構(gòu)建高職院數(shù)字化校園初探_第1頁
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文檔簡介

1、摘要:通過對數(shù)字化校園的構(gòu)建思想、設(shè)計理念、建立內(nèi)容與新技術(shù)應(yīng)用的研討,能夠幫助我們制定出適合高職院學(xué)院開展的數(shù)字化校園建立方案,并確保工程建成后的實用性和先進性,以及實施過程中關(guān)鍵技術(shù)的順利部署。闡述了數(shù)字化應(yīng)用推廣和管理在數(shù)字化建立中的重要性。從一個側(cè)面講述了構(gòu)建數(shù)字化校園所必需具備的一些根本要素。關(guān)鍵詞:校園網(wǎng)、數(shù)字化、虛擬校園、云技術(shù)應(yīng)用、虛擬化一、引言以云技術(shù)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的新一輪信息技術(shù)革命, 推動著信息產(chǎn)業(yè)的不斷開展, 新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在改變信息化開展模式, “數(shù)字化已成為當(dāng)前信息化建立和應(yīng)用的新方向。?國家中長期教育改革和開展規(guī)劃綱要2010 2020 年?指出: “信

2、息技術(shù)對教育開展具有革命性影響, 必須予以高度重視。 各級政府都將城市信息數(shù)字化建立列入中長期開展規(guī)劃綱要。 各級教育主管部門對各類學(xué)校的數(shù)字化校園建立, 做出了明確的部署和指導(dǎo)。 因此, 在數(shù)字校園建立實踐中, 我們不僅要從技術(shù)角度對數(shù)字校園進展研究, 還有要從管理學(xué)、教育學(xué)、 系統(tǒng)科學(xué)等不同的角度對數(shù)字校園建立進展廣泛的研究, 只有這樣才能更好地發(fā)揮數(shù)字校園的功能和效益。二、構(gòu)建數(shù)字化校園的指導(dǎo)思想與根本原那么數(shù)字化校園建立要遵循信息技術(shù)開展的客觀規(guī)律,通過規(guī)X 根底設(shè)施建立、加強資源應(yīng)用與整合、強化組織建立與業(yè)務(wù)流程優(yōu)化,創(chuàng)新數(shù)字化教育、學(xué)習(xí)、工作、生活模式,逐步構(gòu)建一個標(biāo)準規(guī)X、開放兼

3、容、管理統(tǒng)一、應(yīng)用整合、資源豐富、運轉(zhuǎn)流暢、監(jiān)管到位、平安可靠的數(shù)字校園平臺。要堅持“統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一信息門戶的設(shè)計理念,運用科學(xué)開展觀思想打造出實用的、可持續(xù)開展的新型數(shù)字化校園。數(shù)字校園建立應(yīng)與學(xué)校的實際情況相適應(yīng), 應(yīng)以需求為根底, 以應(yīng)用為目標(biāo), 具有較高的先進性和實用性, 必須統(tǒng)籌規(guī)劃, 做好頂層設(shè)計,科學(xué)制定整體規(guī)劃。數(shù)字校園建立是一項持續(xù)、 不斷開展的系統(tǒng)工程, 涉及校園事務(wù)的方方面面, 需要調(diào)動全校資源協(xié)調(diào)有序開展建立,應(yīng)設(shè)立專門管理協(xié)調(diào)機構(gòu),健全協(xié)同機制,明確各部門職責(zé),落實各項保障措施,根據(jù)學(xué)校的實際情況和條件做好方案,分步實施,防止盲目求全、

4、求大、求新。三、數(shù)字化校園的主要建立內(nèi)容數(shù)字校園是以基于計算機和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的對教學(xué)、 科研、管理、技術(shù)效勞、生活效勞等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應(yīng)用,使數(shù)字資源得到充分優(yōu)化利用的一種虛擬教育環(huán)境。數(shù)字校園通過實現(xiàn)從環(huán)境包括設(shè)備,教室等 、資源如圖書、講義、課件等到應(yīng)用包括教、學(xué)、管理、效勞、辦公等的全部數(shù)字化,在傳統(tǒng)校園根底上構(gòu)建一個數(shù)字空間, 以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度, 提升現(xiàn)實校園的運行效率, 擴展現(xiàn)實 校園的業(yè)務(wù)功能, 最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化, 把學(xué)校建立成既面向校園、 又面向全社會的一個超越時間、空間的虛擬大學(xué)。一根底設(shè)施建立數(shù)字校園根底設(shè)施系統(tǒng)建立是數(shù)

