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网络知识知多少《校园网&局域网》

 文静liu 2010-05-10
        校园网是在学校范围内,在一定的教育思想和理论指导下,为学校教学、科研和管理等教育提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络。
  概括地讲,校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。首先,校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。这就要求:校园网是一个宽带 、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等,都可以在该网络上运行。如果一所学校包括多个专业学科(或多个系),也可以形成多个局域网络,并通过有线或无线方式连接起来。其次,校园网应具有教务、行政和总务管理功能。
  在我国,近年来校园网建设发展迅速,到目前为止仅在我国中小学就有近6000所学校建设了校园网。他们为我国中小学内部实现教育的资源共享、信息交流和协同工作提供了较好的范例。然而,随着我国各地校园网数量的迅速增加,校园网之间如何实现教育的资源共享、信息交流和协同工作的要求越来越强烈。
      校园网设计
校园网的设计目标是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来,形成校园区内部的12000/XPranet系统,对外通过路由设备接入广域网。
  进行校园网总体设计:
  第一,要进行对象研究和需求调查,明确学校的性质、任务和改革发展的主系统建设的需求和条件,对学校的信息化环境进行准确的描述;
  第二,在应用奢求分析的基础上,确定学校12000/XPranet服务类型,进而确定系统建设的目标,包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等的目标;
  第三,确定网络拓扑结构和功能,根据应用需求建设目标和学校的主要建筑分布特点,进行系统分析和设计;
  第四,确定技术设计的原则要求,如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求;
  第五,规划校园网建设的实施步骤。
  校园网总体设计方案的科学性,应该体现在能否满足以下基本要求方面:
  (1)整体规划安排;
  (2)先进性、开放性和标准化相结合;
  (3)结构合理,便于维护;
  (4)高效实用;
  (5)支持宽带多媒体业务;
  (6)能够实现快速信息交流、协同工作和形象展示。
       校园网的基本功能 
从以上分析可以看出,校园网与校园群应具有为学校和学校之间的教育提供网络环境;实现资源共享、信息交流、协同工作等基本功能。
  (1)为教育信息的及时、准确、可靠地收集、处理、存储和传输等提供工具和网络环境。
  (2)为学校行政管理和决策提供基础数据、手段和网络环境,实现办公自动化,提高工作效率、管理和决策水平。
  (3)为备课、课件制作、授课、学习、练习、辅导、交流、考试和统计评价等各个教学环节提供网络平台和环境。
  (4)为使用网络通信、视频点播和视频广播技术,提供符合素质教育要求的新型教育模式;
  (5)为科学研究的资料检索、收集和分析;成果的交流、研讨;模拟实验等提供环境和手段 
          随着经济的发展和国家科教兴国战略的实施,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。目前,大多数有条件的学校已完成了校园网硬件工程建设。然后,多年来都对校园网的认识不够全面,甚至存在很大的误区。例如:认为网络建设越高档越好,在建设中盲目追求高投入,对校园网络建设的建设缺乏综合规划及开发应用;认为建好了校园网络,连接了Internet,就等于实现了教学和办公的自动化和信息化,而缺乏对校园网络的综合管理、技术人员和教师的应用培训,缺乏对教学资源的开发与积累等等。所有这些,都极大地阻碍了校园网络在学校管理、教育教学中所应发挥的实际效益。
      
局域网(Local Area Network,LAN)是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

局域网的特点

     1)局域网分布于较小的地理范围内,往往用于某一群体,如一个单位,一个部门等。

  2)局域网一般不对外提供服务,保密性较好,且便于管理。

  3)局域网的网速较快,现在通常采用100M/S的传输速率到达用户端口,1000M/S的传输速率用于骨干的网络链接部分。

  4)局域网投资较少,组建方便,使用灵活。 
         网络中的计算机等设备要实现互联,就需要以一定的结构方式进行连接,这种连接方式就叫做“拓扑结构”,通俗地讲就是这些网络设备是如何连接在一起的。目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类:
   1. 星型结构
      
这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络专用,它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起,各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等。
  这种拓扑结构网络的基本特点主要有如下几点:
  (1)容易实现:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线,这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中;
  (2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可,而不会像环型网络那样“牵其一而动全局”;
  (3)维护容易;一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意拆走故障节点;
  (4)采用广播信息传送方式:任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用影响不大;
  (5)网络传输数据快:这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。
  其实它的主要特点远不止这些,但因为后面我们还要具体讲一下各类网络接入设备,而网络的特点主要是受这些设备的特点来制约的,所以其它一些方面的特点等我们在后面讲到相应网络设备时再补充。

