【正文】 中包含大量多媒體數(shù)據(jù)，故大容量、高速率的數(shù)據(jù)傳輸是校園網(wǎng)建設(shè)的一項(xiàng)基本內(nèi)容。學(xué)校始終堅(jiān)持這樣一種思想：建設(shè)一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、選擇使用高質(zhì)量和高性能的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，力爭(zhēng)建設(shè)成先進(jìn)實(shí)用、規(guī)范安全以及具有良好的接入性、開(kāi)放性和擴(kuò)展性且極具靈活性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。校園網(wǎng)如果僅僅局限在一個(gè)學(xué)校內(nèi)，孤立封閉、與外部網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有聯(lián)系，每個(gè)校園網(wǎng)都五臟六腑俱全，不僅會(huì)造成大量的重復(fù)投資浪費(fèi)，而且網(wǎng)絡(luò)的作用、應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、資源的共享都將大大受到限制。中小學(xué)校園網(wǎng)要更多的考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可擴(kuò)充性，不能盲目地追求先進(jìn)性，要緊緊抓住教育教學(xué)這一中心點(diǎn)，華而不實(shí)的功能越少越好。但校園網(wǎng)作為一個(gè)新生事物，發(fā)展還不夠成熟。伴隨著多媒體計(jì)算機(jī)在教育教學(xué)申的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提到了重要的議事日程。28第2章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，其最大的實(shí)際用途將越來(lái)越集中體現(xiàn)在兩個(gè)領(lǐng)域，一是電子商務(wù)，二就是教育。按照“設(shè)計(jì)構(gòu)架框圖”一一進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在此工作過(guò)程中采用了“先大后小”、“先主后次”的原則，即首先考慮較大模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，在整體設(shè)計(jì)框架設(shè)計(jì)完成，并通過(guò)論證后，進(jìn)行規(guī)模較小的應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)；在遵循“先大后小“原則基礎(chǔ)上，先設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)主要模塊，對(duì)于使用不頻繁的模塊可放到后期細(xì)化流程時(shí)完成。其次，在前期準(zhǔn)備、調(diào)研等工作完善后，根據(jù)用戶需求文檔形成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，并繪出系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架框圖。首先針對(duì)本次設(shè)計(jì)課題制定了工作計(jì)劃，在準(zhǔn)備了部分資料后開(kāi)始實(shí)施工作計(jì)劃。一方面，造成資源的重復(fù)建設(shè)，另一方面，又是教育資源的匱乏；一方面，設(shè)備堆砌閑置，教師對(duì)高難度技術(shù)望而生畏，另一方面普通學(xué)校卻難進(jìn)校園網(wǎng)的門(mén)檻。一大批企業(yè)相繼推出各種各樣的校園網(wǎng)解決方案、教育教學(xué)支撐平臺(tái)和管理平臺(tái)等，涌現(xiàn)出一批校園網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供商。眾多IT廠商和系統(tǒng)集成商將根據(jù)自身的條件及在市場(chǎng)中所處的地位，積極參與到教育行業(yè)信息化建設(shè)事業(yè)中來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年中小學(xué)信息化教育市場(chǎng)總體規(guī)模達(dá)到了15億元。2001年，我國(guó)教育信息化市場(chǎng)在原有規(guī)模的基礎(chǔ)上，取得了一些穩(wěn)步發(fā)展。2000年國(guó)家教育部新推出的面向21世紀(jì)教育振興計(jì)劃則確立了我國(guó)中小學(xué)校園網(wǎng)的發(fā)展方向。進(jìn)入80年代以后，隨著中國(guó)教育科研網(wǎng)（CERNet）的建設(shè)，我國(guó)大學(xué)校園網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。由教育部統(tǒng)一牽頭規(guī)劃的“校校通”工程已陸陸續(xù)續(xù)在各省市實(shí)施。比如：遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸、電子郵件、web服務(wù)器。作用是為應(yīng)用層提供端到端的通信功能。作用是把運(yùn)輸層傳來(lái)的消息組裝成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包格式，傳遞給通信子網(wǎng)層，從而消除各通信子網(wǎng)的差異。作用是傳輸經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層處理過(guò)的消息。TCP/IP協(xié)議分為4層，即通信子網(wǎng)層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層。其中IP協(xié)議用來(lái)給各種不同的通信子網(wǎng)或局域網(wǎng)提供一個(gè)統(tǒng)一的互連平臺(tái)，TCP協(xié)議則用來(lái)為應(yīng)用程序提供端到端的通信和控制功能。