒng)，提高單位內(nèi)部的管理水平。

2.節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件投入

（1）教育城域網(wǎng)建成后，各教育單位局域網(wǎng)可以從根本上改變以往校園網(wǎng)建設(shè)思路。以往各學(xué)校需要投入大量資金建設(shè)自己的校園網(wǎng)（一個(gè)校園網(wǎng)少則七八十萬，多則兩三百萬），如今，小規(guī)模的學(xué)?？梢圆辉O(shè)服務(wù)器，統(tǒng)一使用信息中心提供的服務(wù)建設(shè)自己的網(wǎng)站和應(yīng)用平臺(tái)。這樣可節(jié)省大量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，校園網(wǎng)的建設(shè)投資也將大大地降低。今年的校園網(wǎng)建設(shè)就是采用的這種思路（8所學(xué)校的校園網(wǎng)工程花費(fèi)不到50萬）。（2）各學(xué)?？梢圆辉僦貜?fù)購置各種應(yīng)用軟件，一些通用性軟件可以由全區(qū)統(tǒng)一購置，供所有學(xué)校使用。（3）節(jié)省信息費(fèi)。金牛教育城域網(wǎng)絡(luò)建成后，使教育系統(tǒng)具有了相對(duì)獨(dú)立的體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)內(nèi)信息的流動(dòng)經(jīng)過電信提供的專用光纖通道傳送，教育城域網(wǎng)進(jìn)出Internet的信息由信息中心提供出口帶寬，各單位可以不再支付上網(wǎng)費(fèi)用，而由教育局向電信統(tǒng)一支付，減輕了學(xué)校的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.解決各學(xué)校Internet國際出口問題，凈化互聯(lián)網(wǎng)信息

通過對(duì)信息的過濾和凈化，使中小學(xué)校在使用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，避免瀏覽到不健康的內(nèi)容。

4.為教育資源共享和資源的統(tǒng)一管理提供可能

教育城域網(wǎng)的建成，使學(xué)校需求的大數(shù)據(jù)量的音頻、視頻、圖文等多媒體信息，在網(wǎng)內(nèi)傳輸成為可能，因此，金牛教育城域網(wǎng)建成后，將按照共建、共享的原則在此平臺(tái)上搭建金牛教育資源庫，供全區(qū)教師使用，同時(shí)也為學(xué)生家庭、社會(huì)提供教育信息。

5.促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師培訓(xùn)方式的轉(zhuǎn)變

利用教育城域網(wǎng)的帶寬優(yōu)勢，可以在專網(wǎng)上搭載各種語音和視頻服務(wù)，如提供視頻點(diǎn)播、視頻服務(wù)，為開展網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)提供了可能。

6.有利于促進(jìn)區(qū)域內(nèi)教育均衡發(fā)展

區(qū)域教育城域網(wǎng)建成后，所有學(xué)校都能利用電信光纖線路高速接入互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)校師生將能利用城域網(wǎng)平臺(tái)獲取豐富的資源，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教研，參加遠(yuǎn)程培訓(xùn)等活動(dòng)，這將有力地促進(jìn)學(xué)校管理水平的提高和師資隊(duì)伍建設(shè)，整體提高學(xué)校辦學(xué)水平，促進(jìn)教育均衡發(fā)展。

三、創(chuàng)新金牛教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

1.網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)計(jì)的新構(gòu)思

為了做好金牛教育城域網(wǎng)的建設(shè)方案，我們學(xué)習(xí)了大量的區(qū)域教育城域網(wǎng)建設(shè)案例，聽取了建設(shè)單位的建設(shè)意見，通過分析這些方案，我們發(fā)現(xiàn)常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式如圖 1所示。

分析以上設(shè)計(jì)，不難發(fā)現(xiàn)，其突出的問題在于：區(qū)域內(nèi)所有單位訪問信息中心資源、公網(wǎng)資源的數(shù)據(jù)全部都從信息中心連接VPN的100M線路傳輸，這個(gè)地方極容易造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸，造成網(wǎng)絡(luò)擁堵。

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化，我們對(duì)區(qū)域內(nèi)教育城域網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行了認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域教育城域網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量主要由三部分組成，一是各單位訪問公網(wǎng)資源的流量，二是各單位訪問信息中心的流量，三是各單位之間、公網(wǎng)訪問城域網(wǎng)內(nèi)部各學(xué)校的流量。為了實(shí)現(xiàn)以上三種流量的科學(xué)分流，不至于造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸，確保系統(tǒng)內(nèi)各單位內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)的訪問帶寬，我們先后與建設(shè)方多次研究，并征求了相關(guān)專家的意見，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了金牛教育城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，其拓?fù)鋱D如圖2。

