云計(jì)算與虛擬化是國內(nèi)外信息產(chǎn)業(yè)界目前最受關(guān)注的兩項(xiàng)新技術(shù)。云計(jì)算主要包含兩個(gè)層次的含義：一是從被服務(wù)的客戶端看，用戶無需自建基礎(chǔ)系統(tǒng)，可按需獲取網(wǎng)絡(luò)上的資源，并按使用量付費(fèi)。二是從云計(jì)算后臺(tái)看，云計(jì)算實(shí)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(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)流轉(zhuǎn)。虛擬化實(shí)現(xiàn)了IT資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，是支撐云計(jì)算構(gòu)想的重要技術(shù)基石。

　　摘 要：本文結(jié)合鞍山市信息工程學(xué)校“班班通”工程建設(shè)的現(xiàn)狀與教育資源建設(shè)存在的問題，提出利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化教育云網(wǎng)絡(luò)來解決教學(xué)資源與業(yè)務(wù)的應(yīng)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(luò)安全措施等內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)應(yīng)用論文,云計(jì)算,局域網(wǎng),班班通,網(wǎng)絡(luò)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(jìn)職業(yè)教育信息化建設(shè)。建設(shè)覆蓋全省、各級、各類職業(yè)學(xué)校的職業(yè)教育信息網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)省級信息化教學(xué)資源平臺(tái)”。2012年鞍山市信息工程學(xué)校成功晉升為國家改革發(fā)展示范校，以云計(jì)算及虛擬化技術(shù)為載體，以鞍山市職教城校園網(wǎng)為依托，升級和改進(jìn)學(xué)校原有的校園網(wǎng)和教學(xué)資源平臺(tái)，完善網(wǎng)絡(luò)與信息安全工程，構(gòu)建了一個(gè)基于云技術(shù)并以用戶網(wǎng)絡(luò)空間為基礎(chǔ)的高性能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

　　一、教育云網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要內(nèi)容

　　總體網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃，進(jìn)一步拓展和升級了中心機(jī)房設(shè)備。通過穩(wěn)定的、可擴(kuò)充的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，對整個(gè)學(xué)校的教學(xué)、科研、實(shí)訓(xùn)、招生就業(yè)、學(xué)生管理等環(huán)節(jié)進(jìn)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(wù)。預(yù)計(jì)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(wù)平臺(tái)和教育資源公共服務(wù)平臺(tái)。

　　引入云計(jì)算思想，將資源池化，搭建一個(gè)數(shù)據(jù)中心;購買先進(jìn)設(shè)備，搭建“班班通”教室局域網(wǎng);采用先進(jìn)云計(jì)算技術(shù)，開發(fā)教學(xué)管理平臺(tái)和資源應(yīng)用平臺(tái)，將信息化融入到教育教學(xué)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(xué)督導(dǎo)和政策引導(dǎo)，逐步提升多媒體教室的使用率和一線教師信息化的教學(xué)參與率，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息標(biāo)準(zhǔn)體系及運(yùn)維管理評價(jià)系統(tǒng)和管理規(guī)范。

　　二、教育云網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案

　　在整體學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃中，分為核心區(qū)、接入?yún)^(qū)、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器區(qū)三個(gè)部分。

　　(1)核心區(qū)的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)整個(gè)學(xué)校的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，需要有極強(qiáng)的可靠性和穩(wěn)定性，核心交換機(jī)設(shè)備選用CLOS架構(gòu)，該架構(gòu)設(shè)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(shí)現(xiàn)控制和轉(zhuǎn)發(fā)的硬件分離。在核心交換機(jī)上部署安全插卡，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層安全防護(hù)、流量管控。

　　(2)接入?yún)^(qū)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)各辦公、教學(xué)、宿舍區(qū)域的有線網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)高帶寬的局域網(wǎng)需求，接入交換機(jī)采用全千兆設(shè)備，最大限度地提升整體網(wǎng)絡(luò)等級，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的正常部署。

　　(3)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器區(qū)的主要任務(wù)是承載各個(gè)教學(xué)軟件，實(shí)現(xiàn)各個(gè)教學(xué)應(yīng)用的平臺(tái)。我校新部署了刀箱式服務(wù)器，一個(gè)刀箱內(nèi)可以部署十多個(gè)刀片交換機(jī)，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(jìn)電源管理，具有靈活性、模塊性和易管理性。服務(wù)器是云計(jì)算平臺(tái)的核心，承擔(dān)著云計(jì)算平臺(tái)的計(jì)算功能。

