经济欠发达地区教育城域网建设模式选择与行动策略研究

 

广东省电白县教育局仪器站    杨生华

 

摘要：在实施“校校通“工程、以教育信息化推动教育现代化的发展大潮中，发达地区纷纷投入巨资，不断建设或升级改造各种网络。但在我国大部分经济欠发达地区，由于财政困难，教育信息化之路困难重重。本文结合实例，从教育信息化整体规划、网络模式选择、网络设计、项目实施策略几个方面提出一套如何利用最新的网络技术，在贫困地区搭建经济实用的“教育城域网”的方案，为经济欠发达地区探索出一条低投入、高效益的教育信息化的路子。

关键词：教育信息化城域网 校校通 行动策略　网络模型

 

2000 年10月，教育部主持召开了“全国中小学信息技术教育工作会议”，在会议上做出决定：从2001年起用5到10年左右时间，在全国中小学基本普及信息技术教育，全面实施“校校通”工程，以信息化带动教育的现代化，努力实现基础教育的跨越式发展。启动“校校通”工程、全面实施教育信息化工程以来，各地掀起了风起云涌的信息化建设热潮。特别是在一些发达地区，政府大力投资建设网络教室、校园网、城域网等各种规模和层次的网络。信息技术应用深入到教育教学第一线，教学多媒体化、网络化、社区化，极大地促进了这些地区教育教学水平的提高。但是在我国大部分地区，由于经济 欠发达，财政困难，教育投入少，加之基础差、人才短缺，导致开展教育信息化困难重重。 那么这些地区难道只能等待，无所作为吗？通过我们的实践证明，只要组织有力、策略得当，穷地区也能走好教育信息化之路 。下面以我县教育信息化建设实践为例，探讨如何在经济欠发达地区实施教育信息化工程。

电白县是广东省8个沿海贫困县之一，县财政非常困难，总人口120多万，20个镇，教师1万多名、在校学生30多万。虽然通过了“两基”验收，普及了实验教学，但教育信息化工作由于教育摊子大、底子薄，财政投入少，人才短缺，一直发展缓慢，严重影响我县教育水平的提高。要完成“校校通”工程，全面实现教育信息化任重而道远。因为教育信息化工程投入巨大，在发达地区，一个学校信息化投入动则几百万、上千万，而我们全县每年信息经费不过区区一两百万，要解决这个问题，看似基本不可能。但县委县府高度重视，要求在尽量少投入的条件下，尽快实施全县的教育信息化工程。我们通过大胆创新、通过几年的实践，终于走出了一条低投入、高效益的教育信息化发展之路，完成了一条看似不可能完成的任务。基本构建起了一个覆盖全县的功能完备光纤宽带网络平台，网络覆盖全县近20个镇，深入所有接入学校的每一个房间，接入千万教师家庭，信息技术将逐步真正服务于教育教学第一线。我县教育信息化之路归结起来，主要有下面几点经验：

     一 、立足长远、整体规划，以筹建教育城域网作为教育信息化工程的切入点。

我县从2002年开始考虑实施教育信息化工程，经充分论证，我们认为当务之急是搭建一套覆盖全县的网络信息综合平台，所以决定利用最新网络信息技术，构建电白县教育城域网，整体解决全县的教育信息化平台问题。穷县办信息化，有人说应零敲碎打，一个学校一个学校地建校园网，最后实现全面普及。理由是建设城域×××入大，认为穷地方连校园网都建不起，还能建城域网，那不是痴人说梦。其实这是对现代信息技术不够了解产生的误解。如果各个学校各自为阵，自行筹建校园网，成本不但不能节省，反而造成很大的浪费，并且以后的管理也会很不方便。选择建设教育城域网的理由主要基于以下几点考虑：