因此，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)也就是構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟硬件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。就像人類(lèi)利用相同的語(yǔ)言進(jìn)行交流。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是通過(guò)不同的通信介質(zhì)把不同廠家、不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和其他相關(guān)設(shè)備連接在一起，共享軟硬件資源和進(jìn)行信息傳輸。從使用范圍和用途來(lái)分，又可以分為校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、公用網(wǎng)、專(zhuān)用網(wǎng)、以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和外聯(lián)網(wǎng)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)主要有以下幾種：按網(wǎng)絡(luò)的連接范圍分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作離不開(kāi)相應(yīng)軟件。這些通信媒體把相應(yīng)的交換和互連設(shè)備連接起來(lái)組成相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)。 認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由不同通信媒體連接的、物理上互相分開(kāi)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的、將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)劃分成不同長(zhǎng)度的分組進(jìn)行傳輸和處理的系統(tǒng)。隨著教育部全面啟動(dòng)中小學(xué)“校校通”工程，在教學(xué)過(guò)程中廣泛應(yīng)用以電腦多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化信息技術(shù)成為必然。從多媒體光碟開(kāi)始，游戲、MP電腦錄音、電子像冊(cè)、幻燈片展示、主頁(yè)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、電子課件、電子賀卡、數(shù)碼照像、網(wǎng)上視頻點(diǎn)播，多媒體技術(shù)應(yīng)接不瑕，廣泛應(yīng)用到生活與工作中。電子郵件、電子商務(wù)、虛擬社區(qū)、網(wǎng)上銀行、網(wǎng)上大學(xué)等打破時(shí)間和空間限制的網(wǎng)上應(yīng)用正在不斷涌現(xiàn)，物理的空間和時(shí)間正在迅速向電腦空間轉(zhuǎn)化。在中國(guó)，自從20世紀(jì)90年代初Internet進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，到目前，Internet用戶已經(jīng)超過(guò)300萬(wàn)人。Internet被連接到政府部門(mén)、軍事機(jī)構(gòu)、商業(yè)領(lǐng)域、學(xué)校、家庭以及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，在改變著人們生活方式和思想意識(shí)、文化、經(jīng)濟(jì)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度又超過(guò)了世界上任何一種其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度。它的出現(xiàn)以及日益推進(jìn)和迅猛發(fā)展，為全人類(lèi)構(gòu)建起一個(gè)快捷、便利的空間。第1章 緒 論計(jì)算機(jī)技術(shù)具有許多對(duì)辦公、信息交互、資源共享來(lái)說(shuō)特別寶貴的特性與功能，而這些功能是其它媒介所不具備或不完全具備的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起無(wú)疑是當(dāng)今世界最為激動(dòng)人心的高新技術(shù)之一，其發(fā)展速度又超過(guò)了世界上任何一種其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度。毫無(wú)疑問(wèn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在成為信息化社會(huì)的基礎(chǔ)。今天， Internet已成為信息革命和信息技術(shù)發(fā)展的代名詞。上億的人們已經(jīng)和Internet連接，但上網(wǎng)人數(shù)仍以每年100%以上的速度急劇增長(zhǎng)。而且，全國(guó)的各個(gè)行業(yè)都在建設(shè)或已經(jīng)建成自已的行業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)和與Internet相連接的全國(guó)型網(wǎng)絡(luò)，例如各大銀行網(wǎng)、金稅網(wǎng)、各種商業(yè)信息網(wǎng)等。毫無(wú)疑問(wèn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在成為信息化社會(huì)的基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，校園網(wǎng)已成為學(xué)校辦學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施和必備條件，網(wǎng)絡(luò)使得教育的功能和目標(biāo)、教學(xué)的方法和模式都發(fā)生了深刻的變化。