【導讀】湛江市教育城域網技術建議書

　　

【正文】 用提供了一個全新的網絡湛江市教育城域網技術建議書 15 通信環(huán)境，也從根本上加強并促進了群體工作成員之間的信息交流、資源 共享、科學計算及技術合作等，進而推動了教育事業(yè)、科研及生產的發(fā)展。Inter 是一個全球性的開放的信息互連網絡，它是以一系列關鍵支撐技術為核心發(fā)展起來的新興領域，為人們提供了嶄新的網絡計算環(huán)境。 目前，信息化程度已成為衡量一個國家、一個地區(qū)、一個單位綜合實力的重要標志。黨中央和國務院對我國信息化工作非常重視，信息化建設已作為一項重要工作，成立了領導小組，并指出了“統(tǒng)籌規(guī)劃、聯(lián)合建設、統(tǒng)一標準、專項結合”的十六字指導方針。 Inter 不但具有豐富的信息資源，而且為了方便信息的訪問、傳輸和共享，已經研 究并開發(fā)了各種技術，設計與實現(xiàn)了各種信息訪問的工具。為用戶的網絡訪問和信息交流提供了最簡便的方式。 除此之外，越來越多的新技術不斷出現(xiàn)在 Inter 上，如：基于 WWW 的搜索技術、語音通信技術、視頻點播技術、三維動畫技術與 VRML、 Java 技術、網絡安全技術等。 校園網就是以 Inter 技術在學校內部建立起使用方便、價格低廉的信息交換網絡系統(tǒng)，并且能夠方便地與 Inter 交換信息，查詢豐富的網上資源。它主要用來為全校教職員工、學生、 Inter 用戶等提供計算機教學和管理、校園信息、學習指導等服 務。校園網不僅具有 Inter 的所有特點和功能，而且在它的基礎上還發(fā)展了許多新的應用。隨著世界范圍內 Inter 的不斷發(fā)展與 Intra 技術的逐漸成熟，我國的網絡建設也取得了令人矚目的成就。到目前為止，我國已建成了包括中國教育網在內的 4 大計算機主干網，并且都已接入 Inter。其中在 93 年，中科院高能物理所就正式進入INTERNET,94 年中科院、北大、清華聯(lián)成中關村科研網 ,到 95 年初中國教育科研網 (CERNET)的建立 ,及以后的全國各大學校園網的相繼建成 ,這都預示中國計算機網絡的建設進入了 一個蓬勃發(fā)展的階段。計算機網絡 ,作為信息高速公路的載體之一 , 已被或正被各界所重視和接受?！盁o網而不勝”，“計算機就是網絡 ,網絡就是計算機”的觀點 , 正普遍被人們所認識和倡導。有膽識有眼光的計算機應用業(yè)主 , 都不約而同地把業(yè)務建設的重點投入到計算機網絡的建設上湛江市教育城域網技術建議書 16 來。 目前 ,各類學校建立校園網已是大勢所趨 ,也是非常必要和迫切需要的。校園網的建成使用 ,對提高教學和科研質量 ,改善教學和科研條件 ,使教學多出人才 ,出高精尖人才 ,使科研出成果 , 出一流成果 , 有著十分重要而深遠的意義。 項目建設的必要性 ◆、 有明確的 指導思想 在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（ 20202020）》中，明確將“加快教育信息化進程”作為獨立的章節(jié)，并將“教育信息化建設”列為 10 個重大項目之一。 《綱要》明確提出了信息化目標，即 建成人人可享有優(yōu)質教育資源的信息化學習環(huán)境，基本形成學習型社會的信息化支撐服務體系，基本實現(xiàn)所有地區(qū)和各級各類學校寬帶網絡的全面覆蓋，教育管理信息化水平顯著提高，信息技術與教育融合發(fā)展的水平顯著提升 。 ◆、 有明確的建設目標 在 2020 年召開的 全國教育信息化工作電視電話會議上 ，教育部明確提出了“三通兩平臺”的建設目 標， 即寬帶網絡校校通、優(yōu)質資源班班通、網絡學習空間人人通，建設教育資源公共服務平臺、教育管理公共服務平臺。力爭實現(xiàn)四個新突破，即教育信息化基礎設施建設新突破、優(yōu)質數(shù)字教育資源共建共享新突破、信息技術與教育教學深度融合新突破、教育信息化科學發(fā)展機制新突破。 ◆、 有成功的國內外經驗 國內外掀起了一股教育信息化的熱潮，諸如美國發(fā)布的《 NETP》計劃，英國 98%的中學和 100%的小學擁有互動式電子白板，韓國發(fā)布了國家教育信息系統(tǒng)（ NEIS）等，國內也有眾多地市在建設自己的公共服務平臺和資源平臺，中央電教館也發(fā)布了國 家級的公共服務平臺。 2 、 項目建設的可行性 ◆、 技術可行性 本項目將利用 云計算技術搭建資源平臺的基礎設施，用先進的網絡基礎搭湛江市教育城域網技術建議書 17 建教育城域網和無線。所用到的技術都是成熟的，經過市場充分驗證的，組網模型也在國內經過了大量實踐，所以在技術上是可行的； ◆、 應用技術可行性 應用的建設分為兩大部分：一是應用支撐平臺的構建，二是應用系統(tǒng)的構建。從軟件設計角度出發(fā)， 采用 了 成熟的軟件開發(fā)技術，通過運用軟件工程理論、面向對象的方法和軟件過程能力成熟度模型（ CMM），開發(fā)滿足 教育 業(yè)務需要的公共 服務 平臺和基礎應用系統(tǒng)。 保證系統(tǒng)的 模塊性、開放性和標準性（符合電子 城域 標準，產品成熟），所以應用軟件的開發(fā)技術也是可行的。 ◆、 人力資源可行性 本項目建設的承擔單位有一支技術力量雄厚，由經濟管理決策人員、經濟分析人員、計算機軟硬件技術人員、網絡技術人員、系統(tǒng)應用和維護人員組成的專業(yè)技術隊伍，從人才隊伍上保證了項目的可行。 通過以上分析，本次項目在外部環(huán)境、技術、人力資源、基礎條件等方面是完全可行的。 湛江市教育城域網技術建議書 18 二、網 絡 系統(tǒng)需求分析 把網絡建設成為一個高性能、高可靠性、高安全性的網絡，在滿足 湛江市教育城域網 各類業(yè)務要求的同時 ，盡可能的符合當今網絡發(fā)展的潮流，具備相當?shù)南冗M性和可擴充、可升級的能力，滿足后期的擴容需求。采用高性能的核心交換機，提高網絡連接主干的帶寬，充分考慮網絡的可靠性、冗余能力、自愈能力，充分考慮當今網絡系統(tǒng)面臨的病毒、入侵攻擊等不安全因素的影響，充分考慮和其他的網絡互通等多方面的因素，方案設計具有前瞻性，充分考慮將來網絡能夠滿足向更高性能擴展的能力。 為實現(xiàn) 湛江市教育城域網 的 信息化，構建一個支持數(shù)據(jù)、語音、視頻等綜合業(yè)務傳輸、安全、可靠、高速的網絡平臺。本次 湛江市教育城域網 工程的建設目標是： 網絡整體采用 三 層 結構，分別為核心層、 匯聚層、 接入層。 核心層到 匯聚層 帶寬應達到 萬 兆級 ， 匯聚層到接入層 到 萬 兆級 ， 網絡要求實現(xiàn)千兆到桌，網絡設備、防火墻設備 可實現(xiàn)集中統(tǒng)一網管 ，保證全網設備的安全及可靠 。網絡性能應能實現(xiàn)高帶寬、高數(shù)據(jù)分發(fā)速率，即使是視頻業(yè)務、語音業(yè)務、圖像監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳送等業(yè)務全面啟動，亦能滿足易用、高服務質量、無阻塞等使用要求。整 個 網 絡 還要具有可靠性、堅固性、良好的擴展能力、強大的管理能力以及擁塞控制和服務質量保證等一系列良好的性能。 