1、          教育城域网方便资源共享。教育城域网是把同一地区或同一城市内所有学校、研究机构、本地的教育机构通过网络互联，使教育资源整合、开放、共享，达到整体信息化集成运用的宽带网络。其主要作用就是将本地区的教育机构全部联到网络中，最终形成一个区域性的互联、互动、信息交换、资源共享和远程教育的基础构架。在这个平台上，可以方便实现资源共享、校际网络互动、网络学习社区功能等。

2、          城域网方式可以节约信息化成本，减少浪费。不管是网络教室、校园网还是城域网，它们都必须具备几个基本要素：出口宽带、服务器、网络安全系统、交换机。在当前，校园网的架构和简易城域网没什么不同，只是覆盖区域、用户量和设备档次不同。如果各个学校自行其事，独立建校园网，则每个学校都要一个信息中心，都要有出口宽带、服务器、网络安全设备，这将是很大一笔开销；而如果构建一个覆盖整个区域的城域网，最简易的模式是全区只要在城域网信息中心构置一套控制系统就可解决所有学校的需要。学校不用再考虑租用出口宽带、不用购置服务器和网络安全设备，学校只需通过交换机拉通网线就可完成校园网的建设，而所需费用可能不到学校自建校园网的几分之一。

3、          城域网方便实现集中式管理。以独立人事权和财政权的区（县）为主体构建的教育城域网可以极大地方便主管部门安全地进行集中管理。由于城域网属于内部网，只有一个公共出口，信息安全度高。主管部门可以充分利用这一宽带平台，放心地在网上开展一系列全区域范围内的教育教学活动。比如无纸化政务办公、远程视频开会、远程培训、远程教研、校际互动、课处学习社区等活动。

二、突破常规、科学选择教育城域网建设模式。

在经济欠发达地区，建设城域网的模式要有别于其它发达地区，因为我们的资金投入非常有限。利用现有网络技术，城域网建设模式按出口和数据中心的分布方式不同，可以采取这样几种模式：邦联式、联邦式、集中统一式。如下图：

 


这三种城域网建网模式各有优缺点。见下表：

类型

特点

优点

缺点

备注

邦联式

以每个学校为中心，各自建设校园网，都有数据中心（IDC）、宽带出口、网络安全设备及各种应用软件。各个网络再通过×××技术，通过电信网互连，互通。

学校自主、独立性强

投入大，不方便集中管理。资源共享度不大

适合经济发达地区

联邦式

整个地区只有一个出口，全部学校通过租用电信光纤接入总的控制数据中心（IDC），为方便学校自行管理，部分学校往往有自己的二级数据中心，存放学校自己的数据。

主管局和学校职责分明，数据集中中有分散，灵活方便

投入大，各校都要有过硬的管理能力

适合经济较发达地区

集中统一式

整个地区只有一个数据中心、一条互连网出口，所有学校通过租用电信光纤接入数据中心，学校只需要布置交换机即可实现联网

投资最省，管理方便

如果管理不好，网络稳定性、速度有影响

适合不发达地区

 


在这三种模式中，只有“集中统一模式”适合经济欠地达地区。因为经济条件差，大部分学校都没有财力建设自己的数据中心和单独租用光纤出口，即便个别学校有能力建设自己的数据中心，但维护人员及维护资金很难得到保障。而现在由于信息技术的高速发展，网络管理技术、网络带宽都有了充分的保障，“集中统一模式”存在的网络稳定性和速度问题已得到有效解决。关键是全网只有一个信息中心，全县所有学校的数据都集中进行管理，节省了很多资金；整个网络只有一个出口，信息安全又能得到充分的保障。这种建网模式大大降低了学校信息化建设的资金投入与技术门槛：教育局只需购买一套软件系统，为每所学校开设不同的账号进行服务，从而节约学校的一次性投入；学校无需配备专门的技术人员对这些软硬件系统进行维护，节约了日常维护成本；教育局可以统一管理学校的各种数据，提高了数据的稳定性和可靠性，信息管理工作变得更加容易。

