校園網(wǎng)多媒體解決方案

1、校園網(wǎng)多媒體教室解決方案 2009年09月21日 來源：中國數(shù)字音視網(wǎng) 字體大小：大 中 小 文字顏色： 背景顏色： 校園網(wǎng)的建設(shè)主要是為了教學應(yīng)用，而多媒體輔助教學和多媒體教室是教學應(yīng)用的核心，在網(wǎng)絡(luò)組建時應(yīng)考慮多媒體信息的特點，如信息量大，對時間延遲敏感等；在校園網(wǎng)中常會出現(xiàn)幾十個學生執(zhí)行相同操作的現(xiàn)象，所以要考慮并發(fā)信息的控制；學生利用網(wǎng)絡(luò)做作業(yè)，教師要在家撥號訪問學校網(wǎng)絡(luò)，學籍管理信息在網(wǎng)上傳輸，所以也要考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止黑客破壞網(wǎng)絡(luò)，學生抄襲作業(yè)；校園網(wǎng)又是面向不同知識層次的教師、學生和辦公人員的工具，它幫助我們更好地提高教學水平、辦公效率和學習興趣，所以應(yīng)用和管理應(yīng)簡便易行，界

2、面友好，不宜太專業(yè)化?？紤]各個學校的具體情況如性質(zhì)、規(guī)模、財務(wù)等，藍代維斯科技提出了多種不同的校園網(wǎng)解決方案以供參考： 1、小型校園網(wǎng)解決方案這是一個相對小型的校園網(wǎng)絡(luò)，適宜于單一建筑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，方案特點如下（黑體部分表示主要特點，詳見后文闡述）： （1）支持多媒體全面應(yīng)用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學； （2）高性能，全交換，滿足用戶需求； （3）管理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓(xùn)； （4）系統(tǒng)高安全，保密性高； （5）ISDN連接方式，按需建立連接降低鏈路費用。 實現(xiàn)應(yīng)用如下： 1個多媒體教室：50個多媒體用戶； 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶； 60個校園網(wǎng)普通/多媒體用戶；

3、 互聯(lián)網(wǎng)接入，安全的廣域網(wǎng)訪問。 方案拓撲結(jié)構(gòu)如下：由圖可看出，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成為：Catalyst 2924交換機 一臺 Catalyst 1924/2924交換機 五臺 Cisco1700/800路由器 一臺 Catalyst 2924交換機是這一網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，它提供了24個10/100M自適應(yīng)的高速以太網(wǎng)端口，為分支交換機Catalyst 1924和數(shù)據(jù)量很大的主服務(wù)器工作站提供高速主干連接；1924交換機具有兩個100M快速以太網(wǎng)端口和24個10M端口，100M用于2924或教師用機的連接，10M則可提供給數(shù)據(jù)流量較少的學生機和辦公機器；圖中多媒體教室用到其中兩臺1924或2924，可為

4、近五十臺學生機提供互聯(lián)網(wǎng)連接，另三臺分別分配給電子圖書瀏覽和辦公用。這是一個全交換的網(wǎng)絡(luò)，相對共享式集線器而言，交換機各端口擁有獨占的帶寬，能實現(xiàn)多路并行傳輸，不易發(fā)生沖突，能為多媒體信息提供更好的保障。 考慮到互聯(lián)網(wǎng)接入是校園網(wǎng)的發(fā)展趨勢，在每套解決方案中都用到了路由器來引入廣域網(wǎng)的遠程連接，這套方案中用到了思科公司的低端路由器Cisco 1700，它提供了對內(nèi)的10/100M局域網(wǎng)接口和對外的128K的ISDN或?qū)＞€連接，通過Internet實現(xiàn)遠程教學或教學演播等應(yīng)用。ISDN是國內(nèi)已廣泛應(yīng)用的一種撥號技術(shù)，按連接時間計費，費用僅為普通電話線的2-3倍，但帶寬卻能達到3-4倍，且傳輸穩(wěn)定

