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一、引言
校园网络作为一种在学校应用的局域网，概括起来有四个方面的典型应用：第一，校园网是为学生学习活动服务的，是一种学习工具。第二，校园网为教师的教学和科研活动服务，提供教学资源、辅助教师备课，参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等。第三，校园网是为学校教育教学管理服务的。第四，校园网是沟通学校与外面的窗口。所以校园网应是一种为学校学习活动、教学活动、科研活动和管理活动服务的校园内局域网络环境。它是建构在多媒体技术和现代网络技术之上并与因特网连接的。
本文从校园网络环境建设、校园网络保障体系、教学资源和校园网络应用等四个环节来探讨校园网络建设策略，实现促进教学改革、培养信息社会所需人才的最终目标。
二、学校校园网络的基本框架
根据学校校园网络的四类典型应用即可确定学校校园网的基本框架。它是一个由若干个多功能教室、若干个计算机网络教室、一个虚拟图书馆、一个办公网、一个信息中心和一些其他应用构成的局域网络系统，并通过一个边界路由器与因特网相连。
（一）虚拟图书馆
将大量的图书资料以数字化的形式存储在资源服务器上，或通过Video服务器提供各种多媒体信息资源。学生与教师通过计算机网络可以方便的对资料进行查询、检索和使用。
（二）电子备课室
为教师提供利用网络资源和各种工具进行课程设计与开发的环境。它由采集压缩系统、图像处理系统、光盘制作系统、教师备课系统、服务器和若干台多媒体计算机组成。
（三）学校办公网
通过在校园网上运行的综合信息管理系统，学校的教学管理和日常的管理实现办公自动化，同时可在网上进行信息发布。
（四）其他应用
如校园卡系统，利用校园网和智能卡（IC卡）技术，形成学校内部完整的校园卡系统，通过一张IC卡，可以作为学生证、上机证、借书证、电话卡、就餐卡等，使学校全面实现电子信息化管理。
另外，边界路由器是整个校园网的“门卫”，它负责校园网的安全。它的“过滤”功能只允许那些“干净”、合格的信息自由出入校园网。它既是校园网与因特网沟通的桥梁，也是校外教师和学生远程接入的通道。
三、校园网络规划的策略
根据校园网络四要素，校园网网络建设方案应包括：网络拓扑结构、布线系统和设备选型方案、网络维护管理方案、资源建设方案、人员培训方案、校园网应用方案。
（一）建设原则选择的策略
校园网络建设是一项大型网络工程，其设计是否合理对校园网络的未来发展和产生的效益起着极为重要的作用。其总体设计方案的确定，不仅要考虑到近期目标，还要为系统的进一步发展和扩充留有余地。整个校园网络的建设在规划时率先考虑的有三个原则：实用性原则、开放性原则和先进性原则。
实用性原则：网络应用和服务在整个网络建设中应置于非常重要的地位，网络基础设施是为最终应用服务的。
开放性原则：校园网络应具有良好的开放性。开放性原则包括采用开放标准、开放技术、开放结构、开放系统组件、开放用户接口。
先进性原则：建设校园网络，尽可能采用成熟先进的技术，使用具有时代先进水平的计算机系统和网络设备。先进性原则包括设计思想先进、软硬件设备先进、网络结构先进、开发工具先进。
在方案设计过程中，还有几项设计原则是必须考虑的，它们是：
可靠原则：网络的运行是稳固的。
安全原则：包括选用安全的操作系统、设置网络防火墙、网络防杀病毒、数据加密和信息工作制度的保密。
高效原则：性能指标高，软硬件性能充分发挥。
可扩展性：能够在规模和性能两个方向上进行扩展。
建设原则是网络规划和方案制定的方针，不同的原则侧重会产生不同的方案。每个学校应先根据自身的情况选择合适的原则来指导校园网络规划。
（二）网络技术选择策略
目前，在传统以太网基础上又出现了许多新的网络技术，典型的有：交换式以太网、快速以太网、千兆网和ATM等。不同网络技术的采用将直接影响到校园网络的投资和性能。
