一般中学校园网组建方案探讨

1/12/2008来源:网络方案人气:7185

摘 要 本文所指的一般中学特指在计算机校园网的组建中没有得到教育行政部门重点投入的中学,既包括普通初中、一般完中,也包括市、区重点中学。
 
一般中学校园网组建方案是建立在局域网基础上,并采用Internet技术的校园内部网络,即Intranet.
 
一般中学校园网的网络拓朴结构采用星形结构,具有很好的可靠性和一定的可扩充性,有利于网络的升级。一般中学校园网具有局域网的一般特征,能够很好地实现学校内部的信息及其它设备资源的共享。
 
一般中学校园网使用TCP/ip协议,建立基于Web的计算机网络应用,所有的网络应用功能全部由Web实现,并通过网络浏览器软件进行具体操作。
 
一般中学校园网提供了非常丰富的功能,如计算机应用设备资源共享、信息共享、教育治理和教师办公自动化、电子邮件服务、Internet浏览和邮件服务等。
 
一般中学校园网由一个DNS服务器、一个电子邮件服务器、多个Web服务器和众多联网工作站组成。
 
一般中学校园网中提供Web服务的Web服务器由各职能部门分级建设治理和维护,为教师和学生提供内容丰富多采的信息资源,如图书资料信息库、校内网上学校、学校教育科研论文和教案试题库、团委学生会网站等
 
一般中学校园网提供内部的电子邮件服务功能,供教师与教师之间、教师与学生之间以及学生与学生之间进行信息交流。学校外部的电子邮件通过在Internet上申请免费的电子邮件解决。
 
一般中学校园网通过共享一条电话线由电话拨号或ISND方式单向联接Internet,供校园网上所有用户使用Internet上的信息资源。以后还可以利用日渐成熟的宽带技术上网,从而提高上网效率。
 
一般中学校园网采用申请虚拟主机的方式在Internet上建立学校网站,宣传学校的办学思想和办学成绩,并在Internet上实现学校信息资源的共享,如在Internet学校网站中建立校内网上学校的镜像站点,供学生在家中上网学习。
一、问题的提出

目前,Internet国际互联网技术的高速发展,极大地推动了世界经济向知识经济的转变,基础教育非凡是中学教育必须要在培养适应市场经济和知识经济的人才方面有所作为,这是教育界面临的一个挑战和机遇。一方面,Internet上存储了大量的信息资源,包括许多学科的最新发展信息,还有大量的教育资源,比如,国内国外绝大多数知名大学,都在Internet上设立了网站,介绍学校的基本情况和最新的科研信息,国内很多全国重点中学也在Internet上建立了学校网站和网校,包括港台的许多中学网站,都提供了很多中文教育资源。在当前中学的教育教学中,如何有意识地主动应用这些现有的教育资源组织教学,是开展现代化教学手段研究的一个课题。另一方面,现在很多中学(非凡是沿海、沿江发达地区)都配备了计算机设备,许多学校都在开展现代化教学手段的研究工作,非凡是开展了多媒体教学研究。在当前中学的教育教学中,如何合理运用各种现代化教学资源,是开展现代化教学手段研究的又一个课题。综合上述二方面的情况,应该在中学中组建校园网络,充分地利用学校内现有的计算机设备和多种现代化教学设备等教育资源,同时,通过校园网联接Internet,以便更多地利用世界范围内的教育教学科研成果,从而推动学校的教育教学科研工作。

当前,很多全国重点中学和省市重点中学都已经或正在组建校园网,这些学校都得到了政府教育行政部门的重点投入,取得了非常好的效果。但是,绝大多数中学由于政府教育经费的紧缺,在短时间内不可能得到上级有关部门的经费支持来组建校园网,我们把这类中学称为一般中学。现在,各级政府和教育行政部门,都非常重视计算机信息科学的教学工作,把计算机教学作为素质教育的突破口,广大中学即将迎来新一轮的计算机设备配套、更新热潮,就目前已知的信息而言,绝大多数学校都配备一个教学班的PII计算机,只是把单机联网组成校园网的几乎没有。本文试图在这种情况下,探讨一般中学组建校园网的组网方案。