　　三、“班班通教室網(wǎng)絡(luò)”的構(gòu)建

　　1.局域網(wǎng)絡(luò)綜合布線

　　學(xué)校以“班班通”教室建設(shè)為基礎(chǔ)，根據(jù)教學(xué)與管理實(shí)際需求逐步完善和提升職教園區(qū)內(nèi)信息化基礎(chǔ)設(shè)施，規(guī)劃數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，實(shí)施“三通二平臺(tái)”工程。采取高端實(shí)用原則對網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)線重新布線。其中，主干使用萬兆光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，桌面達(dá)到千兆的數(shù)據(jù)傳輸量;核心交換機(jī)采用十萬兆交換機(jī)，以應(yīng)付數(shù)據(jù)的大量吞吐及不斷擴(kuò)大的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展需求;出口處采用高端防火墻，防止網(wǎng)絡(luò)常見攻擊，保護(hù)學(xué)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(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教室。學(xué)校新增40個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)多媒體理論教室，物理上劃分為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控頭采用POE供電;教學(xué)網(wǎng)絡(luò)中采用65 寸LED交互智能一體機(jī)和85寸組合式教學(xué)一體機(jī)作為終端設(shè)備，分別與數(shù)據(jù)中心中各自的云服務(wù)器相連接。新建的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教室使用最新的云計(jì)算技術(shù)，通過桌面虛擬化解決方案代替PC機(jī)。每個(gè)教學(xué)機(jī)房從終端入手，分為三個(gè)部分，終端區(qū)、云課堂主機(jī)區(qū)和校園網(wǎng)鏈路(數(shù)據(jù)通信及管理區(qū))，三個(gè)區(qū)域均采用千兆接入式連接。通過在每間教室部署一臺(tái)高性能云課堂主機(jī)和零維護(hù)的云課堂終端，利用云課堂集中管理平臺(tái)對所有云主機(jī)統(tǒng)一管理。教師使用云課堂多媒體教學(xué)管理軟件控制學(xué)生教學(xué)桌面，學(xué)生則采用觸控顯示器操作云課堂終端設(shè)備，該設(shè)備可以在教師控制下自動(dòng)和云課堂主機(jī)相連，獲取虛擬化桌面，操作方式和習(xí)慣與PC完全相同。

　　3.運(yùn)維管理

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

　　四、網(wǎng)絡(luò)綜合安全建設(shè)

　　1.冗余備份

　　包括網(wǎng)絡(luò)線路的多層次冗余、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身組件的冗余，通過冗余能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全面可靠性保證。

　　2.網(wǎng)絡(luò)出口應(yīng)用安全區(qū)域

　　基本可分為互連網(wǎng)出口區(qū)、對外服務(wù)區(qū)、內(nèi)網(wǎng)區(qū)域。防火墻設(shè)置為默認(rèn)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(shè)置允許VPN協(xié)議數(shù)據(jù)包穿越防火墻，滿足移動(dòng)用戶通過VPN網(wǎng)關(guān)訪問內(nèi)網(wǎng)的需求。

　　3.防火墻與IPS

　　防火墻是以網(wǎng)絡(luò)層為核心的防護(hù)措施，它可以對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)區(qū)域分割，提供基于IP地址和TCP/IP服務(wù)端口等訪問控制。對常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式，如拒絕服務(wù)攻擊、端口掃描、IP欺騙、IP盜用等進(jìn)行有效防護(hù)，并提供流量限制、用戶認(rèn)證、IP與MAC綁定等安全增強(qiáng)措施。IPS是一種主動(dòng)式入侵防御系統(tǒng)，能夠及時(shí)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(luò)層隔離控制系統(tǒng)。因此，在網(wǎng)絡(luò)邊界部署FW和IPS，實(shí)現(xiàn)更完善的安全防御。

　　五、結(jié)束語

　　通過教育云平臺(tái)的建設(shè)，整合學(xué)校原有的軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)校校互連，班班共享。滿足了教育者的管理需求、學(xué)習(xí)者的認(rèn)知需求;改善了文化課、專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課的教學(xué)實(shí)訓(xùn)條件;在信息化課程建設(shè)、創(chuàng)新教育學(xué)習(xí)模式方面為廣大教育者和學(xué)習(xí)者提供了豐富的參考經(jīng)驗(yàn)和范例，為鞍山市職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)提供可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。最終實(shí)現(xiàn)職教園區(qū)的資源數(shù)字化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、終端智能化、管理規(guī)范化、工作效率化、校務(wù)公開化的目標(biāo)。