1. 局域网交换。传统的局域网(以太网、令牌环网、FDDI)都是共享介质网络，也就是说，网络上同时只能存在一次网络对话。局域网交换的优点表现在：1)简化了网络和工作站的管理。2)网络延迟降低，对路由器的依赖程度也大大减少。3)廉价的、专用的连接带宽。4)与现存LAN兼容，并且可以与ATM无缝集成。
其缺点如下所述：1)网络连接所支持的物理距离有限，扩展性能差，不支持广域网连接。2)无传输优先级保证，不适合于多媒体应用环境。3)流量缓冲器小，没有流控机制，不能满足主干网的要求。4)不具备有效的广播管理能力。局域网交换非常适合于工作组和桌面机环境，但是不能用它来解决所有问题，特别是不能满足主干网和广域网连接的要求。
2. 千兆以太网。千兆以太网是IEEE 802.3以太网标准的扩展。它的传输速率为以太网的100倍、快速以太网的10倍，解决了网络主干的带宽问题。
3. 虚拟局域网VLAN。虚拟局域网(VLAN)是Cisco Fusion体系结构的有机组成部分。它可以减少改变的管理费用，还能够保证原有的访问安全性以及集中化的策略控制。其次，VLAN还应当针对于园区网的带宽和性能进行管理，即在与用户位置无关的前提下，能对广播和多址广播进行限制。
一个完善的VLAN解决方案应当具有如下特征：1)VLAN之间能够跨越多个交换机和不同LAN技术进行通信。2)VLAN之间能够进行第三层路由。3)能够根据成员策略自动为某一VLAN增加新用户。4)能够监测和理解每一VLAN中的流量。5)能够集中控制和管理VLAN。6)能够按VLAN来对网络利用率进行规划和优先级设计。
近几年以来，用于转发流量的网络技术发展迅猛，其原理大多数都是基于基本的桥接或路由机制。从定义上讲，一般的局域网交换就是第二层桥接，数据帧是利用第二层MAC地址来转发的。而第三层交换几乎总是路由，也就是说，数据帧是利用第三层地址来转发的。第三层交换技术大致分为三大类：基于ASIC(专用集成电路)的路由、直通式路由和标记交换。
基于硬件的路由是最常见的第三层交换，它与传统的路由基本上是一样的，数据帧是根据第三层目标地址来转发的，而路由发现协议，如RIP、OSPF等，用来决定网络拓扑和目标可到达性。二者的唯一区别在于硬件路由的帧转发功能是在ASIC(专用集成电路)里完成的，而不是象传统路由一样是借助于软件计算。硅芯片技术的发展使得采用大规模集成电路来完成以前只能借助软件才能执行的复杂功能成为可能。这样一来，既大大提高了路由的处理速度，又降低了设备的成本。
直通式路由充分利用了某些面向连接的网络如ATM的优势，从中介的路由器旁路，直接在通信终端之间建立虚电路。路由器中继数量的减少改善了网络性能和扩展性。值得注意的是，只有在面向连接的网络里才能实现直通式路由，因此，迄今为止唯一已经完成标准化的就是MPOA/NHRP。
在标记交换模型中，网络给源和目的子网之间的路径分配标记，利用这些标记来转发数据包。中间的路由器预先计算好转发方向，然后利用标记，进行第二层的交换，而不是第三层地址来转发数据帧。标记交换有助于提高大型互连网络的传输性能和扩展能力，但是迄今为止，相关标准(多协议标记交换MPLS)还有待制定。
（三）结构化布线策略
校园网的信息通道是整个校园网的基础，因此，由各种传输介质（光纤、电缆等）、线路管理硬件、连接器、插座等一系列设备组成的布线系统就成为整个信息流通的必经之路，一旦通道阻塞，整个校园网就会陷于瘫痪。好的布线系统不仅方便日后校园网的维护、检修故障，更有利于未来校园网的扩充和升级。因此，校园网的设计与建设中，要首先考虑校园建筑物地理位置特点，科学、合理、规范、有序的建设符合标准的布线系统。结构化布线在系统设计、设备选型、施工安装过程中要统一严格按国际标准；建立详细文档，便于今后网络系统的维护和扩展。采用国际标准协议及标准接口，把各类计算机、程控交换机联接入网，并保证以后的机器方便入网。布线系统应能适应网络技术的发展及应用水平的提高。