集中统一式城域网网络拓朴结构实例图如下：

 

三、精心设计，保障“集中统一式”教育城域网的高效稳定运行 。

方案初定时，很多人对此持怀疑态度。觉得教育城域网都是要投入很多钱，每个学校都有INTERNET出口。而这种集中式的城域网实际就是一个放大的校园网，而覆盖面和用户都是校园网的几十倍，且关系错综复杂，网络稳定性、网络速度、信息安全等等问题如何保障。为了解决这几个问题，我们我实践中不断改进，充分利用最新的网络信息技术，充分保障了这种教育城域网的高效稳定运行。

归结起来，关键要处理好下面几方面的技术问题。

1 、构建一个高性能的信息控制中心（IDC）。由于集中统一式城域网只有一个数据控制中心，这个中心就是网络的心脏，必须足够强壮才能满足众多用户的使用。我县信息中心采用全套千兆高性能设备。交换机采用华为的6506千兆智能交换机、综合安全网关采用目前国内最优秀的深信服5800千兆多功能安全网关，7台高性能DELL服务器，完善的电源系统和数据备份系统。县教育网络中心是集全县的网络管理中心、教育管理中心、教育教学中心、教育资源中心和师资培训中心于一体的数据中心和应用平台，为全县教育教学服务，必须保障它能高效稳定运行。

2 、构建一套高带宽的骨干网络平台。在电信部门的帮助下，我们构建了一套覆盖全县所有中学、中心学校的光纤宽带网络平台，主干千兆，到桌面百兆。这套电信级的链路是我县教育网稳定运行的可靠保障。

3 、逻辑虚拟网（VLAN）的科学划分。VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，把网络用户根据类别、区域或其它条件划分成的可跨越不同网段、不同网络的逻辑网络。就相当于把一个大的网络分割成若干个小的逻辑网，每个VLAN是一个逻辑广播域，互相之间互不干扰。

科学的VLAN划分有三个优点：

　　A、控制广播风暴

　　一个VLAN就是一个逻辑广播域，通过对VLAN的创建，隔离了广播，缩小了广播范围，可以控制因为病毒或其它原因造成的广播风暴对网络稳定性的影响。

　　B、提高网络整体安全性

　　通过路由访问列表和MAC地址分配等VLAN划分原则，可以控制用户访问权限和逻辑网段大小，将不同用户群划分在不同VLAN，从而提高交换式网络的整体性能和安全性。

　　C、网络管理简单、直观

采用VLAN技术可以根据部门职能、对象组或者应用将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组或子网之间移动。利用虚拟网络技术，大大减轻了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护费用。

我县城域网根据具体情况，把教育网用户划分成了上百个VLAN，比如每个学校至少划分三个VLAN：学生、教师、办公。这样既方便管理，又保证了网络的稳定运行。

 

4 、网络安全信息系统的构建。城域网用户众多，网络信息安全保障是一个很重要的问题。建立一整套网络信息安全系统是网络能安全高效运行的保障。这方面我们主要借助控制中心的安全网关、中心交换机、应用软件系统来保障。我们的安全网关兼具防火墙、网络监控、防毒网关、信息追踪等功能，对外可防非法***、过滤不良信息、防毒杀毒；对内可实现上网账号认证、上网行为记录追踪，上网行为控制等功能。通过中心交换机的ACL规则、VLAN划分、DHCP配置等可有效保障网络信息安全。

 

四、强化管理、以点带面、逐步推进。

   由于我县的经济原因，网络建设不可能一蹴而就，只能采取整体规划、以点带面、逐步推进的办法。在建设过程中充分挖掘并发挥政府、社会、相关企事业单位的优势，整合力量，稳步推进教育城域网建设。主要有以下几条经验：
    1、政府高度重视、强力领导。网络建设之初，大家对教育城域网的运行、功能没有体会，参与积极性不高，很多人还持怀疑态度。这时关键是上级主管部门要重视，要精心组织、加强领导，投入首批资金，建好网络信息中心和骨干网络，并选择几间条件好的学校进行试点运行。