5、字校園的硬件根底,主要包括三局部:綜合管網(wǎng)系統(tǒng),綜合管網(wǎng)系統(tǒng)的建立是弱電系統(tǒng)建立的線路根底,分為室內(nèi)綜合管網(wǎng)和室外綜合管網(wǎng)兩局部,主要內(nèi)容在充分考慮土建、裝修、 供電、 空調(diào)等根底建立的前提下,根據(jù)使用部門和管理部門的不同業(yè)務(wù)需求,建立一個合理的、可擴展的綜合管網(wǎng)系統(tǒng),盡量做到規(guī)劃一次到位,防止今后重復(fù)開挖及敷設(shè)。智能弱電系統(tǒng),智能弱電系統(tǒng)包括校園內(nèi)各樓宇之間的光纖連接以及各會聚點到核心機房的光纖系統(tǒng), 必須考慮未來應(yīng)用擴展需要和線路備份, 留足適宜的芯數(shù) 根據(jù)業(yè)務(wù)需求一次性鋪設(shè)多套布線 。 樓宇之間應(yīng)使用光纖, 樓內(nèi)布線可考慮六類線纜, 全面支持數(shù)據(jù)、語音、視頻的快速傳輸。除有線系統(tǒng)外還應(yīng)考

6、慮全面、穩(wěn)定、高速、平安的無線覆蓋。網(wǎng)絡(luò)根底平臺系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字校園建立的重要根底,它既是各類應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸高速通道, 而且也是多媒體教學(xué)系統(tǒng)的資源傳輸通道, 應(yīng)根據(jù)信息技術(shù)開展和學(xué)校對帶寬的需求,建立運行穩(wěn)定、環(huán)境優(yōu)良、節(jié)能高效的核心網(wǎng)絡(luò)機房;建立高速可靠、具備冗余的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)及平安保障系統(tǒng); 根據(jù)數(shù)字校園應(yīng)用規(guī)模, 按照云計算和虛擬化方式配備必要的效勞器;建立容量足夠的網(wǎng)絡(luò)儲存系統(tǒng)保證海量數(shù)據(jù)的交換與計算。二公共效勞平臺建立數(shù)字校園公共效勞平臺也稱數(shù)據(jù)中心 包括統(tǒng)一信息標(biāo)準、 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)、統(tǒng)一門戶系統(tǒng)和原有應(yīng)用系統(tǒng)的建立與整合。公共效勞平臺建立的具體目標(biāo)是實

7、現(xiàn)“六個數(shù)字化和“一站式效勞:1環(huán)境數(shù)字化:構(gòu)建構(gòu)造合理、使用方便、高速暢通、平安穩(wěn)定的根底網(wǎng)絡(luò)。在此根底上, 建立高標(biāo)準的共享數(shù)據(jù)中心和統(tǒng)一身份認證及授權(quán)中心、 統(tǒng)一門戶平臺、 集成應(yīng)用平 臺,為提供更加科學(xué)合理的數(shù)字化環(huán)境奠定根底。2管理數(shù)字化:構(gòu)建覆蓋全校工作流程的協(xié)同管理信息體系,通過管理信息數(shù)據(jù)的交換、同步與共享,暢通學(xué)校信息流,實現(xiàn)管理的科學(xué)化、自動化、精細化,突出以人為本的理念,提高管理效率,降低運行本錢。3教學(xué)數(shù)字化:構(gòu)建包括全日制教育、繼續(xù)教育和成人培訓(xùn)等在內(nèi)的綜合教學(xué)及管理的數(shù)字化環(huán)境,科學(xué)配置教學(xué)資源,改革教學(xué)模式、手段與方法,提高教學(xué)效率與質(zhì)量,提高和優(yōu)化教師、教室、實