5、，連接迅速。在實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)傳遞的基礎(chǔ)上，用戶根據(jù)自己的需要靈活選用上述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的某些性能。如：路由器和交換機的組內(nèi)廣播功能可為多媒體信息的傳輸提供更高的服務(wù)；而擁有兩個100M端口的1924可與2924之間建立快速以太網(wǎng)通道，在全雙工模式下達到400M的高速級聯(lián)；此外，在圖中1700/800路由器上帶有一個紅色磚墻標志，它表示該路由器兼任了防火墻藍代維斯科技系列中、低端路由器都可以通過操作系統(tǒng)升級具備防火墻性能，在承擔遠程連接的同時實施數(shù)據(jù)包檢驗和過濾，防止非法用戶侵入到內(nèi)部局域網(wǎng)中對連接到Internet這一開放網(wǎng)絡(luò)的用戶來說，安全性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中不容忽視的一項重要因素。 這套方案的好處是簡

6、便易行，成本很低，并且兼顧了教學、管理和通訊三方面應(yīng)用。在實現(xiàn)高性價比的桌面應(yīng)用的同時又做到易于配置和管理：2924和1924都屬即插即用的設(shè)備，如果不添加特殊功能則不需任何配置，1700/800的設(shè)置和管理也十分方便，這樣用戶使用起來將得心應(yīng)手，無后顧之憂。 2、支持長距離光纜的小型校園網(wǎng)解決方案這套校園網(wǎng)絡(luò)與第一套大致相似，但引入了光纜連接，因此除了具備前套方案的所有特點外，還能擴展局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域，適用于多建筑校園網(wǎng)的應(yīng)用。 方案特點如下： （1）支持多媒體應(yīng)用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學； （2）高性能，全交換，滿足用戶需求； （3）管理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓(xùn)； （4）

7、系統(tǒng)安全，保密性高； （5）ISDN連接方式，按需建立連接降低鏈路費用； （6）采用光纜支持較長距離，滿足不同用戶需求。 實現(xiàn)應(yīng)用如下： 1個多媒體教室：50個多媒體用戶； 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶； 60個校園網(wǎng)普通/多媒體用戶； 互聯(lián)網(wǎng)接入，安全的廣域網(wǎng)訪問。 拓撲結(jié)構(gòu)如下：比較圖1和圖2可看出，圖2中的中央交換機改為Catalyst 2924M，用于辦公管理和電子瀏覽的兩臺分支交換機也改為Catalyst 1924C，相應(yīng)的交換機間的級聯(lián)鏈路改為了光纜。這樣建設(shè)成本略為提高，設(shè)備組成變?yōu)椋?由圖可看出，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成為：Catalyst 2924M交換機 一臺（配置2/4端口100

8、BaseFX模塊） Catalyst 1924/2924交換機 三臺 Catalyst 1924C交換機 兩臺 Cisco 1700/800路由器 一臺交換機2924M的M表示模塊化，這里選擇了一個2或4端口100M光纖模塊；1924C的C表示光纖，它的其中一個100M端口由1924的100BaseTX（雙絞線）變?yōu)?00BaseFX（光纖）。交換機間的多模光纜連接距離可達數(shù)百米，基本能滿足校園內(nèi)各建筑間連接距離要求，這樣即使教學大樓、辦公大樓和圖書館分散在不同位置，依然能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的局域網(wǎng)應(yīng)用。兩臺用于多媒體教學的1924/2924交換機與同一大樓內(nèi)的2924M仍采用雙絞線連接即可。 3、

9、融合多媒體應(yīng)用的中型校園網(wǎng)解決方案對于應(yīng)用更為復(fù)雜，需要更高局域網(wǎng)性能和多樣化遠程連接的學校，思科公司又推出第三套建議方案。方案特點： （1）高性能全交換，千兆主干，滿足大負荷網(wǎng)絡(luò)運行需求； （2）虛擬網(wǎng)絡(luò)方便管理，提高網(wǎng)絡(luò)安全與性能； （3）支持多媒體應(yīng)用包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學； （4）卓越的IP/TV多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，滿足用戶點播、廣播需求，實現(xiàn)多媒體教學和管理； （5）管理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓(xùn)； （6）系統(tǒng)安全，保密性高； （7）帶寬優(yōu)化技術(shù)，降低鏈路費用。 實現(xiàn)應(yīng)用如下： 無用戶數(shù)限制的IP/TV視頻點播、廣播系統(tǒng)； 2個多媒體教室：100個多媒體用戶； 1個電子