二、一般中学校园网的功能定位

在校园网的建设中,首先要解决一般中学校园网的功能定位问题。要避免“小而全”,防止不切实际的相互攀比。一般中学的校园范围不大,办学经费有限,计算机非凡是网络治理专业人员缺乏,针对这些情况,一般中学校园网可以确定以下几种基本功能。

 
校内计算机开发应用资源共享,如打印机、扫描仪、视频采集压缩卡等。
 
校内信息资源共享,如校务、教育教学工作、教科研工作等。
 
校内教师、学生间的信息交流。
 
校内学籍治理自动化,如成绩治理等。
 
校内图书资料的查询、检索。

 
校园网与Internet的单向联接,即通过校园网可以访问Internet,但不要求Internet的用户直接访问校园网。
 
在校园网和Internet上宣传学校的办学思想和教育教学经验。
 
在校园网和Internet上对学生进行课业辅导。
 
学生在校园网上的自主活动。 
三、解决方案

考虑到一般中学校园网的功能,可以采用以下组网方案。

1、一般中学校园网以10Mbps局域网为网络主干,采用星形拓朴结构。网络操作系统可采用Windows NT,工作站操作系统采用Windows 95/98。这样,能够比较轻易地实现计算机开发应用资源的共享。10Mbps/100Mbps以太网技术被广泛地应用于局域网建设中,其中尤以10Mbps性价比最高。目前,可以使用10Mbps的集线器和网卡组网,但要采用5类双绞线布线,原因是:5类线的传输距离达到130米,比3类线提高30%以上,而3类线与5类线价格相差不多。同时,今后由10Mbps向100Mbps升级时,只要更换网卡和集线器即可,无需重新布线。星形拓朴结构和总线型相比,虽然不便以增加节点,网线用量也比较多,但是星形结构以太网便以维护,即使某一节点出故障也不会影响其它节点的正常工作,所以,在校园网中应该采用星形结构的以太网。网络操作系统和工作站操作系统采用Windows NT和Windows95/98体系,主要是为了降低维护费用,并且与主流操作系统保持一致,便以用户使用。

2、在服务器和工作站计算机上安装TCP/IP协议和网络浏览器软件,在部分工作站上安装Web服务器软件,在一台工作站上安装Mail服务器软件,建立基于Web技术的校园Intranet。Windows NT网络服务器主要提供DNS域名解析服务,其它站点提供具体的Web服务及电子邮件服务。一般认为,Intranet基本上是供内部使用的Internet技术。Intranet 应该具有以下主要特征:TCP/IP是Intranet 最主要的网络协议;用Html创建和发布信息内容;文档、进程、服务之间全部采用超链接方式;采用Web浏览器接入应用程序、进程和各种服务。,在一般局域网中无需DNS域名解析服务,但作为Intranet中Web服务器的工作站,需要指定IP地址,在用户访问时,最好使用域名便于记忆,所以,必须使用DNS进行域名解析。

3、校内Web站点采用分类、分散治理的方法。一般中学的技术力量有限,不可能安排几名专职人员专门进行网络治理,假如委托专业公司代管,一方面,专业公司对中学的实际情况不太了解,具体治理时有难度,另一方面费用也比较大。校园网运行起来以后,数据量是非常大的,不亚于一般的小型网站,更新速度也比较快,假如配备具有海量存储器的专业服务器,校园网中的所有Web站点都集中在专业服务器中统一治理,一则价格昂贵,二则校园网的功能较多,更新内容多且频繁,导致网管任务很重,难于做到及时更新,影响网络信息的及时性。所以在将校园网功能细分后,针对不同的Web站点,进行分类、分散治理。对于重要的Web服务器,可以安装专业Web服务器软件,如IIS或Lotus Domino。而提供其它信息共享、图书资料检索、学生课业辅导等的站点可以安装比较简单的WEB服务器软件,如PWS(个人WEB服务器),只要在本地计算机上就可以修改,无需专门的网管软件。比如提供学籍治理的站点可以安装Lotus Domino,站点可放置在中心机房或教务处由专人治理维护。其它站点则可以设置在相关部门,如校务信息站点可设置在校长办公室,由文秘治理;图书资料检索站点设置在图书资料室,由资料员治理;学生课业辅导站点设置在教务处,由各专业教研室分别治理;学生活动站点设置在团委、学生会,由学生自主治理等。