8、驗室等教學(xué)資源的利用率。4學(xué)習(xí)數(shù)字化:構(gòu)建先進實用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,整合、豐富數(shù)字化教學(xué)資源,創(chuàng)造主動式、協(xié)同式、研究式的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境,建立師生互動的新型數(shù)字化教學(xué)模式。5產(chǎn)學(xué)研數(shù)字化:構(gòu)建數(shù)字化產(chǎn)學(xué)研信息平臺,為產(chǎn)學(xué)研工作者提供快捷、全面、權(quán)威的信息資源, 實現(xiàn)教學(xué)、 科研和實訓(xùn)一體化, 提供開放、 協(xié)同、 高效的數(shù)字化產(chǎn)學(xué)研環(huán)境, 促進知識的產(chǎn)生、傳播與管理。6生活數(shù)字化:構(gòu)建便捷、高效、高雅、XX 的數(shù)字化生活環(huán)境和電子商務(wù)效勞平臺,利用一卡通等系統(tǒng), 實現(xiàn)校內(nèi)外主要消費流通、 學(xué)生入學(xué)繳費、 身份認證及門禁管理等功能。7一站式效勞:實現(xiàn)教職員工和學(xué)生的管理、教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)、生活等主要

9、活動的 一站式效勞,提高對師生效勞的水平,提升對社會的效勞能力。四、新技術(shù)的應(yīng)用與新設(shè)備網(wǎng)絡(luò)出口區(qū)是學(xué)院校外資源的必經(jīng)之路, 隨著多媒體流量的急劇增加, 單純開通高帶寬 的出口鏈路已經(jīng)不能滿足廣闊師生的實際應(yīng)用需求, 并且性價比極低。 因此新出口設(shè)計規(guī)劃 部署內(nèi)容緩存系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)量流量的緩存處理,節(jié)省出口帶寬,提升校內(nèi)師生的上網(wǎng)體驗, 部署流控設(shè)備,實現(xiàn)對視頻、 P2P 下載的合理限制,保障高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬。另外,教育部 GI 工程的深入建立開展和 IPv6 時代的到來,各高校紛紛開通了CERNET-2 的連接, 利用 IPv6 網(wǎng)絡(luò)開展的科研和教學(xué)活動。 XX 航院新校區(qū)校園的建立著眼于高

10、起點、現(xiàn)代化、智 能化的校園網(wǎng)建立,因此必須充分考慮未來5 10 年的出口流量的迅猛增長和IPv6 技術(shù)應(yīng)用的廣泛開展, 在校園網(wǎng)出口部署高性能出口引擎, 并要求出口設(shè)備全面支持 IPv4/v6 雙棧。XX航院有線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和建立需要考慮未來5-10年的先進性,因此骨干網(wǎng)需要建成一個高性能、高可用、高穩(wěn)定的校園骨干網(wǎng)絡(luò)平臺。XX航院可通過支持10萬兆平臺的高性能核心交換機構(gòu)建全冗余支持100G 骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 各校區(qū)會聚設(shè)備采用多條萬兆鏈路聚合連接到骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上, 增大校區(qū)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)性能。 實現(xiàn)校內(nèi)多萬兆骨干網(wǎng) 絡(luò)、千兆到桌面的新一代校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。XX航院有線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和建立需

11、要考慮未來5-10年的先進性,因此骨干網(wǎng)需要建成一個高性能、高可用、高穩(wěn)定的校園骨干網(wǎng)絡(luò)平臺。XX航院可通過支持10萬兆平臺的高性能核心交換機構(gòu)建全冗余支持100G 骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 各校區(qū)會聚設(shè)備采用多條萬兆鏈路聚合連接到骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上, 增大校區(qū)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)性能。 實現(xiàn)校內(nèi)多萬兆骨干網(wǎng) 絡(luò)、千兆到桌面的新一代校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除了需要高帶寬高性能外,還需要充分支持分布式的硬件流量監(jiān)控 Netstream 、 Netflow 、 IPFIX 等 、分布式的防火墻板卡、分布式的硬件IPv6 、分布式的MPLS分布式的硬件策略路由。通過分布式的架構(gòu),確保在不影響整機性能的前提條