觀察圖2不難發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式比較，其出口設(shè)計(jì)采取了新方式，即：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)出口直接放在了電信端（電信機(jī)房）。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：把區(qū)域內(nèi)各學(xué)校訪問信息中心資源的數(shù)據(jù)和各單位訪問公網(wǎng)資源的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分流，使得訪問公網(wǎng)的數(shù)據(jù)不再需要經(jīng)過信息中心；同理，對(duì)公網(wǎng)訪問信息中心及內(nèi)網(wǎng)各學(xué)校的數(shù)據(jù)也進(jìn)行了分流。這樣就極大地減輕了信息中心接入VPN網(wǎng)絡(luò)的100M線路的帶寬壓力。

2.金牛教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理新舉措

區(qū)域教育城域網(wǎng)的建設(shè)和管理維護(hù)是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，為確保網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行，需要一支專業(yè)維護(hù)隊(duì)伍。從目前各區(qū)縣教育部門來看，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)的是電教館、信息中心、培訓(xùn)中心等，在教育城域網(wǎng)建成后，它們同時(shí)還要承擔(dān)裝備配備、網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)和應(yīng)用推廣任務(wù)，普遍感到力不從心。然而，專業(yè)技術(shù)人才的缺乏，使得各學(xué)校得不到及時(shí)有效的指導(dǎo)，從而影響區(qū)域教育信息化建設(shè)和應(yīng)用推進(jìn)。

為此，我區(qū)將金牛教育城域網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)工作整體外包給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商（成都電信），由服務(wù)商提供專業(yè)的維護(hù)方案，監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)故障的處理時(shí)限，從而確保城域網(wǎng)的高效運(yùn)行。而電教部門則只負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)信息的發(fā)布和管理，可以把更多的精力投放到信息化應(yīng)用項(xiàng)目的推進(jìn)上，使得學(xué)校的各項(xiàng)需求能夠得到更好的滿足。

3.遵循分級(jí)管理原則

金牛教育城域網(wǎng)采用分級(jí)管理原則，教育局在成立金牛教育信息中心后，統(tǒng)一負(fù)責(zé)金牛教育城域網(wǎng)的日常管理、技術(shù)指導(dǎo)工作；各單位校園網(wǎng)的管理由各單位具體負(fù)責(zé)，并安排一名專兼職信息技術(shù)管理員負(fù)責(zé)。金牛教育城域網(wǎng)內(nèi)部采用混合的地址結(jié)構(gòu)，私有地址通過時(shí)能提供NAT功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、代理服務(wù)器等，合法地址則直接進(jìn)入Internet。（1）信息中心為每個(gè)單位分配2～3個(gè)連續(xù)的二類私網(wǎng)地址，校內(nèi)服務(wù)器采用端口映射方式架設(shè)，外部公網(wǎng)地址由信息中心提供；（2）各單位內(nèi)部一律采用私有地址（由各單位管理員分配），不得與信息中心分配的地址沖突，并由各單位出口路由器提供NAT轉(zhuǎn)換后接入信息中心；（3）所有相關(guān)的IP分配方案要事先規(guī)劃并記入文檔,以便維護(hù)。

4.網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全問題是一個(gè)綜合性問題，它包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和人為因素兩個(gè)方面，金牛教育城域網(wǎng)不僅要提供全區(qū)單位的上網(wǎng)服務(wù)，還要存儲(chǔ)大量的教育教學(xué)資源信息，信息的安全性至關(guān)重要，保證教育城域網(wǎng)核心業(yè)務(wù)不被竊取或不被遭到內(nèi)部破壞，既要依靠提供高安全性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時(shí)還需要依靠切實(shí)可行的管理措施。

為確保網(wǎng)絡(luò)安全，主要依靠如下措施：（1）制定信息安全管理制度——金牛教育城域網(wǎng)信息安全管理制度，使得信息中心和學(xué)校兩個(gè)層面明確各自的信息安全的責(zé)任。（2）信息中心采用VLAN劃分策略，把關(guān)鍵設(shè)備、特殊部門進(jìn)行VLAN劃分，保證其在邏輯結(jié)構(gòu)上獨(dú)立，在具有三層交換功能的交換機(jī)上進(jìn)行路由訪問控制。（3）信息中心采用高端防火墻，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的訪問行為進(jìn)行控制，提供對(duì)中心服務(wù)器群和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)；逐步配置安全審計(jì)設(shè)備，記錄用戶訪問行為，為網(wǎng)絡(luò)安全提供支撐；同時(shí)要求各單位，如果另設(shè)互聯(lián)網(wǎng)出口，必須配備相應(yīng)的安全設(shè)備，確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全。

四、小結(jié)

區(qū)域教育城域網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)大型綜合性的教育信息化工程，其包括了網(wǎng)絡(luò)硬件建設(shè)、教育資源建設(shè)、應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)、制度建設(shè)、教師培訓(xùn)等內(nèi)容，其中網(wǎng)絡(luò)硬件建設(shè)起著基礎(chǔ)保障的作用，構(gòu)建一個(gè)優(yōu)質(zhì)、高效的區(qū)域教育城域網(wǎng)絡(luò)，必將有力地支撐區(qū)域教育信息化應(yīng)用的深入開展。

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