2 、抓好典型，积极推广。网络启用以后，在不断增强功能的同时，要抓好网络覆盖工作。这主要通过典型示范，行政助推。我们首批开通了县城几间重点中学，网络免费进入所有教师家庭，进入学生课堂，很快引起全县关注。同时县教育局多次召开学校校长和相关人员会议，部署教育信息化工作，制定相关的网络建设措施。有计划、有步骤地推进网络建设。


      3 、多方筹措资金，保障网络建设顺利进行。虽然这种网络建设模式对学校来说，投入不大，但贫困地区大多数学校办学经费紧张，几万块钱也不容易。为了充分调动学校接入网络的积极性，我们采取了网络建设费用多方分担的方式。每个学校网络建设主要支付三部分资金：交换机、布线费用、光纤租金。购交换机经费争取上级转移支付资金补助一部分，学校自筹一部分，布线费用学校和享受网络的教师各付一部分，光纤租金由学校负担。

 

4 、积极寻求社会参与，拓宽建设渠道。我们在建设过程中，得到了电白电信的大力支持，免费得到100M的光纤出口。每间中学及中心学校也以远低于市场价的价格租用电信光纤接入城域网，为我们解决了网络骨干连通问题。另外，我们积极鼓励社会各界参与教育信息化建设，争取学生家长、企事业单位的支持。社会力量的积极参与，有力推动了我县教育信息化基础设施建设。


    5 、应用先导，逐步完善网络功能。教育城域网建设周期比较长，我们本着“边建设、边应用、边完善”的原则，大力开展网络环境下的教与学研究，逐步在网络平台上增加功能，完善网络的应用。目前我县城域网上已有各类网站近20个，网上视频会议系统、远程培训系统、电子政务平台、网络资源库、RTX通讯平台等功能也将陆续启动使用。

 

6 、加强培训、积极开展网络教研活动。网络平台构建以后，要真正让它为第一线的教育教学服务，关键还在于有一大批熟练掌握信息技术，有一定学科整合能力的教师队伍。我们通过“请进来、走出去”的方法组织了很多有关网络技术及学科整合的培训。全县教师的信息素养和学科整合能力普遍有了很大的提高。在抓全员培训的同时，我们还组织一批行家开展网络管理与应用研究，2007年我县就有4个基于城域网应用的课题在省里立项，其中以郑文副局长牵头的《城域网条件下城乡学校互动共享研究》被确定为省重点课题。有关网络应用的论文、课例层出不穷，这些教研活动提高了师生信息技术应用水平，进一步推动了教育城域网建设。
    经过近四年多的建设，我县教育城域网已经初具规模，信息中心功能完善，近20个学校网站、多个专题网站、若干管理平台在中心启用。基本起到了县教育系统资源中心、管理中心、信息发布中心、网络控制中心的作用。网络覆盖全县20个镇，中学大部分通过光纤接入了城域网，在网用户近6000台电脑。同时，伴随着网络的建设，信息技术与学科整合在教育教学中得到广泛、深入的应用，更重要的是培养了一大批有着较高信息素养和学科整合能力的高素质教师队伍。

在不发达地区实施教育信息化工程，要坚持因地制宜、自力更生的原则；规划时要立足长远、整体考虑、科学选择；实施时强力领导、以点代面、应用优先、逐步推进。避免因各自为阵、重复建设而导致浪费有限的资源。

 

参考文献：

1 、王金龙 以县级教育网建设 促教育城域网发展  2006.07

2 、徐雪娟 构建企业内部网方案 网管员世界      2006.11

3 、徐超汉　蓝盾网络安全培训教材［Ｍ］广州　软件工程中心　２００５

4 、雷震甲　计算机网络管理［M］西安：西安交通大学出版社　1999.10