智慧校园网系统总体规划设计

 

项目概述

智慧校园是以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。在传统校园的基础  上构建一个数字空间，以扩展现实校园的时间和空间维度，从而提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，从而实现教育过程的全面信息化，达到提高教育管理水平和效率的目的。

建设背景

当今世界教育正在发生革命性变化。确保包容、公平和有质量的教育，促进全民享有终身学习机会，成为世界教育发展新目标。教育与经济社会发展的结合更加紧密，以学习者为中心，注重能力培养，促进人的全面发展，全民学习、终身学习、个性化学习的理念日益深入人心。教育模式、形态、内容和学习方式正在发生深刻变革，教育治理呈现出多方合作、广泛参与的特点。以经济和科技实力为基础的综合国力的竞争日趋激烈，而且将长期存在。这种竞争在很大程度上决定于人才的数量和质量，而人才竞争的实质是教育的竞争。教育要与我国经济社会发展的战略目标和战略步骤相适应，才能为我国社会主义现代化建设提供足够的人才支持。为了实现这一目标，就必须深化教育改革，更新教育观念，改革教育内容和方法，逐步建立适应21世纪经济社会发展和现代化建设需要的新的教育体系。因此，教育事业发展的根本出路在于改革。改革的内在动力，一方面来源于现代信息技术在教育领域的渗透和应用，大大地改变了教育的技术手段和方式；另一方面是来自社会经济发展的迫切要求。其中以信息技术在教育领域的全面运用为核心的教育信息化为推动教育的改革和发展提供了有利的时机和条件，校园信息化建设历程也不断演进。

依据2018年4月教育部关于发布《中小学数字校园建设规范（试行）的通知》：为深入贯彻落实党的十九大精神，积极推进“互联网+”行动，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》把教育信息化建设列为重要内容，并列为“教育信息化建设“亟待实施的十大工程之一。教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011－2020年）》也明确提出要运用云计算、顶层设计等先进技术和理念进行智慧校园的建设，依托云计算、云操作系统、云存储、虚拟化、云服务、物联网等先进技术的优势，结合教育智慧化、云服务化的实际，打造基于数字校园的智慧校园。

加强教育信息化、数字化建设，构建覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进优质教育资源普及共享，推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新，对于提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力资源强国具有重大意义。

校园文化是师生精神风貌、思维方式、价值取向和行为规范的综合体现，不仅彰显着一个学校发展的理念，更彰显着一个学校的发展方向，可以说校园文化是一个学校发展的内涵式品牌。所以，把握校园文化特征，加强校园文化建设是践行科学发展观的需要，也是构建和谐校园的需要，更是提升教育内涵、促进教育可持续发展的重要途径。

针对具有不同文化特性的学校，为学校提供突出校园个性化特点、文化特色的校园文化建设整体解决方案。牢牢抓住学校文化核心，采用先进的技术、新颖的方式、独特的布局为学校建设出独一无二的特色校园文化展示系统。

建设现状

随着我国教育改革的不断深化、教育领域信息化取得了长足的进步，学校都购买或研发了一些教育信息化应用系统。但大多为“按需、逐个、独立”的建设，另外由于独立进行数字校园建设，导致学校间的资源无法进行共享，最终形成了以“数据孤岛”、“应用孤岛”、“硬件孤岛”、“资源孤岛”组成的“孤岛架构”：

(1)硬件资源（比如服务器，网络资源等）不能共享，当本身资源剩余的时候，无法分配给其他应用系统，而当本身资源不足时，也无法从其他服务器获取资源；

(2)每个系统都有独立的安全、管理标准，增加运维管理难度，造成管理混乱；

(3)各自有独立的数据库，数据无法共享与交换，无法形成有效的统计报表；

(4)独立的展现层，信息分散，用户获取信息要在不同的系统间穿梭往返，“人找事”，增加了使用难度；

(5)地区内的优质资源无法共享，导致各校的教学水平落差越来越大。

总体目标

以落实国家、省市中长期教育改革和发展规划纲要的战略部署和要求为核心，以“构建网络化、智慧化、惠民化、终身化的教育公共服务体系，建设‘人人皆学、处处能学、时时可学’的学习型社会，共享‘资源多样化、教学个性化、管理智能化、环境泛在化、发展可持续化’的教育大数据”为发展目标，以教育信息化带动教育现代化，促进信息技术与教育教学的深度融合，促进移动互联网背景下教育管理、教与学的深刻变革，促进教育领域的公共服务事项，为推进宣城市教育的均衡化、优质化、多元化、全民化发展做出贡献。