4、校园网与Internet的单向联接,采用共享一条线路、一个Internet帐号上网的方式。即在校园网上安装代理服务器或IP共享网关(软件或硬件都可以),通过ISDN或Modem拔号方式,可以实现多人同时访问Internet。今后,随着电缆Modem的普及,则可以大幅度提升多人同时访问Internet的效率。至于校园网与Internet的互联,这其中涉及到校园网的安全、技术和经费等问题,不是一般中学所能解决,目前一般中学校园网与Internet互联的条件和时机尚不成熟。

5、在Internet上申请虚拟主机,使用FTP上传文件,建立学校的宣传站点和学生课业辅导站点。同时,在各大网络搜索门户中注册网站,便于Internet用户访问查询。学生在家中上网时,进入学生课业辅导网站,即可接受同步指导。在Internet上直接设置主机,是建立网站的一般方法,但对于一般中学来说,费用过于昂贵,如建立一个只用于浏览的网站,一次性建站就需要投入10万元,另外一年的维护费用2万元。假如用专线联接Internet,自己治理主机,则一方面学校不可能一天24小时不间断开放,另一方面通信费用也不堪负担。虽然部分中学依托大学校园网建立了学校主机(主要是一些重点大学的附属中学)其运行治理费用也较低,这不失为中学架设网站的一条途径,但显然不具有一般意义。而申请一个虚拟主机,一年费用500元,硬件不需要任何投入,只要将制作好的网站内容通过FTP方式上传到虚拟主机所在的目录即可,免去了非常复杂的网络治理工作,而网站却能全天候开放。学校宣传站点可不定期更新,学生课业辅导站点与校园网的站点同步更新。 



四、组网实例

下面以上海市第六十中学为例,介绍一般中学校园网的建网方案实例。

学校简介
上海市第六十中学是一所区重点高级中学,原有计算机房二间,配备586、486和386计算机共80台,多功能教室各配备多媒体电脑6台,阅览室多媒体电脑5台,教师办公室也配备了计算机。从98年下半年开始,进行了校园网的建设,现已基本建成,并于98年12月进行试运行。
具体组网方法
 
采用星形拓朴结构搭建局域网。购置HP Netserver E45服务器作为网络服务器,所有联网计算机安装D-Link10M单口网卡,使用2台16口D-Link集线器Hub,在整个校园内使用5类双绞线铺设网线。另外安装“互联网IP地址共享网关”(IK-601 Internet IP Sharing Gateway),以便实现整个局域网上所有工作站同时上网。网络服务器安装Windows NT 4.0作为网络操作系统,工作站全部安装Windows 95/97/98,并安装网卡驱动程序。局域网共设30个节点,包括所有教师办公室,所有多功能教室以及图书馆、资料室。在学生阅览室设置5个节点,方便学生在阅览室访问校园网及通过校园网访问Internet。在学生计算机房预留接口,方便以后学生计算机房联网后与校园网互联。在中心机房装置打印机、扫描仪、视频采集压缩和Modem供全网共享。在安装有打印机的计算机上,将打印机设为共享,其它计算机在“网上邻居”中安装该打印机,并将其设为默认打印机,以后只要按正常操作方式打印即可。
 