用戶需求分析 結合當前教育信息化現(xiàn)狀，確保教育城域網最大程度地服務于教育信 息化改革和提高教學質量，教育城域網必須滿足以下功能： 湛江市教育城域網技術建議書 19 實現(xiàn) IT 資源的集中部署和分發(fā) 傳統(tǒng)各個學校自行購買服務器、存儲、軟件的方式構建的 IT 系統(tǒng)，無法實現(xiàn)有效的整合。軟件系統(tǒng)本身之間完全割裂，形成孤島資源；而硬件系統(tǒng)的割裂則無法充分發(fā)揮硬件的利用率，往往造成資源的浪費。城域網可成為資源的共享平臺。通過集中部署硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)資源池化，通過城域網分發(fā)到各個學校，達到最大限度的資源利用。 建成寬帶、先進、專業(yè)的高度信息共享的教育城域網系統(tǒng) 教育城域網 建設項目的建設目標是將各個 學校和 教育 機構全部聯(lián)到網絡中，最終形成一個區(qū)域性的互聯(lián)、互動、信息交換、資源共享和遠程教育的基礎構架。以教育信息網絡管理中心為中心的虛擬閉合網絡，實現(xiàn)了 “校校通”。教育信息網絡中心具有先進的交換設備和海量的數(shù)據(jù)存貯能力，在實現(xiàn)軟件和應用資源共享的同時，還能為各校提供硬件共享服務。通過城域網內統(tǒng)一的網絡平臺，統(tǒng)一的網絡出入口，還能最大限度地限制各種不良網站的入侵。教育城域網絡系統(tǒng)統(tǒng)一的網絡平臺，統(tǒng)一的網絡出入口，實現(xiàn)軟件和應用資源共享，還為各校提供硬件共享服務。 實現(xiàn)高度共享的免費教育教學多媒體資源 通過教育 城域網系統(tǒng)實時點播或高速下載，師生可以利用教育城域網絡系統(tǒng)的教育教學資源進行輔助教學和輔助學習。 教育教學資源內容覆蓋中小學階段十幾個學科相關的知識點，當中包括文本、圖形圖像、音頻、視頻、動畫、課件、課案、課例等素材內容。 教育資源和網絡技術的應用與推廣，將促進信息技術與學科課程的整合，建立網絡環(huán)境下的 湛江 中小學教育新模式。 實現(xiàn)普教系統(tǒng)高效率的教育 城域 網 湛江市教育城域網技術建議書 20 日常行政辦公中心處理教育日常事務， 例 如文件收發(fā)、公文審批、會議通知等工作。 教育數(shù)據(jù)管理中心分為學校概況、教工管理、學生管理、校產管理、教育科研 、綜合查詢等七大模塊，匯集了學校、教師、學生的基本數(shù)據(jù)信息。 項目行政服務中心可以對學校、教師、學生等有關的行政辦公事務進行自動辦理或輔助辦理。 實現(xiàn)信息化課程開發(fā) 小學及中學、師范學校、職業(yè)學校、成人中專的學生全面接受信息技術教育。信息技術課程做到三個統(tǒng)一：統(tǒng)一教材、統(tǒng)一教綱、統(tǒng)一考核。 組織編寫并統(tǒng)一使用以計算機操作和信息處理為主線，突出互聯(lián)網應用的中小學信息技術教材，并定為中小學信息技術教育實驗教材。 實現(xiàn)多媒體網絡遠程教學 通過教育城域網絡系統(tǒng)著眼于教學、科研、管理的實際需要，用有限 的資金優(yōu)先解決工作急需的問題。設備易于使用和維護。為科學研究提供先進平臺，例如可視化計算，計算機協(xié)同作業(yè)，虛擬網絡，虛擬現(xiàn)實，計算機仿真，遠程計算機與數(shù)據(jù)處理等。建設支持寬帶多媒體業(yè)務，例如遠程教學、多媒體網絡教室、會議電視。 