（四）建设内容选择策略
学校校园网络要建设的内容很多，除了网络主干建设外，还有一些典型项目。学校在有限的经费下，应根据经费、现有基础及人员情况详细分析需求和约束条件，选择合适建设项目。
四、校园网的资源建设策略
校园网价值的真正体现就在于丰富的软件资源，因此，资源的建设尤其重要。校园网的资源包括：多媒体教学资源库：提供各类CAI课件、视频点播资料、教师备课教案、多媒体素材等各类资源；图书情报信息库：提供全面的图书查阅和检索服务；管理信息库：提供全校教学、科研、行政、后勤、财务等多项管理信息资源；动态综合信息库：提供校内新闻发布，问题讨论，师生之间的E-mail交流，常用软件下载等。
庞大资源的建设要走引进与自主建设相结合的路，联合多方面的力量，共同建设资源。一般有三种途径：第一是链接。将学校的WWW服务器与Internet上大量免费的教育教学资源网站进行链接，直接实现教育教学资源共享。第二是镜像。通过与Internet上一些高水平、高质量的教育资源库建立全部或者部分的镜像，以获取更新、更专业化的资源。第三是自主建设。它必须由全体教师共同完成。通常学科教师是这类资源建设的主力军，他们经过教育技术理论与技术培训，掌握计算机操作技能，再结合丰富的学科教学经验，可以制作出教学所需的各类课件。此外，学校还可以在校园网络中心设立资源建设小组，根据教学需求，专门负责收集市场上的优秀的CAI课件。
资源建设中还应该考虑创建良好的资源搜索引擎，使建好的资源库发挥充分的作用。总之，资源的建设是一个长期的、不断更新的过程。
五、校园网的维护与保障策略
校园网的建设完成以后，保障工作成为与资源建设并重的任务。它涉及到：
（一）校园网的管理策略
校园网的管理应该成立专门信息中心或网络中心来负责。校园网的管理包括网管人员、网络及电教设备、相关资料等的常规管理，同时也包括电子邮件、网络资源及网络计费等的管理。
（二）日常维护策略
校园网日常的维护工作需要定期更新，可以通过由计算机教师带队的课外活动小组来完成部分维护工作。
（三）技术人员培训策略
学校应该选拔优秀计算机教师参加培训，负责校园网的管理和维护，再带出第二批网络中心的技术人员。
六、有效应用校园网络的策略
校园网的应用是整个校园网建设的出发点和归宿。要让管理干部、学科教师和学生都充分使用校园网，可以从以下几方面来考虑。
（一）通过合理的机制激发应用校园网络的兴趣和动机
1．学校可以组织讲座和经验交流，因势利导，激发动机。学校通过建立相应的激励机制和改革管理的机制，创造一个网络应用的气氛；通过新的教育思想和教育理论的培训，使教师真正认识到校园网对教学改革和培养学生的作用，自觉的将校园网应用作为教学工作必不可少的部分。
2．通过多层次培训提高应用校园网络的能力。学校一方面要对各个学科的骨干教师进行计算机应用技术、计算机辅助教育和Internet应用的培训；另一方面借助学校教师继续教育工程，让广大教师参加普及性的计算机操作基本技能和现代教育技术的培训。对于学生，在课程改革中加入信息技术课程，培养他们应用网络辅助学习能力。
（二）通过足够的经费投入和合适的管理机制确保应用校园网络的机会和时间
学校应根据自身的情况，尽可能配备足够的计算机，并通过合理的管理机制，使要求使用校园网的师生有足够的时间和机会来应用网络。网络时代的到来，给人类教育带来的冲击是前所未有的，同时它也为教育提供了实现飞跃的机遇。教育要面向现代化、面向世界、面向未来，首先要面向网络。实现网络教育的前提是网络的建设，而学校校园网络的建设不仅仅是网络硬环境的建设，还必须包括校园网络的维护与保障、校园网络的资源建设和校园网络的有效应用等其他三个环节。只有充分有效的应用校园网络，才能导致整个教学模式与教育观念的彻底变革，才能适用新世纪培养高素质的创造型和复合型人才的需要。各个学校可结合本学校的特点，探索出一条适合自己的网络教育之路。