在局域网的基础上,安装TCP/IP协议,组建Intranet校园网。首先,确定校园网各计算机的IP地址取值范围,如从193.2.1.0-193.2.1.254。在网络服务器上,修改TCP/IP协议的属性,设IP地址为193.2.1.1,子网掩码为255.255.255.0,DNS配置中搜索次序添加193.2.1.1。修改其它计算机的TCP/IP属性,将IP地址设为不同的地址值,如提供图书信息查询的计算机的IP地址可设为193.2.1.20,其它计算机可依次取不同的值,子网掩码一律取255.255.255.0。在网关配置中添加IK 601的IP地址,如193.2.1.253(这一步非常重要,一般局域网是不设网关的,如没有正确地设置网关的IP地址,则不可能通过IK 601IP地址共享网关使整个局域网联接Internet);在DNS配置中,输入该计算机的主机名和所在的域,如提供图书信息查询的计算机主机名可定为“library”,所处的域为“ls.zb.edu.cn”,这样以后该计算机上设置的网站的域名就是“library.ls.zb.edu.cn”。然后对DNS服务器搜索次序依次添加以下IP地址“193.2.1.1”和“202.96.209.5”,其中,第一个地址“193.2.1.1”是校园网的网络服务器IP地址,网络服务器上安装的DNS服务器负责进行校园网内部域名的解析,第二个地址“202.96.209.5”是校园网联接Internet的ISP服务商的DNS服务器地址,ISP的DNS负责进行Internet上网站的域名解析。这两个IP地址不能颠倒,因为校园网的用户,在进行网络浏览时,当在网络浏览器的IP地址栏中输入一个域名时,首先由校园网的DNS进行域名解析,如域名解析成功,则浏览器访问校园网内部的网站。如校园网内部DNS不能对所输入的域名进行解析,则由ISP的DNS进行解析,如成功,则浏览器访问该网站,如仍不成功,则由ISP的上层DNS服务器进行解析,最终仍不能解析,就返回一个域名不存在的信息。因此,为了保证校园网内部网站的优先访问权,这两个DNS服务器的搜索次序不能颠倒。
 
参照用户手册,设置IK-601的各项参数。将IK-601用RJ45连接在Hub上,Modem或ISDN接在IK-601的COM1或COM2接口上。IK-601的参数设置通过网络浏览器进行,在网络浏览器的IP地址栏中输入IK-601的IP地址,如193.2.1.253。参数的设置采用Web方式,依次修改其中的设置项目,如ISP的电话号码、用户名和口令(如进入上海热线,使用VIP方式时,电话号码8888,用户名和口令都是vip),以及连接速度等,改完后发送并重新启动IK-601即可。
 
在提供Web服务的计算机上安装Web服务器软件,针对不同用途的Web服务网站,安装性能不同的Web服务器软件。在学校中,学籍治理是一件非常重要的工作,校园网中学籍治理功能开发的成功与否,直接关系到校园网有无实用价值。我们在学籍治理Web网站上安装了Lotus Domino,Lotus Domino是目前世界上最先进、安全的群件平台,它将成熟的群件产品Notes与Web技术结合起来,很好地实现了信息的治理和共享。在其它提供Web服务的网站上安装微软的PWS 1.0(个人WEB服务器),虽然不够专业,功能也不很强,但治理简单,使用方便。PWS 1.0无需单独购买,只要在Windows 97安装完后,在网络配置中添加服务,选择安装Microsoft公司的“personal web server”(个人WEB服务器)即可。在这些网站上可以存放一些网页或者数据库,通过浏览器进行访问。
 
在提供E mail服务的工作站上安装电子邮件服务器软件,可以使用微软公司的Outlook EXPRess邮件服务器软件,也可以使用第三方提供的优质、价廉的电子邮件服务器软件,如Mercur 3.1 for Windows 95邮件服务器软件,该邮件服务器软件安装、使用、维护都很简单、便捷,提供SMTP/POP3功能,能够在建立于局域网基础上的校园网中收发电子邮件。
 
在网络服务器的DNS服务器中添加每个Web服务器的域名及电子邮件服务器的域名和对应的IP地址。如学校图书信息查询网站的域名是library.ls.zb.edu.cn,而其对应的IP地址为193.2.1.20;而学校电子邮件服务器的域名(SMTP和POP3)都为mail.ls.zb.edu.cn,其对应的IP地址为193.2.1.10。必须在DNS中正确地添加所有Web服务器和电子邮件服务器的域名和它们所对应的IP地址值,否则校园网的用户就不能通过域名访问这些网站,而只能通过IP地址访问,也不能正常地收发邮件。