  2. 环型结构
  这种结构的网络形式主要应用于令牌网中,在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的,最后形成一个闭环,整个网络发送的信息就是在这个环中传递,通常把这类网络称之为“令牌环网”。实际上大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型,一般情况下,环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的,因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。
  这种拓扑结构的网络主要有如下几个特点:
  (1)这种网络结构一般仅适用于IEEE 802.5的令牌网(Token ring network),在这种网络中,“令牌”是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。
  (2)这种网络实现也非常简单,投资最小。可以从其网络结构示意图中看出,组成这个网络除了各工作站就是传输介质--同轴电缆,以及一些连接器材,没有价格昂贵的节点集中设备,如集线器和交换机。但也正因为这样,所以这种网络所能实现的功能最为简单,仅能当作一般的文件服务模式;
  (3)传输速度较快:在令牌网中允许有16Mbps的传输速度,它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也得到了极大提高,目前普遍都能提供100Mbps的网速,远比16Mbps要高。
  (4)维护困难:从其网络结构可以看到,整个网络各节点间是直接串联,这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪,维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式,所以非常容易造成接触不良,网络中断,而且这样查找起来非常困难,这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。
  (5)扩展性能差:也是因为它的环型结构,决定了它的扩展性能远不如星型结构的好,如果要新添加或移动节点,就必须中断整个网络,在环的两端作好连接器才能连接。
  3. 总线型结构

  这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连,它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆),不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的,如后面我们将要讲的ATM网、Cable Modem所采用的网络等都属于总线型网络结构。
  这种结构具有以下几个方面的特点:
  (1)组网费用低:从示意图可以这样的结构根本不需要另外的互联设备,是直接通过一条总线进行连接,所以组网费用较低;
  (2)这种网络因为各节点是共用总线带宽的,所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降;
  (3)网络用户扩展较灵活:需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可,但所能连接的用户数量有限;
  (4)维护较容易:单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断,则整个网络或者相应主干网段就断了。
  (5)这种网络拓扑结构的缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权。
  4. 混合型拓扑结构
  这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。
组建,管理,维护局域网需要学会:
     网络基本组成,常用网络
  双绞线的制作,网络硬件及网络软件介绍
  动手组建局域网,设置网络参数
  组建文件及打印服务器
  组建局域网中通讯及备份服务器
  组建DNS服务器
  组建web服务器及常用网络管理
日常维护局域网的注意事项:
        正确使用“桥”式设备
  “桥”式设备通常是用于同一网段的网络设备,而路由器则是用于不同区段的网络设备。正确区分“路由”设备和“桥式”设备,在设置网络参数方面是很重要的。
  按规则进行连线
  连接局域网中的每台计算机都是用双绞线来实现的,但是并不是用双绞线把两台计算机简单地相互连接起来,就能实现通信目的的,我们必须按照一定的连线规则来进行连线。
  严格执行接地要求。由于在局域网中,传输的都是一些弱信号,如果操作稍有不当或者没有按照网络设备的具体操作要求来办的话,就可能在连网中出现干扰信息,严重的能导致整个网络不通;特别是一些网络转接设备,由于涉及到远程线路,它对接地的要求非常严格,否则该网络设备将达不到规定的连接速率,从而在联网的过程中产生各种莫名其妙的故障现象。因此在用网络设备时,一定要在设备规定的条件下进行,否则将会给我们的工作带来很大的麻烦。
  使用质量好、速度快的新式网卡
  在局域网中,计算机与计算机之间不能通信是很正常的事情,引起的故障原因可能有很多。如果网卡是安装在服务器中,一定要使用质量好的网卡,因为服务器一般都是不间断运行,只有质量好的网卡才能长时间进行“工作”,另外由于服务器传输数据的容量较大,因此我们购买的网卡容量必须与之匹配,这样才能实现“好马配好鞍”。
  合理设置交换机
  交换机是局域网中的一个重要的数据交换设备,正确合理地使用交换机也能很好地改善网络中的数据传输性能。在设置网络设备参数时,一定要参考服务器或者其他工作站上的网络设备参数,尽量能使个设备匹配工作。
    局域网的主要特点是:地理覆盖范围小、传输速率高;组网方便,使用灵活,适合于中、小单元计算机联网。所以今后会有很多的用处,掌握些关于这方面的知识是必须的了。


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