10、閱覽室：24個多媒體用戶； 80個校園網(wǎng)普通/多媒體用戶； 16個遠程用戶撥號訪問校園網(wǎng)； 互聯(lián)網(wǎng)接入，安全的廣域網(wǎng)訪問。 拓撲結(jié)構(gòu)如下：圖中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成為：Catalyst 3524M交換機 兩臺 Catalyst 1924/2924/3524/3548交換機 六臺 Cisco 2620路由器 一臺（配置NM-8AM模塊） IP/TV視頻軟件 一套 方案中局域網(wǎng)核心由兩臺Catalyst 3524交換機通過千兆以太網(wǎng)級聯(lián)組成。Catalyst 3524交換機具有24個10/100M端口和兩個千兆端口，因此兩臺3524之間可通過兩條千兆連接建立以太網(wǎng)通道，實現(xiàn)高達4G的主干連接，并且可以選擇不

11、同的1000M鏈路類型（1000BaseSX、1000BaseLX/LH等）來滿足或長或短的距離要求；其10/100M端口用于分支交換機和主服務(wù)器的連接。 二級交換機采用Catalyst 1924/2924/3524/3548，通過100M端口與3524的10/100M端口上聯(lián)，而剩余的100M或10M端口則可留給多媒體教室的教師用機和學生機，或辦公用PC。通過這樣的兩級級聯(lián)，局域網(wǎng)用戶擴展到上百名，并且有更多的100M端口為數(shù)據(jù)庫、多媒體教學或網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器提供高速連接，網(wǎng)絡(luò)整體容量大大提高。 遠程連接設(shè)備也改進為Cisco 2620路由器，它本身具有一個10/100M快速以太網(wǎng)端口，這里還

12、為其選配了一個NM-8AM模塊，可同時建立八條115.2Kbps的電話撥號連接，因此應(yīng)用非常靈活：用戶可以將一部分撥號鏈路連通ISP去訪問Internet，或通過Internet實現(xiàn)遠程多媒體教學；而將另一部分鏈路留給在家備課的老師或復(fù)習的學生，師生們可以很方便地利用家中的電話線和調(diào)制解調(diào)器連到學校的2620路由器上，滿足Internet訪問、數(shù)據(jù)查詢及電子瀏覽等應(yīng)用?？紤]到Internet外部入侵和撥號用戶的非法登錄等不安全因素，2620路由器的操作系統(tǒng)也升級到防火墻版本，同時肩負起數(shù)據(jù)檢驗和過濾的功能。 除了遠程連接的功能，Cisco 2620的10/100M以太網(wǎng)端口也為校園內(nèi)部局域網(wǎng)實

13、現(xiàn)VLAN的應(yīng)用提供了可能：VLAN的劃分是在交換機上進行的，利用這項功能可以將整個局域網(wǎng)分割成相對隔離的幾個虛擬網(wǎng)段（即VLAN）來分別對應(yīng)不同的機構(gòu)和用途，從而提高VLAN內(nèi)數(shù)據(jù)傳遞效率以及VLAN之間的安全性；當不同部門（VLAN）之間需要進行數(shù)據(jù)交換時，就需要借助路由器的路由功能，這就是VLAN的路由VLAN的路由只能在100M以上局域網(wǎng)端口上完成，這是選用Cisco 2620來實現(xiàn)VLAN應(yīng)用的原因。如不需要VLAN之間路由，也可以選擇Cisco 1750路由器。 除了一個NM模塊以外，2620還空余了兩個WIC的廣域網(wǎng)插槽，可為以后網(wǎng)絡(luò)擴充（如增加DDN、ISDN或幀中繼等鏈路）留

14、用。 這套方案的另一關(guān)鍵是引入了思科公司的一套功能強大的視頻應(yīng)用軟件IP/TV，它的主要性能包括： IP/TV是一套綜合性客戶機/服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)器軟件用于捕獲和存貯TV圖像客戶機軟件則可以調(diào)用和觀看圖像，此外還有專門的管理軟件對圖像內(nèi)容和用戶情況實施管理； IP/TV可以實現(xiàn)的應(yīng)用有兩大類：視頻廣播和點播前者由管理員選定播放內(nèi)容，實時或定時向指定的客戶機發(fā)送；后者則由用戶自己選擇所需的內(nèi)容，播放到自己所處的客戶機中； IP/TV的圖像采用標準的視頻文件格式，如MPEG-1、AVI、H.261等，當服務(wù)器容量和線路質(zhì)量足夠好時，可采用分辨率較高的圖像格式，反之則可降低分辨率來減輕服務(wù)器和線