 
在每个WEB网站上安装WEB服务应用软件。目前,在校园网上设置了以下几个网站,学籍治理网站、图书信息查询网站、六十中学网站、工会“教工之家”网站、团委学生会网站、教科研网站、德育之苑网站、教学园地网站等。在学籍治理WEB网站上,运行用Notes编写的学籍治理应用程序,该程序包括了学生基本情况、学习情况、身体情况、品德评语等现阶段中学学籍治理的基本功能。教师在校园网上通过网络浏览器访问学籍治理网站,输入用户名和口令,即可根据不同的用户权限,查询学生的各种信息,输入学生考试成绩和品德评语等数据。在图书信息查询网站中,使用关系型数据库存放图书资料的一般信息,如书名、书号、作者、出版社、简介等,这样普通的图书馆工作人员就能对数据进行添加、编辑、修改,在该网站中安装基于WEB的数据库信息查询程序(VB、VC+、Delphi等程序设计语言都能编制),在这些程序中所有对信息的查询全部通过HTML语言格式来实现,因此运行这些程序时,浏览器中的介面与一般主页一致,保持了操作的一致性,有利于广大教师、学生使用。其它诸如六十中学、教工之家、团委学生会、教科研、德育之苑、教学园地等网站,主要采用Homepage及其相互之间的链接,力求内容充实、制作方便、维护简单、更新便捷。如六十中学网站主要作用是对六十中学的教育思想进行宣传、推广;团委学生会网站给学生提供了一个发展个性、自主活动的网络空间;教科研网站已经发布了学校教师近几年来发表和撰写的教育、教学、科研论文近百篇,同时对学校内教师的教科研工作进行指导。
 
在Internet上申请虚拟主机,发布六十中学的宣传网站。目前,国内有很多ISP和网站都提供虚拟主机的业务,如网易、网虫之家等,最好申请一个没有存储容量限制的虚拟主机。申请成功后,即可得到一个虚拟主机的域名和FTP登录口令。接下来,就可以使用FTP命令或FTP软件,将制作、调试好的六十中学主页的所有文件,上传到虚拟主机指定的目录。然后,到有关的搜索门户网站进行注册,那么互联网上的用户通过这些搜索门户网站就能找到并访问六十中学主页。以后,只要校园网上的六十中学网站内容进行了更新,同样可以采用FTP软件将其上传到虚拟主机所在目录,这样就能实现校园网的主页与Internet上的主页同步更新。六十中学虚拟主机的域名为:http://ccjy.nethome.com.cn。
 
试运行效果
从1998年12月起,校园网进入试运行阶段。为了能让广大教师运用校园网这个崭新的教育工具,首先,进行了广泛的宣传动员,让教师非凡是中老年教师了解计算机技术发展的现状以及前景,激发教师自觉运用校园网开展教育教学工作的积极性;然后,在各教师办公室内组织培训了多名青年教师担任校园网的联络员,负责指导其它教师使用校园网。
在学期期末考试中,学校要求所有教师都要通过访问校园网的学籍治理网站的方法,将学生考试的成绩及时输入计算机,做到学生考试成绩的及时、准确上报。以前,考试结束后,要收齐所有考试成绩,然后由教导处统一输入计算机进行考试质量分析,这期间时间延误较多,一般要等到考试完一周后,才能得到全校各年级的考试质量分析结果。现在使用校园网收集考试成绩后,每位教师本人所教班级的质量分析,在成绩输入后马上就能即时得到,而整个学校的考试质量分析,待所有教师将学生的考试成绩全部输入后,也能马上得到,极大地提高了工作效率。

教师和学生通过访问校园网的图书信息查询网站,能及时了解学校图书馆和资料室的书籍、资料等信息。以前,大家到图书馆的开架书库去借书,在学校存放有将近5万册图书的密密麻麻的书架间,要借到所需要的资料可能要化很多时间。有时,还一无所获白跑一次,其实书还在,只是没有看到,自己还以为没有这本书。现在,只要在校园网的图书信息查询网站上输入书名或作者或出版社或要害字,就能马上知道学校图书馆、资料室里有没有所要的图书和资料,就能有的放矢地到图书馆、资料室借书、查阅。