為了盡快地改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和模式，東風(fēng)子校準(zhǔn)備在原有微機(jī)教室的基礎(chǔ)上，建設(shè)校園網(wǎng)，以滿足現(xiàn)代教育的深層次需求。通信媒體可以是電話線路、有線電纜（包括數(shù)據(jù)傳輸電纜、有線電視信號(hào)傳輸電纜等）、光纖、無(wú)線、微波、衛(wèi)星等。因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可看作是由地理上分散的多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收設(shè)備以及通信軟件與通信網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，通過(guò)發(fā)送、接收和處理不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組來(lái)共享信息與計(jì)算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)。包括操作系統(tǒng)、通信控制協(xié)議、管理軟件（安全、配置、記帳、出錯(cuò)）、交換與路由軟件、應(yīng)用軟件。一般連接范圍越小，傳輸速度越快。安全是各種網(wǎng)絡(luò)所關(guān)心的重要問(wèn)題之一。然而，如何實(shí)現(xiàn)不同傳輸介質(zhì)上的不同軟硬件資源之間的通信共享呢？這就需要計(jì)算機(jī)與相關(guān)設(shè)備按照相同的協(xié)議，也就是通信規(guī)則的集合來(lái)進(jìn)行通信。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要連接各種不同廠家的計(jì)算機(jī)軟硬件資源和設(shè)備，通信協(xié)議被劃分為許多具有不同功能的層次，以使人們可以從某一個(gè)協(xié)議層次開(kāi)始，屏蔽低層協(xié)議軟件和相關(guān)硬件之間的差異與區(qū)別，從而保證高層協(xié)議與應(yīng)用之間的互連、互通與資源共享。當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系是以TCP/IP協(xié)議為主的Internet結(jié)構(gòu)?；赥CP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖“基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”所示。通信子網(wǎng)層：該層中所使用的協(xié)議為各通信子網(wǎng)本身固有的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層：該層使用IP（網(wǎng)絡(luò)層）協(xié)議。運(yùn)輸層：該層主要有TCP（傳輸控制）協(xié)議、UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)）協(xié)議、ICMP（互連網(wǎng)控制消息）協(xié)議。應(yīng)用層：該層為用戶提供所需要的各種服務(wù)。應(yīng)用層Web服務(wù)器器電子郵件文件傳輸虛擬終端運(yùn)輸層傳輸控制協(xié)議TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議ICMP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層IP通信子網(wǎng)層 ……電話網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)局域網(wǎng) 校園網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題近年來(lái)，我國(guó)教育信息化在原有規(guī)模的基礎(chǔ)上，取得了一些穩(wěn)步發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年中小學(xué)信息化教育市場(chǎng)總體規(guī)模達(dá)到了15億元。目前，國(guó)內(nèi)在大學(xué)校園網(wǎng)的建設(shè)上有了很多的經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)中小學(xué)校園網(wǎng)建設(shè)提供了有用的經(jīng)驗(yàn)。教育部提出5—10年全國(guó)實(shí)現(xiàn)“校校通”工程，這必然是一個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)的大發(fā)展期。由教育部統(tǒng)一牽頭規(guī)劃的“校校通”工程已陸續(xù)在各省市實(shí)施。在校園網(wǎng)的建設(shè)方面，投資規(guī)模將會(huì)維持在60億元左右。目前，已有許多企業(yè)參與校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)綜合布線、交換機(jī)的層次結(jié)構(gòu)、服務(wù)器的具體架設(shè)等硬件設(shè)施建設(shè)以及系統(tǒng)集成和教學(xué)資源、教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)。目前中小學(xué)校園局域網(wǎng)建設(shè)具有封閉型傾向和設(shè)備堆砌、技術(shù)高難的貴族化傾向。通過(guò)對(duì)目前校園網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)其所存在的問(wèn)題加以列舉，在現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)的基礎(chǔ)上建成適合東風(fēng)子校使用的校園網(wǎng)是本次設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作的重點(diǎn)。