12、件下 提供多種業(yè)務(wù), 以滿足校園網(wǎng)在管理維護、 網(wǎng)絡(luò)平安、 科研教學(xué)、 多業(yè)務(wù)區(qū)分等方面的需求。 建議在核心交換機上部署高性能防火墻模塊和流量分析模塊, 實現(xiàn)各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)權(quán)限的集中控 制和流量的透明化管理。VSU 技術(shù)優(yōu)點XX航院骨干網(wǎng)可全面采用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)多臺核心設(shè)備的虛擬化管理,兩臺核心設(shè)備 通過一體化板卡的擴大實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表項、統(tǒng)一的管理地址、統(tǒng)一的設(shè)備配置等單臺邏輯設(shè)備的對外特征。采用VSU(虛擬交換單元技術(shù))由傳統(tǒng)的VRRP+MSTP設(shè)備和線路主備部署模式轉(zhuǎn)變成了雙鏈路綁定上聯(lián)模式。兩條線路資源由原來的一主備模式轉(zhuǎn)變?yōu)殡p主雙活的模式,一方面成倍地增加了上聯(lián)帶寬, 提高了設(shè)備利用率。

13、另一方面縮短了因線路或設(shè)備故障而引發(fā)的遷移 收斂時間。VSU技術(shù)相比傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)和VRRP技術(shù),有如下優(yōu)勢:Virtual Switching Unit1、總體降低了校園網(wǎng)的 TCO在接近的設(shè)備本錢投入和線路本錢投入下,骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬從 20G,提高到了 40G,將骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬提高了 1倍。在實現(xiàn)高性能的同時降低了校園網(wǎng)投資的TCO.2、提高了骨干網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性故障恢復(fù)時間縮短到毫秒級。VSU和外圍設(shè)備通過聚合鏈路連接,如果其中一條成員鏈 路出現(xiàn)故障,切換到另一條成員鏈路的時間是50到200毫秒。相比VRRP+MSTP技術(shù)消耗 的 CPU 性能和對網(wǎng)絡(luò)拓撲的改變更小。3 、簡化網(wǎng)絡(luò)管理兩臺交換機

14、組成VSU 以后,管理員可以對兩臺交換機統(tǒng)一管理,而不需要連接到兩臺交換機分別進展配置和管理。4 、減少了故障隱患VSU 在網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)于一臺交換機, 通過聚合鏈路和外圍設(shè)備連接, 不存在二層環(huán)路, 沒 必要配置MSTP協(xié)議,各種控制協(xié)議是作為一臺交換機運行的,例如單播路由協(xié)議,VSU作為一臺交換機,減少了設(shè)備間大量協(xié)議報文的交互,縮短了路由收斂時間。插卡式防火墻技術(shù)優(yōu)點在核心交換機部署防火墻板卡,有如下技術(shù)優(yōu)勢:1 、降低了防火墻購置的本錢一塊防火墻板卡通過虛擬化技術(shù), 可實現(xiàn)多臺獨立防火墻的功能, 簡化了部署, 節(jié)省了 投資。2 、提高了平安管理的效率核心交換機配置防火墻板卡, 實現(xiàn)了平安和

15、交換的一體化, 降低了平安管理和交換機管 理的復(fù)雜度,提高了管理效率。3 、提升了平安過濾的性能防火墻板卡是基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 Crossbar 全互聯(lián)背板架構(gòu),確保防火墻模塊與被保護對 象之間高速無阻塞數(shù)據(jù)交換。4) 、平安管理透明化和個性化并通過防火墻板卡和認證計費系統(tǒng)的聯(lián)動,實現(xiàn)了從平安管理IP 到平安管理到賬戶。IPFIX 技術(shù)優(yōu)點在核心交換機部署IPFIX 板卡流量透明化,有如下技術(shù)優(yōu)勢:1異常流量準確分析數(shù)字化校園完全依賴于計算機網(wǎng)絡(luò), 維護人員希望在網(wǎng)絡(luò)性能突然下降的時候找到問題所在, 并迅速解決問題。 利用網(wǎng)絡(luò)透明化解決方案提供的某段時間內(nèi)的流量、 應(yīng)用趨勢分析,可非常直觀的看到網(wǎng)