教师通过访问校园网的教科研网站,能够了解学校的市、区、校各级教育教学科研课题的最新动态,查阅学校开展教育教学科研的工作安排,各级课题的申报、立项情况,以及广大教师撰写并发表的教育教学科研、经验论文,从而更好地开展教育教学科研。

学校校园网天天中午11:00到下午1:00联通Internet,广大教师非凡是青年教师都能通过Internet了解国内甚至世界上学科的最新发展。学校要求每位青年教师都要积极开展教育教学科研工作,在立项申请报告中,必须要有课题的国内外研究现状分析,广大青年教师通过Internet上搜索门户站点,访问国内国外进行相关研究的站点,了解最新的研究动态。比如,在查询“学习的原则”时,老师们发现国外有关的研究站点竟有1,400多个,这对于课题研究能够在一个较高的起点上正常进行,起到了非常重要的作用。

学生在团委学生会网站的建站过程中,学到了许多课堂上没有教过的知识,锻炼了自我学习的能力,培养了创新精神。许多同学天天中午在阅览室通过学校校园网访问Internet上的众多网校和很多全国重点中学的网站,从中学到了更多的知识,开阔了眼界。

经费估算
不包括计算机设备,以校园网的30个节点计算
网卡30块*100元=3000元

5类双绞线2500米*2.5元=6250元

节点模块30套*25元=750元

集线器2只*800元=1600元

IP共享网关1套=3000元

ISDN一套=1500元

槽板等辅料3000元

总计:22100元
 
五、问题讨论

一般中学校园网的组建方案,有其自身的特点。

首先,它不是政府行为,是每个中学在进行现代化教学手段研究中,熟悉到校园网对提高教学质量,推进“以创新精神为核心”的素质教育有着不可替代的作用,从而激发的一种自觉行为。所以这些学校,在组建校园网的态度上,要比等、靠、要的一些学校热情、主动,在使用校园网开展教育教学工作方面,更比等、靠、要的一些学校来得深入、积极。这是开展校园网建设的一个非常重要的条件。

其次,一般中学缺乏政府经费的有力支持,技术力量也相对薄弱,对一般中学校园网的组网方案,绝不能以大学校园网的标准来要求,也不能用计算机重点学校的要求来衡量,应该根据不同学校的实际情况,积极开展建网工作。判定一般中学校园网成败与否的标准,不应该看它技术含量有多高、速度有多快,而应该看校园网是否充分利用了学校中的各种资源,在学校的教育教学科研中起到了积极的作用。


再次,一般中学校园网在组建过程中,必须充分考虑校园网在现有基础上的升级、扩充,计算机技术非凡是网络技术的发展非常迅速,校园网方案具有良好的可扩充性,将保护学校在校园网上的投资,打消学校担心校园网很快就会淘汰的后顾之忧,有利于提高广大中学建设校园网的积极性。因此,在一般中学校园网的组建方案中,已经考虑到网络的可扩充性,如布线采用5类双绞线,有利于将来网络带宽的提高;在阅览室和计算机、实验室安装有节点,随时可以通过HUB进行网络节点的扩充。

最后,虽然我国的网民数量已经有了很大的增长,但发展很不平衡,绝大多数中国人,包括中学生还没有上网的条件和习惯。希望广大中学生回家后,在Internet上接受课业辅导,就目前而言,是不切实际的想法,所以,在一般中学校园网的组网方案中虽然将学生课业辅导网站作为一个基本功能,但在具体实施时,考虑到学生实际上网人数有限,而建立学生课业辅导网站需要投入相当大的人力、物力,其取得的学习效果与大投入不成比例,同时,就目前应试教育还没有彻底完成向素质教育的全面转变的具体情况而言,学生课业辅导网站难免不会成为另一种应试教育家教的场所。所以,学生课业辅导网站,作为校园网发展的一个方向,目前还处于继续探索阶段,在具体实施时应该保持清醒的头脑,保证校园网沿着推进“以培养学生创新精神为核心”的素质教育的大方向健康发展。