云計算與虛擬化是國內(nèi)外信息產(chǎn)業(yè)界目前最受關注的兩項新技術。云計算主要包含兩個層次的含義：一是從被服務的客戶端看，用戶無需自建基礎系統(tǒng)，可按需獲取網(wǎng)絡上的資源，并按使用量付費。二是從云計算后臺看，云計算實現(xiàn)了資源的集中化與規(guī)模化，并兼容各類異構(gòu)軟硬件基礎資源，實現(xiàn)資源的動態(tài)流轉(zhuǎn)。虛擬化實現(xiàn)了IT資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，是支撐云計算構(gòu)想的重要技術基石。

　　摘 要：本文結(jié)合鞍山市信息工程學校“班班通”工程建設的現(xiàn)狀與教育資源建設存在的問題，提出利用云計算技術構(gòu)建數(shù)字化教育云網(wǎng)絡來解決教學資源與業(yè)務的應用問題，并闡述了“班班通教室局域網(wǎng)”的架構(gòu)，資源的管理和數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡安全措施等內(nèi)容。

　　關鍵詞：計算機應用論文,云計算,局域網(wǎng),班班通,網(wǎng)絡安全

　　《遼寧省中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出：“積極推進職業(yè)教育信息化建設。建設覆蓋全省、各級、各類職業(yè)學校的職業(yè)教育信息網(wǎng)絡，建設省級信息化教學資源平臺”。2012年鞍山市信息工程學校成功晉升為國家改革發(fā)展示范校，以云計算及虛擬化技術為載體，以鞍山市職教城校園網(wǎng)為依托，升級和改進學校原有的校園網(wǎng)和教學資源平臺，完善網(wǎng)絡與信息安全工程，構(gòu)建了一個基于云技術并以用戶網(wǎng)絡空間為基礎的高性能網(wǎng)絡環(huán)境。

　　一、教育云網(wǎng)絡建設的主要內(nèi)容

　　總體網(wǎng)絡IP地址規(guī)劃，進一步拓展和升級了中心機房設備。通過穩(wěn)定的、可擴充的云計算數(shù)據(jù)中心，對整個學校的教學、科研、實訓、招生就業(yè)、學生管理等環(huán)節(jié)進行高效的信息化、智能化和人性化的管理，為全校師生員工及校外用戶提供了快捷、共享、全面的信息服務。預計于2015年基本建成與國家、省對接，并與省內(nèi)院校密切融合的教育管理公共服務平臺和教育資源公共服務平臺。

　　引入云計算思想，將資源池化，搭建一個數(shù)據(jù)中心;購買先進設備，搭建“班班通”教室局域網(wǎng);采用先進云計算技術，開發(fā)教學管理平臺和資源應用平臺，將信息化融入到教育教學與教育管理過程中，不斷創(chuàng)新和融合教育信息資源的新局面;利用教學督導和政策引導，逐步提升多媒體教室的使用率和一線教師信息化的教學參與率，建立一套標準化的信息標準體系及運維管理評價系統(tǒng)和管理規(guī)范。

　　二、教育云網(wǎng)絡構(gòu)建方案

　　在整體學校網(wǎng)絡建設規(guī)劃中，分為核心區(qū)、接入?yún)^(qū)、數(shù)據(jù)中心服務器區(qū)三個部分。

　　(1)核心區(qū)的主要任務是負責整個學校的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，需要有極強的可靠性和穩(wěn)定性，核心交換機設備選用CLOS架構(gòu)，該架構(gòu)設備所有的控制功能在主控板上，但轉(zhuǎn)發(fā)功能在交換網(wǎng)板上，可以實現(xiàn)控制和轉(zhuǎn)發(fā)的硬件分離。在核心交換機上部署安全插卡，可實現(xiàn)網(wǎng)絡層安全防護、流量管控。

　　(2)接入?yún)^(qū)的主要任務是實現(xiàn)各辦公、教學、宿舍區(qū)域的有線網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)高帶寬的局域網(wǎng)需求，接入交換機采用全千兆設備，最大限度地提升整體網(wǎng)絡等級，實現(xiàn)業(yè)務的正常部署。

　　(3)數(shù)據(jù)中心服務器區(qū)的主要任務是承載各個教學軟件，實現(xiàn)各個教學應用的平臺。我校新部署了刀箱式服務器，一個刀箱內(nèi)可以部署十多個刀片交換機，空間利用率大幅度提高，耗電量也極大減少，且結(jié)構(gòu)緊湊、密度高，可以減少耗電、改進電源管理，具有靈活性、模塊性和易管理性。服務器是云計算平臺的核心，承擔著云計算平臺的計算功能。