校园网络作为一种在学校应用的局域网，概括起来有四个方面的典型应用：第一，校园网是为学生学习活动服务的，是一种学习工具。第二，校园网为教师的教学和科研活动服务，提供教学资源、辅助教师备课，参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等。第三，校园网是为学校教育教学管理服务的。第四，校园网是沟通学校与外面的窗口。所以校园网应是一种为学校学习活动、教学活动、科研活动和管理活动服务的校园内局域网络环境。它是建构在多媒体技术和现代网络技术之上并与因特网连接的。
本文从校园网络环境建设、校园网络保障体系、教学资源和校园网络应用等四个环节来探讨校园网络建设策略，实现促进教学改革、培养信息社会所需人才的最终目标。
二、学校校园网络的基本框架
根据学校校园网络的四类典型应用即可确定学校校园网的基本框架。它是一个由若干个多功能教室、若干个计算机网络教室、一个虚拟图书馆、一个办公网、一个信息中心和一些其他应用构成的局域网络系统，并通过一个边界路由器与因特网相连。
（一）虚拟图书馆
将大量的图书资料以数字化的形式存储在资源服务器上，或通过Video服务器提供各种多媒体信息资源。学生与教师通过计算机网络可以方便的对资料进行查询、检索和使用。
（二）电子备课室
为教师提供利用网络资源和各种工具进行课程设计与开发的环境。它由采集压缩系统、图像处理系统、光盘制作系统、教师备课系统、服务器和若干台多媒体计算机组成。
（三）学校办公网
通过在校园网上运行的综合信息管理系统，学校的教学管理和日常的管理实现办公自动化，同时可在网上进行信息发布。
（四）其他应用
如校园卡系统，利用校园网和智能卡（IC卡）技术，形成学校内部完整的校园卡系统，通过一张IC卡，可以作为学生证、上机证、借书证、电话卡、就餐卡等，使学校全面实现电子信息化管理。
另外，边界路由器是整个校园网的“门卫”，它负责校园网的安全。它的“过滤”功能只允许那些“干净”、合格的信息自由出入校园网。它既是校园网与因特网沟通的桥梁，也是校外教师和学生远程接入的通道。
三、校园网络规划的策略
根据校园网络四要素，校园网网络建设方案应包括：网络拓扑结构、布线系统和设备选型方案、网络维护管理方案、资源建设方案、人员培训方案、校园网应用方案。
（一）建设原则选择的策略
校园网络建设是一项大型网络工程，其设计是否合理对校园网络的未来发展和产生的效益起着极为重要的作用。其总体设计方案的确定，不仅要考虑到近期目标，还要为系统的进一步发展和扩充留有余地。整个校园网络的建设在规划时率先考虑的有三个原则：实用性原则、开放性原则和先进性原则。
实用性原则：网络应用和服务在整个网络建设中应置于非常重要的地位，网络基础设施是为最终应用服务的。
开放性原则：校园网络应具有良好的开放性。开放性原则包括采用开放标准、开放技术、开放结构、开放系统组件、开放用户接口。
先进性原则：建设校园网络，尽可能采用成熟先进的技术，使用具有时代先进水平的计算机系统和网络设备。先进性原则包括设计思想先进、软硬件设备先进、网络结构先进、开发工具先进。
在方案设计过程中，还有几项设计原则是必须考虑的，它们是：
可靠原则：网络的运行是稳固的。
安全原则：包括选用安全的操作系统、设置网络防火墙、网络防杀病毒、数据加密和信息工作制度的保密。
高效原则：性能指标高，软硬件性能充分发挥。
可扩展性：能够在规模和性能两个方向上进行扩展。
建设原则是网络规划和方案制定的方针，不同的原则侧重会产生不同的方案。每个学校应先根据自身的情况选择合适的原则来指导校园网络规划。
（二）网络技术选择策略
目前，在传统以太网基础上又出现了许多新的网络技术，典型的有：交换式以太网、快速以太网、千兆网和ATM等。不同网络技术的采用将直接影响到校园网络的投资和性能。