设计健全的智能化系统设备、扩展传统文体中心的业务；部署分布式综合管理平台、网络数据管理、网络式全局中控；通过信息科技手段，各个子系统预留扩展接口，能够完成对OA办公系统，监控系统等智能系统对接；实用高效，资源共享、安全可控，通过技术手段提高能源及信 息使用效率，节约能源消耗。

构建智慧校园要以各种应用系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活充分融合。智慧校园有３个核心特征：①提供一个全面的智能感知环境和云服务平台，为在校师生和管理部门提供基于角色的个性化定制服务；②将学校管理和学生生活各个领域的数据，经过统一接口进行数据处理，汇聚于云端的数据共享中心，实现互联和协作；③通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和感知的接口。

智慧学校遵循立足实际、科学规划，标准统一、资源整合，应用驱动、特色创新的原则。学校要摸清自身的软硬件建设情况和师资力量等校情，明确智慧学校建设需求，制定具有校本特色的智慧学校建设规划。在建设中充分利用各类各级资源，实现资源的优化与重组。依据教育部颁发的国家教育行业标准（教育管理信息、基础教育教学资源元数据）、《安徽教育管理公共平台和资源应用平台技术规范（试行）》等标准，以统一身份认证、统一数据汇聚、统一资源管理、统一桌面呈现为基础，充分发挥校内应用互联、校际资源互联和区校数据互联的价值，实现各个应用系统的互联互通。在满足学校教育教学实际需求的基础上，对学校基础设施、应用系统等进行一定的前瞻性设计和实现；根据自身的条件和发展目标，打造创新、协调、绿色、开放、共享的智慧学校。

总体规划设计

智慧校园网系统

总体网络架构

以实际学校需求及未来发展趋势为指引，根据上文中对现状分析结果，制定相应的校园网方案。整体网络架构示意图如上。

一.1.1.1 总体设计原则

校园网络的核心层交换机承载着整网的内部数据交换，主要任务是把大量来自接入层的数据进行汇聚和集中，承担路由聚合和访问控制的任务。作为整个校园网络的核心，除了需要考虑性能外，也需要考虑稳定性及可靠性。总体来讲，核心区域设计需要满足以下几个原则：

Ø层次化原则：核心层、汇聚层、接入层，每层功能清晰，架构稳定，易于扩展和维护。

Ø模块化原则：每一个部门一个模块，部门内部调整涉及范围小，定位问题也容易。

Ø可靠性原则：双节点冗余性设计，适当的冗余性提高可靠性。

核心层需要采用全连接结构，保持核心层设备的配置尽量简单，并且和业务部门无关。核心层设备需要具有高带宽、高转发性能。核心设备双机互联，核心汇聚之间建议采用万兆/千兆光纤连接。在两台核心设备之间我们采用H3C特有的IRF2（多虚一）弹性智能堆叠技术，使2台设备从逻辑上虚拟成一套设备。通过堆叠后不仅提高了设备的整体性能，也提高了链路的高可靠性、增加链路带宽、保证设备了数据的可靠性传输。

网络逻辑架构网络根据逻辑结构从上往下分为五个层次：

Ø互联网出口层：互联网出口是校园网络到外部公网的边界，园区网的内部用户通过园区出口设备接入到互联网、移动办公（包括教师、学生、VPN用户等）也通过园区出口设备接入到内部网络。

Ø核心层：负责整个园区网络的高速互联。核心层设计一般要兼顾网络利用率和网络可靠性；需要对网络故障具备快速收敛的能力。

Ø汇聚层：将众多的接入设备和大量用户经过汇聚后再接入到核心层。汇聚层目的是扩展核心层接入用户的数量。汇聚层通常还作为用户三层网关，承担L2/L3边缘设备的角色，提供用户管理、安全管理等各项跟用户和业务相关的处理。

Ø接入层：负责将各种终端接入到园区网络，通常由以太网交换机组成。当前随着移动终端的普及，无线接入的需求逐渐旺盛。所以园区接入层需要考虑有线无线的融合，需要无线AP、AC甚至物联网模块。

Ø终端层：包含园区内的各种终端设备，例如PC、笔记本电脑、打印机、传真、POTS话机、手机、摄像头等。

校园网网还有包含两个重要的管理区域，一个是安全管理区，另一个是数据中心区域。

Ø安全管理区：提供对网络、服务器、应用系统进行管理的区域。一般满足FCAPS模型的网络管理，主要包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等。

Ø数据中心区域：提供校园所有业务系统的计算、存储。

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由于篇幅所限以下是智慧校园建设方案部分内容；

        责任编辑：彭菁