　　三、“班班通教室網(wǎng)絡”的構(gòu)建

　　1.局域網(wǎng)絡綜合布線

　　學校以“班班通”教室建設為基礎，根據(jù)教學與管理實際需求逐步完善和提升職教園區(qū)內(nèi)信息化基礎設施，規(guī)劃數(shù)字校園網(wǎng)絡拓撲圖，實施“三通二平臺”工程。采取高端實用原則對網(wǎng)絡中的網(wǎng)線重新布線。其中，主干使用萬兆光纖進行數(shù)據(jù)傳輸，桌面達到千兆的數(shù)據(jù)傳輸量;核心交換機采用十萬兆交換機，以應付數(shù)據(jù)的大量吞吐及不斷擴大的網(wǎng)絡擴展需求;出口處采用高端防火墻，防止網(wǎng)絡常見攻擊，保護學校的重要數(shù)據(jù)資源。

　　2.“班班通”教室

　　“班班通”教室包括理論課教室和計算機實訓教室。學校新增40個高標準多媒體理論教室，物理上劃分為監(jiān)控網(wǎng)絡與教學網(wǎng)絡。監(jiān)控網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡高清監(jiān)控頭采用POE供電;教學網(wǎng)絡中采用65 寸LED交互智能一體機和85寸組合式教學一體機作為終端設備，分別與數(shù)據(jù)中心中各自的云服務器相連接。新建的計算機實訓教室使用最新的云計算技術，通過桌面虛擬化解決方案代替PC機。每個教學機房從終端入手，分為三個部分，終端區(qū)、云課堂主機區(qū)和校園網(wǎng)鏈路(數(shù)據(jù)通信及管理區(qū))，三個區(qū)域均采用千兆接入式連接。通過在每間教室部署一臺高性能云課堂主機和零維護的云課堂終端，利用云課堂集中管理平臺對所有云主機統(tǒng)一管理。教師使用云課堂多媒體教學管理軟件控制學生教學桌面，學生則采用觸控顯示器操作云課堂終端設備，該設備可以在教師控制下自動和云課堂主機相連，獲取虛擬化桌面，操作方式和習慣與PC完全相同。

　　3.運維管理

　　數(shù)字化資源管理中心通過配置NAT(網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換)和ACL(訪問控制列表)等網(wǎng)絡技術手段，管理并規(guī)范全校教職工的上網(wǎng)行為;對網(wǎng)絡IP地址進行分類統(tǒng)計，實現(xiàn)教學、監(jiān)控等多網(wǎng)合一;為學校領導、班主任安裝桌面監(jiān)控軟件，實現(xiàn)校領導和班主任在辦公室實現(xiàn)教室教育教學的遠程監(jiān)控管理;通過SERVER-U建立一個大容量的、穩(wěn)定的文件服務器，用于保存所有的數(shù)字化教學資源，便于校園內(nèi)所有教師及學生共享，輸入各部門的用戶名和密碼即可訪問各部門相應文件。

　　四、網(wǎng)絡綜合安全建設

　　1.冗余備份

　　包括網(wǎng)絡線路的多層次冗余、網(wǎng)絡設備自身組件的冗余，通過冗余能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡的全面可靠性保證。

　　2.網(wǎng)絡出口應用安全區(qū)域

　　基本可分為互連網(wǎng)出口區(qū)、對外服務區(qū)、內(nèi)網(wǎng)區(qū)域。防火墻設置為默認拒絕工作方式，以保障所有數(shù)據(jù)包。如果沒有明確的規(guī)則允許通過，全部拒絕以保證安全。在防火墻上設置允許VPN協(xié)議數(shù)據(jù)包穿越防火墻，滿足移動用戶通過VPN網(wǎng)關訪問內(nèi)網(wǎng)的需求。

　　3.防火墻與IPS

　　防火墻是以網(wǎng)絡層為核心的防護措施，它可以對整個網(wǎng)絡進行網(wǎng)絡區(qū)域分割，提供基于IP地址和TCP/IP服務端口等訪問控制。對常見的網(wǎng)絡攻擊方式，如拒絕服務攻擊、端口掃描、IP欺騙、IP盜用等進行有效防護，并提供流量限制、用戶認證、IP與MAC綁定等安全增強措施。IPS是一種主動式入侵防御系統(tǒng)，能夠及時阻止各種針對系統(tǒng)漏洞的攻擊。IPS是綜合性深層安全威脅防范系統(tǒng)，防火墻定位為網(wǎng)絡層隔離控制系統(tǒng)。因此，在網(wǎng)絡邊界部署FW和IPS，實現(xiàn)更完善的安全防御。

　　五、結(jié)束語

　　通過教育云平臺的建設，整合學校原有的軟硬件資源，實現(xiàn)校校互連，班班共享。滿足了教育者的管理需求、學習者的認知需求;改善了文化課、專業(yè)實踐教學課的教學實訓條件;在信息化課程建設、創(chuàng)新教育學習模式方面為廣大教育者和學習者提供了豐富的參考經(jīng)驗和范例，為鞍山市職業(yè)院校數(shù)字校園建設提供可供借鑒的經(jīng)驗。最終實現(xiàn)職教園區(qū)的資源數(shù)字化、傳輸網(wǎng)絡化、終端智能化、管理規(guī)范化、工作效率化、校務公開化的目標。