深入進(jìn)行調(diào)查、研究，進(jìn)行了項(xiàng)目可行性論證，通過(guò)調(diào)研確定了用戶需求，并形成“用戶需求調(diào)查文檔”，經(jīng)多方討論最終確定用戶需求，同樣也形成文檔保存，以備設(shè)計(jì)所用。最后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架圖來(lái)逐一完成各階段模塊的設(shè)計(jì)。最后將各應(yīng)用模塊形成完整的系統(tǒng)，并且通過(guò)論文撰寫(xiě)將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程闡述清楚。這從一個(gè)側(cè)面反映了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在教育領(lǐng)域的重要性。從單機(jī)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)，是中小學(xué)教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，以校園網(wǎng)建設(shè)為核心和基礎(chǔ)，加快教育現(xiàn)代化的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)我國(guó)基礎(chǔ)教育改革發(fā)展中的跳躍式發(fā)展，是全面貫徹素質(zhì)教育的關(guān)鍵步驟。人們對(duì)校園網(wǎng)普遍缺乏全面深入的認(rèn)識(shí)，并帶有一定的盲目性和偏見(jiàn)。另一方面我們要考慮到教師對(duì)計(jì)算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)的理解和應(yīng)用水平普遍偏低；還有目前用于教學(xué)的軟件資源還不夠豐富，因此制訂方案時(shí)必須綜合考慮。 提出問(wèn)題學(xué)校希望建設(shè)一個(gè)具有高可用性、高可靠性、先進(jìn)、開(kāi)放、可擴(kuò)展的校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)部資源共享、傳遞，推進(jìn)教學(xué)及管理信息化；對(duì)外建立學(xué)校主頁(yè)、電子郵箱、電子公告牌等信息發(fā)布窗口發(fā)布有關(guān)教學(xué)信息，建立起學(xué)校、教師、學(xué)生、家長(zhǎng)之間的信息交流平臺(tái)；并通過(guò)ADSL與Internet互聯(lián)。學(xué)校占地面積不大，只有兩幢教學(xué)樓，屬于小型園區(qū)局域網(wǎng)，建成的網(wǎng)絡(luò)具備如下特點(diǎn)：高速的局域網(wǎng)連接校園網(wǎng)的核心是一個(gè)面向全校內(nèi)部師生網(wǎng)絡(luò)，因此校內(nèi)局域網(wǎng)是該系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)。適應(yīng)各種信息結(jié)構(gòu)校園網(wǎng)既要為學(xué)生提供電子教學(xué)，又要為職能部門(mén)提供辦公管理，因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多樣，數(shù)據(jù)成分復(fù)雜。安全可靠校園網(wǎng)中有大量關(guān)于教學(xué)和檔案管理的重要數(shù)據(jù)，不論是被損壞、丟失還是被竊取，都將帶來(lái)極大的不良后果。經(jīng)濟(jì)實(shí)用要求建成的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具備很高的性能價(jià)格比。沒(méi)有建立校園網(wǎng)基礎(chǔ)構(gòu)架擁有不少的計(jì)算機(jī)，并且有兩個(gè)電子教室，但是還沒(méi)有搭建校園網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，使資源得不到共享，計(jì)算機(jī)還停留在簡(jiǎn)單的應(yīng)用上。缺乏專(zhuān)業(yè)的師資力量由于校園網(wǎng)建設(shè)是一種新技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)校相關(guān)的專(zhuān)業(yè)師資缺乏，個(gè)別教師計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平較高，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)以及相關(guān)信息的建設(shè)。在校園網(wǎng)的建設(shè)實(shí)踐中，最重要的就是校園網(wǎng)的整體規(guī)劃。只有按照學(xué)校的實(shí)際需要來(lái)整體規(guī)劃校園網(wǎng)，才能使其充分滿足學(xué)校的應(yīng)用需求。在中小學(xué)校園網(wǎng)的建設(shè)上，應(yīng)該有其自身的一些特點(diǎn)。IT界驚人的發(fā)展可使今天昂貴的技術(shù)變成明天普及的應(yīng)用。規(guī)劃中既要說(shuō)明當(dāng)今的應(yīng)用又要反映未來(lái)需要。我們?cè)诖罅空{(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，確定了以下幾條網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選擇應(yīng)堅(jiān)持用戶需求原則、保護(hù)用戶投資原則、廠家對(duì)系統(tǒng)方案負(fù)責(zé)的保證原則以及基于標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品原則。 在技術(shù)水平上，系統(tǒng)應(yīng)能代表當(dāng)今的先進(jìn)水平，而且技術(shù)非常