15、路負擔； IP/TV支持標準的實時傳輸和組內(nèi)廣播協(xié)議，有利于提高傳輸質(zhì)量，實現(xiàn)完全同步的全屏播放，同時保障數(shù)據(jù)傳遞效率，避免帶寬浪費； IP/TV具有完善的管理特性，可以對節(jié)目實施編排，也可以對觀眾的情況進行跟蹤，查看哪些觀眾在觀看廣播的內(nèi)容，哪些觀眾在點播節(jié)目，并能夠給出分析，以便更好的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)帶寬等參數(shù)； IP/TV還提供了便于教學應(yīng)用的疑問管理器和幻燈播放。學生可以通過點擊瀏覽器窗口中的疑問管理器輸入問題，管理器將問題傳遞到顯示器得以立即答復(fù)或存檔以便日后補答。幻燈播放使學員在一個窗口中觀看教學幻燈的同時看到教員的形象； IP/TV基于流行的Windows NT操作系統(tǒng)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)

16、協(xié)議，硬件平臺為PC服務(wù)器，便于實施和掌握，經(jīng)濟可行。 由此可見，IP/TV是一套非常適合教學系統(tǒng)的應(yīng)用解決方案。在拓撲圖中主干交換機3524通過100M端口連接了一臺IP/TV的主服務(wù)器，利用攝像機或衛(wèi)星天線獲取多媒體教學內(nèi)容并存貯起來，其它教師和學生用機都可以作為IP/TV的客戶機以廣播或點播方式接收圖像；此外，遠程的電教館也設(shè)有一臺IP/TV服務(wù)器，可復(fù)制主服務(wù)器的教學內(nèi)容，便于當?shù)貙W生觀看。 4、3層交換的大型校園網(wǎng)解決方案如果學校經(jīng)費足夠，校園網(wǎng)可以具備多種不同的形式來滿足用戶的特定需求。藍代維斯列舉了兩種不同的解決方案，下面為其中之一： 方案特點： （1）高性能全交換，千兆主干，滿

17、足大負荷網(wǎng)絡(luò)運行需求； （2）虛擬網(wǎng)絡(luò)方便管理、提高網(wǎng)絡(luò)安全與性能； （3）高效三層交換，按需劃分網(wǎng)絡(luò)，管理得心應(yīng)手； （4）支持多媒體應(yīng)用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學； （5）卓越的IP/TV多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，滿足用戶點播、廣播需求，實現(xiàn)多媒體教學、管理； （6）管理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓(xùn)； （7）強大安全特性，專用防火墻產(chǎn)品支持大數(shù)據(jù)量訪問； （8）帶寬優(yōu)化技術(shù)，降低鏈路費用。 實現(xiàn)應(yīng)用如下： 無用戶數(shù)限制的IP/TV視頻點播、廣播系統(tǒng) 2個多媒體教室：100個多媒體用戶 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶 120個校園網(wǎng)普通/多媒體用戶 16個遠程用戶撥號訪問校園網(wǎng) 高速互

18、聯(lián)網(wǎng)接入，安全的廣域網(wǎng)訪問。 拓撲結(jié)構(gòu)如下： 圖中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成為：Catalyst 3524/3548交換機 兩臺 Catalyst 2948G-L3/4000交換機 一臺 Catalyst 1924/2924/3524/3548交換機 六臺 Cisco 2610路由器 一臺（配置NM-8AM模塊） IP/TV視頻軟件 一套 PIX防火墻一臺 與前套方案比較，本方案中路由器由10/100M以太網(wǎng)端口的2620換為相對便宜的10M以太網(wǎng)端口的2610或10/100M以太網(wǎng)端口的1750，這是因為校園局域網(wǎng)中采用了支持3層交換的2948G-L3/或4000交換機。添加的設(shè)備主要有兩臺：Cataly