1. 局域网交换。传统的局域网(以太网、令牌环网、FDDI)都是共享介质网络，也就是说，网络上同时只能存在一次网络对话。局域网交换的优点表现在：1)简化了网络和工作站的管理。2)网络延迟降低，对路由器的依赖程度也大大减少。3)廉价的、专用的连接带宽。4)与现存LAN兼容，并且可以与ATM无缝集成。
其缺点如下所述：1)网络连接所支持的物理距离有限，扩展性能差，不支持广域网连接。2)无传输优先级保证，不适合于多媒体应用环境。3)流量缓冲器小，没有流控机制，不能满足主干网的要求。4)不具备有效的广播管理能力。局域网交换非常适合于工作组和桌面机环境，但是不能用它来解决所有问题，特别是不能满足主干网和广域网连接的要求。
2. 千兆以太网。千兆以太网是IEEE 802.3以太网标准的扩展。它的传输速率为以太网的100倍、快速以太网的10倍，解决了网络主干的带宽问题。
3. 虚拟局域网VLAN。虚拟局域网(VLAN)是Cisco Fusion体系结构的有机组成部分。它可以减少改变的管理费用，还能够保证原有的访问安全性以及集中化的策略控制。其次，VLAN还应当针对于园区网的带宽和性能进行管理，即在与用户位置无关的前提下，能对广播和多址广播进行限制。
一个完善的VLAN解决方案应当具有如下特征：1)VLAN之间能够跨越多个交换机和不同LAN技术进行通信。2)VLAN之间能够进行第三层路由。3)能够根据成员策略自动为某一VLAN增加新用户。4)能够监测和理解每一VLAN中的流量。5)能够集中控制和管理VLAN。6)能够按VLAN来对网络利用率进行规划和优先级设计。
近几年以来，用于转发流量的网络技术发展迅猛，其原理大多数都是基于基本的桥接或路由机制。从定义上讲，一般的局域网交换就是第二层桥接，数据帧是利用第二层MAC地址来转发的。而第三层交换几乎总是路由，也就是说，数据帧是利用第三层地址来转发的。第三层交换技术大致分为三大类：基于ASIC(专用集成电路)的路由、直通式路由和标记交换。
基于硬件的路由是最常见的第三层交换，它与传统的路由基本上是一样的，数据帧是根据第三层目标地址来转发的，而路由发现协议，如RIP、OSPF等，用来决定网络拓扑和目标可到达性。二者的唯一区别在于硬件路由的帧转发功能是在ASIC(专用集成电路)里完成的，而不是象传统路由一样是借助于软件计算。硅芯片技术的发展使得采用大规模集成电路来完成以前只能借助软件才能执行的复杂功能成为可能。这样一来，既大大提高了路由的处理速度，又降低了设备的成本。
直通式路由充分利用了某些面向连接的网络如ATM的优势，从中介的路由器旁路，直接在通信终端之间建立虚电路。路由器中继数量的减少改善了网络性能和扩展性。值得注意的是，只有在面向连接的网络里才能实现直通式路由，因此，迄今为止唯一已经完成标准化的就是MPOA/NHRP。
在标记交换模型中，网络给源和目的子网之间的路径分配标记，利用这些标记来转发数据包。中间的路由器预先计算好转发方向，然后利用标记，进行第二层的交换，而不是第三层地址来转发数据帧。标记交换有助于提高大型互连网络的传输性能和扩展能力，但是迄今为止，相关标准(多协议标记交换MPLS)还有待制定。
（三）结构化布线策略
校园网的信息通道是整个校园网的基础，因此，由各种传输介质（光纤、电缆等）、线路管理硬件、连接器、插座等一系列设备组成的布线系统就成为整个信息流通的必经之路，一旦通道阻塞，整个校园网就会陷于瘫痪。好的布线系统不仅方便日后校园网的维护、检修故障，更有利于未来校园网的扩充和升级。因此，校园网的设计与建设中，要首先考虑校园建筑物地理位置特点，科学、合理、规范、有序的建设符合标准的布线系统。结构化布线在系统设计、设备选型、施工安装过程中要统一严格按国际标准；建立详细文档，便于今后网络系统的维护和扩展。采用国际标准协议及标准接口，把各类计算机、程控交换机联接入网，并保证以后的机器方便入网。布线系统应能适应网络技术的发展及应用水平的提高。