網絡監(jiān)控管理需求 ◆、 需要記錄內網用戶對內部網絡和外部網絡的訪問行為，以進行用戶訪問行為的統(tǒng)計分析； ◆、 方便的進行用戶管理，包括開戶、銷戶、資料修改和查詢 ； ◆、 需要能對用戶進行分級管理，認證計費系統(tǒng)需要支持遠程登錄的方式進行管理； ◆、 組、帳號用戶管理模式，提高網絡的開戶 效率和組管理功能 ； ◆、 用戶能自己管理帳戶密碼和查看上網記錄、繳費記錄等 ； ◆、 需要能夠對網絡設備進行集中的統(tǒng)一管理，自動生成網絡拓撲結構，通過顏色變化來區(qū)分設備運行情況 ； ◆、 安全策略批量下發(fā)，及時調整安全策略，批量對交換機群管理，提高湛江市教育城域網技術建議書 21 網絡安全管理 ； ◆、 接入時段控制，嚴格控制用戶上網時間，防止學生過渡沉迷網絡海洋 ； ◆、 支持環(huán)路測試，快速定位故障。 網絡認證需求 ◆、 有效的對用戶進行接入控制，保證只有申請開通的合法用戶才可以使用網絡； ◆、 能夠對接入用戶進行帳號與 IP、 MAC、端口等多元素綁定， 以唯一確定用戶身份同時準確定位； ◆、 免客戶端安裝，方便用戶初次使用，保證版本的一致性，提升運營能力 ； ◆、 客戶端自動在線升級，方便網絡管理人員的維護，提高工作效率 ； ◆、 VLAN 跳轉，用戶權限漫游，要求 IP 地址與用戶一一對應關系 ； 網絡安全需求 ◆、 杜絕非法的組播源播放非法的組播信息； ◆、 如何有效控制和預防病毒的傳播和網絡的攻擊； ◆、 由于各種病毒在被公布前很難防范，網絡技術需要能適時的調整安全策略，并在最短的時間內部署到全網，把病毒拒絕在網絡之外 ； ◆、 VLAN 跳轉，用戶權限漫游，要求 IP 地址 與用戶一一對應關系，實現(xiàn)全網用戶的唯一性。 可靠性、穩(wěn)定性需求 ◆、 核心層是湛江市 教育信息網 業(yè)務中心，如何保障網絡的高效率、高可靠、高穩(wěn)定運行是網絡建設的前提； ◆、 核心層之間設備互為備份，包括設備、鏈路、路由等備份； ◆、 可提供管理模塊冗余和電源模塊冗余，保障網絡的高可用性 。 1 網絡高性能需求 ◆、 并發(fā)性強，要求認證計費效率高，對用戶的認證和計費不會對網絡性能造成瓶頸； 湛江市教育城域網技術建議書 22 ◆、 各種流媒體的應用，要求全線支持組播、 QOS 等 技術，使用戶能正常、流暢的應用多媒體； ◆、 網絡設備的背板帶寬足夠用， 保證每端口能夠線速轉發(fā)，同時預留一定的擴展余地 ； ◆、 應用復雜化和多元化，需求網絡高帶寬，造就核心層必須支持萬兆鏈路，核心層到匯聚層 萬 兆鏈路，匯聚到接入層 萬 兆鏈路以太網為目標。 1 管理運維需求 方案中涉及到需要管理和運維的內容包括： ◆、 網絡安全資源管理：包括城域網、數(shù)據(jù)中心 網絡 設備管理、拓撲呈現(xiàn)、告警分析、 地址規(guī)劃、鏈路 負載 及配置 等 ； 包括安全設備與網絡設備的一體化拓撲呈現(xiàn)、配置管理、告警聯(lián)動等； ◆、 計算資源管理：包括物理計算主機的性能監(jiān)控、虛擬主機的性能監(jiān)控等； ◆、 存儲資源管理：包括 IP 存儲和 FC 存儲的狀態(tài)監(jiān)控等； 虛擬化軟件的安裝 、虛擬機的生命周期管理（規(guī)劃、創(chuàng)建、運行、調整、終結） ； ◆、 組織架構管理：包括云業(yè)務流的全流程審批、各級管理員的權限設定、資源使用單元的登錄使用分配的資源等。 1 無線覆蓋需求 無線網絡是有線教育城域網的延伸；擴大了教育城域網的使用范圍和方式，同時借用無線的空間高密覆蓋接入技術，實現(xiàn)教師資源共享、電子書包、無線互動教