19、st 2948G-L3和PIX防火墻。 Catalyst2948GL3具有48個10/100M快速以太網(wǎng)和2個千兆以太網(wǎng)端口，它與兩臺Catalyst 3524一起共同構(gòu)筑了一個更為強健的網(wǎng)絡(luò)主干；更關(guān)鍵的是，新推出的2948GL3交換機具備第三層交換的特性，它既保留了傳統(tǒng)的第二層交換在各端口間傳遞數(shù)據(jù)時的高線速，又集成了原來在第三層路由中才有的完善的控制功能如審計、廣播隔離等。在前套方案中，VLAN的劃分是在交換機上進行的，但當不同部門（VLAN）之間需要進行數(shù)據(jù)交換時，就需要借助路由器的路由功能，而現(xiàn)在在同一臺設(shè)備中同時支持二層、三層功能，進行廣播隔離、全線速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而大大提高了校園網(wǎng)

20、的性能。如采用Catalyst 4000系列三層交換機也可以以4000作為核心，直接與各教學樓、圖書館相連。 加在遠程訪問路由器2610/1750后的PIX防火墻結(jié)合軟硬件的專用安全設(shè)備，也是本方案的亮點之一，它體現(xiàn)出用戶對網(wǎng)絡(luò)安全的極度關(guān)注。所有流經(jīng)PIX的數(shù)據(jù)都必須接受嚴格而全面的檢驗，檢驗內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的源和目標地址、TCP隨機序列號、TCP端口號和附加標志等，只有滿足特定條件的數(shù)據(jù)才能穿過這道防火墻；相對集成在路由器上的防火墻和軟件防火墻而言，PIX使用自己專有的軟件系統(tǒng)，不需借助于外部操作平臺，內(nèi)核技術(shù)不公開，因此能更有效地阻止網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊；而配套的硬件組成使其數(shù)據(jù)處理效率更高；此外

21、，PIX還支持網(wǎng)絡(luò)地址翻譯的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部IP到合法IP的轉(zhuǎn)換，方便更多的用戶利用有限地IP地址資源作Internet訪問。 5、千兆主干，百兆交換到桌面的大型校園網(wǎng)解決方案（50-80萬元規(guī)模） 前套方案強調(diào)的是第三層交換和網(wǎng)絡(luò)安全，本套投資大致相當?shù)姆桨竸t重在數(shù)據(jù)的高速傳輸。 方案特點： （1）高性能全交換，千兆骨干、百兆交換到桌面； （2）虛擬網(wǎng)絡(luò)方便管理、提高網(wǎng)絡(luò)安全與性能； （3）支持多媒體應(yīng)用包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學； （4）卓越的IP/TV多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，滿足用戶點播、廣播需求，實現(xiàn)多媒體教學、管理； （5）管理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓(xùn)； （6）系統(tǒng)安全，保

22、密性高； （7）高速緩存提高廣域網(wǎng)速度，降低網(wǎng)絡(luò)費用； 實現(xiàn)應(yīng)用如下： 無用戶數(shù)限制的IP/TV視頻點播、廣播系統(tǒng) 2個多媒體教室：100個多媒體用戶 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶 90個校園網(wǎng)普通/多媒體用戶 16個遠程用戶撥號訪問校園網(wǎng) 高速互聯(lián)網(wǎng)接入，安全的廣域網(wǎng)訪問 拓撲結(jié)構(gòu)如下：圖中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成為：Catalyst 3508G/4000交換機 一臺 Catalyst 3524/3548交換機 七臺 Cisco 3640路由器 一臺 Cache Engine高速緩存 一臺 IP/TV視頻軟件 一套 可以看出，這一方案的最大特點是沒有了純10M口交換機，而用到了七臺3524/3548交換機連接到桌面，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備相應(yīng)更換為3508G或4000，它的以太網(wǎng)端口全為千兆，與七臺3524/3548的千兆上聯(lián)口連成了一個強有力的網(wǎng)絡(luò)主干；3524的24個10/100M端口為所有教學和辦公用PC提供連接，這些端口自適應(yīng)的特性使PC網(wǎng)卡不論是舊有的10M還是新配備的100M都能應(yīng)用自如，便于網(wǎng)絡(luò)的逐