（四）建设内容选择策略
学校校园网络要建设的内容很多，除了网络主干建设外，还有一些典型项目。学校在有限的经费下，应根据经费、现有基础及人员情况详细分析需求和约束条件，选择合适建设项目。
四、校园网的资源建设策略
校园网价值的真正体现就在于丰富的软件资源，因此，资源的建设尤其重要。校园网的资源包括：多媒体教学资源库：提供各类CAI课件、视频点播资料、教师备课教案、多媒体素材等各类资源；图书情报信息库：提供全面的图书查阅和检索服务；管理信息库：提供全校教学、科研、行政、后勤、财务等多项管理信息资源；动态综合信息库：提供校内新闻发布，问题讨论，师生之间的E-mail交流，常用软件下载等。
庞大资源的建设要走引进与自主建设相结合的路，联合多方面的力量，共同建设资源。一般有三种途径：第一是链接。将学校的WWW服务器与Internet上大量免费的教育教学资源网站进行链接，直接实现教育教学资源共享。第二是镜像。通过与Internet上一些高水平、高质量的教育资源库建立全部或者部分的镜像，以获取更新、更专业化的资源。第三是自主建设。它必须由全体教师共同完成。通常学科教师是这类资源建设的主力军，他们经过教育技术理论与技术培训，掌握计算机操作技能，再结合丰富的学科教学经验，可以制作出教学所需的各类课件。此外，学校还可以在校园网络中心设立资源建设小组，根据教学需求，专门负责收集市场上的优秀的CAI课件。
资源建设中还应该考虑创建良好的资源搜索引擎，使建好的资源库发挥充分的作用。总之，资源的建设是一个长期的、不断更新的过程。
五、校园网的维护与保障策略
校园网的建设完成以后，保障工作成为与资源建设并重的任务。它涉及到：
（一）校园网的管理策略
校园网的管理应该成立专门信息中心或网络中心来负责。校园网的管理包括网管人员、网络及电教设备、相关资料等的常规管理，同时也包括电子邮件、网络资源及网络计费等的管理。
（二）日常维护策略
校园网日常的维护工作需要定期更新，可以通过由计算机教师带队的课外活动小组来完成部分维护工作。
（三）技术人员培训策略
学校应该选拔优秀计算机教师参加培训，负责校园网的管理和维护，再带出第二批网络中心的技术人员。
六、有效应用校园网络的策略
校园网的应用是整个校园网建设的出发点和归宿。要让管理干部、学科教师和学生都充分使用校园网，可以从以下几方面来考虑。
（一）通过合理的机制激发应用校园网络的兴趣和动机
1．学校可以组织讲座和经验交流，因势利导，激发动机。学校通过建立相应的激励机制和改革管理的机制，创造一个网络应用的气氛；通过新的教育思想和教育理论的培训，使教师真正认识到校园网对教学改革和培养学生的作用，自觉的将校园网应用作为教学工作必不可少的部分。
2．通过多层次培训提高应用校园网络的能力。学校一方面要对各个学科的骨干教师进行计算机应用技术、计算机辅助教育和Internet应用的培训；另一方面借助学校教师继续教育工程，让广大教师参加普及性的计算机操作基本技能和现代教育技术的培训。对于学生，在课程改革中加入信息技术课程，培养他们应用网络辅助学习能力。
（二）通过足够的经费投入和合适的管理机制确保应用校园网络的机会和时间
学校应根据自身的情况，尽可能配备足够的计算机，并通过合理的管理机制，使要求使用校园网的师生有足够的时间和机会来应用网络。网络时代的到来，给人类教育带来的冲击是前所未有的，同时它也为教育提供了实现飞跃的机遇。教育要面向现代化、面向世界、面向未来，首先要面向网络。实现网络教育的前提是网络的建设，而学校校园网络的建设不仅仅是网络硬环境的建设，还必须包括校园网络的维护与保障、校园网络的资源建设和校园网络的有效应用等其他三个环节。只有充分有效的应用校园网络，才能导致整个教学模式与教育观念的彻底变革，才能适用新世纪培养高素质的创造型和复合型人才的需要。各个学校可结合本学校的特点，探索出一条适合自己的网络教育之路。