16、絡(luò)流量是否有突然增長或突然下降的現(xiàn)象, 并進一步分析出是哪些用戶產(chǎn)生了最多的流量、 使用了哪些應(yīng)用以至于網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)出現(xiàn)性能問題。 根據(jù)最終分析結(jié)果, 可 快速的解決掉網(wǎng)絡(luò)異常問題,保證網(wǎng)絡(luò)正常的運行!例如學(xué)校網(wǎng)絡(luò)電視臺反響圖像調(diào)用變得非常緩慢, 需要要等十幾秒, 甚至調(diào)用失敗。 網(wǎng) 管人員可以利用 IPFIX 監(jiān)控系統(tǒng),查看實時流量定位數(shù)據(jù)流量不正常的 IP 地址,關(guān)閉該IP流量,讓網(wǎng)絡(luò)流量恢復(fù)正常。2效勞器優(yōu)化有據(jù)可依利用IPFiy日志以及網(wǎng)絡(luò)透明化長期監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)帶寬而形成的各類趨勢報表, 如基于設(shè)備接口的長期出趨勢分析,各類應(yīng)用百分比,有助于網(wǎng) 1 I ft |B H *Vll i14;!:曰

17、 In印* lw MH fe |a Iti絡(luò)管理員跟蹤和預(yù)測網(wǎng)絡(luò)鏈路流量的增長,從而能有效的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)升級。 TOC o 1-5 h z 如學(xué)??赡芏嗵紫到y(tǒng)安裝希上臺效勞器壬二二性育彘法滿足學(xué)校應(yīng)用,信息中心需將效勞 n tBEUM!進展別離,是將哪個效勞別離開,還是將三個效勞都單獨分開?網(wǎng)管可利用核心交換機的pmiill |IPFIX功能,統(tǒng)計分析該效勞器中三種應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)流量比率,做出合理規(guī)劃。 -J,-! I3準確定義流量,鏈路故障預(yù)警更有效網(wǎng)絡(luò)透明化解決方案,可以使網(wǎng)絡(luò)管理員及時掌握網(wǎng)絡(luò)負載狀況,對核心網(wǎng)絡(luò)的重點鏈 路進展統(tǒng)計,各類 TOP應(yīng)用百分比,使用各類應(yīng)用的網(wǎng)內(nèi)用戶、效勞器的流量趨

18、勢及統(tǒng)計 值,迅速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的使用狀況和不同鏈路的使用率變化趨勢,盡早發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的不合理,或是網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸,盡快做出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面的決斷,最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化使用,為用戶提供高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)效勞,并且防止了網(wǎng)絡(luò)帶寬和效勞器瓶頸問題。學(xué)校網(wǎng)管軟件都有鏈路故障預(yù)警的功能,但問題是,如何設(shè)定一個合理的流量告警閥值,設(shè)置過大或過小都無法起到很好的作用,僅憑經(jīng)歷始終無法起到很好的預(yù)警效果。通過核心交換機IPFIX功能,可以輕松監(jiān)控并分析每條鏈路的流量走勢,根據(jù)每條鏈路的平均流量峰 值,在網(wǎng)管系統(tǒng)上設(shè)置流量預(yù)警閥值,準確地進展鏈路故障的預(yù)警。在鏈路真正出問題之前就準確定位到故障隱患點,及時排除故障。4管理和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)首先要進展測量?!盁o法被量化的將無法改進。要進展網(wǎng)絡(luò)整體流量分析,即實現(xiàn)流量的分布分析和構(gòu)成分析,那么基于流技術(shù)是當(dāng)前的最優(yōu)選擇,可以實現(xiàn)全

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