前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的智慧校园网络设计主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:TP212.9;TN929.5
随着“数字化校园”建设进展的推进,各个高校都已经基本建设成了基于光纤为主干线路的校园有线网。基于物联网的无线智慧校园网的建设就是在校园已有的有线网络的基础框架上,进一步部署校园无线传感器网络和移动通信网,从而实现校园教学楼、办公楼、学生宿舍、教职工宿舍和其他公共场所的无线全覆盖。无线智慧校园=校园+物联网+云计算+智慧化设备,它通过物联网来实现更加合理和人性化的服务和管理。智慧校园通过物联网实现人与人之间、人与物之间、物与物之间、人与信息资源之间以及信息资源与信息资源之间的通信。它的最高阶段就是校园服务和管理各部分都是由物与物之间智慧化地完成,无需人工干预,从而达到“智慧”状态,向广大师生提供更加人性化的服务。
近几年来,互联网技术与移动通信技术的不断深入发展促使了新一代信息通信技术――物联网的形成与发展。随着物联网技术的研究与应用,利用物联网可以解决传统意义上互联网没有考虑的与物件互接的问题。就此,这将有力地推动校园信息化向下一个阶段――“无线智慧校园”的发展,为高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供更有利的条件,更好地为广大师生的工作、学习和日常生活服务。Zigbee技术是其中很重要的一种。
Zigbee技术作为一种新兴的远距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、可愈的双向无线通信技术完全适用于无线校园系统,成为连接各个传感器单元的络技术,其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题,因此,zigbee技术能够很好地应用于智慧校园网的建设当中,成为连接各个传感器节点的网络技术。
1 关键技术――Zigbee
1.1 概念及特点
Zigbee技术是由Zigbee联盟提出的一种基于IEEE802.15.4标准的短距离、低速率、低功耗的无线通信技术[1]。
由于其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题,因此,Zigbee技术能够很好地应用于智慧校园网的建设当中,成为连接各个传感器节点的网络技术。其主要具有以下特点[2]:(1)低功耗,可用电池供电;(2)低但可靠的数据传输率;(3)可同时支持多节点的连接;(4)支持动态节点的网络;(5)支持自组织性网络;(6)网络覆盖范围大。
1.2 体系结构
Zigbee网络自上而下分为应用层、网络层、媒体访问控制层和物理层,其体系结构图如图1所示[3]。(1)应用层:该层由应用框架、Zigbee设备对象和应用支持子层组成,其主要负责各个应用对象的运行。(2)网络层:该层主要提供网络管理、路由管理、网络信息转发和网络安全管理等功能,从而形成自组网机制。(3)媒体访问控制层:该层主要为高层提供数据编址、CSMA/CA访问机制、信标等功能支持。(4)物理层:该层主要负责WPAN设备通讯频段的分配,从而避免干扰的产生。
图1 Zigbee网络体系结构图
1.3 网状Zigbee网络
该Zigbee网的组建方式与树型Zigbee网类似,不同的是其各层路由器之间也进行了连接[4],其结构图如图2所示。
图2 网状Zigbee网拓扑结构图
该网状Zigbee网是基于树型Zigbee网改进的,其具有网络自组织功能,即源节点与终节点之间的通信路径并不唯一,当其中某台路由器发生故障时,该网状Zigbee网络能够启用网络自组织功能寻找另一条替代通信路径[5]。本文采用的技术就是网状Zigbee网。
2 具体设计
基于物联网的智慧校园网主要有以下三种网络组建而成:
(1)校园有线网。该网络是指目前各个高校已经建成的校园主干网,在整个智慧校园网内,该网络主要作为校园主干线路网络,承担校园主干线路的大数据量通信。目前主流的高速网络技术主要有ATM技术、光纤分布式接口(FDDI)、千兆以太网(Gigabit Ethernet)和快速以太网[6]。鉴于快速以太网技术能够有效地支持3、4、5类双绞线和光纤的连接,以及有效地利用各个高校现有的设备,本基于物联网的智慧校园设计方案网仍选用快速以太网作为校园主干网络技术。
(2)校园无线传感器网(WSN)。在整个智慧校园网内,该网络主要作为校园各个局部区域(例如:宿舍楼、办公楼、图书馆、教学楼、实验楼等)的网络,承担着该局部区域无线传感器之间的通信。鉴于zigbee技术是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、高可靠性、可愈的双向无线通信技术和其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题,因此,本基于物联网的智慧校园网设计选用其作为校园无线传感器网络的核心支撑技术[7~9]。
(3)移动通信网。在整个智慧校园网内,该网络主要承担校园手机短信息的收发。该网络的建设工作主要由智慧校园合作方――移动通信服务提供商负责。
2.1 网络拓扑结构选择
(1)整个无线智慧校园网拓扑结构选择
由于各个校园的规模和建筑物地理分布的不同,其校园网具体搭建方式也各不相同,但其整个校园网的拓扑结构设计可大致相同。
本基于物联网的智慧校园网采用“物理上总线型,逻辑上星型”拓扑结构,如图3所示。
图3 基于物联网的智慧校园网拓扑结构图
(2)基于Zigbee的校园无线传感器网拓扑结构选择
由上一小节的论述可知,Zigbee支持星型、树型和网状三种拓扑结构。其中,星型Zigbee网可看作为简化版的树型Zigbee网,两者都具有逻辑层次鲜明的优点,但同时也存在“整个网络的性能受协调中心的制约、通信路径唯一、通信不可靠”的缺点;网状Zigbee网具有网络自组织能力,具有灵活、通信可靠的优点。
因此,我们在进行智慧校园无线传感器网建设时,可依据各局部区域的实际情况(所需布置传感器节点数、覆盖范围、数据通信量、数据传输速率等)部署不同拓扑结构的无线传感器网络。
下面举一个利用基于Zigbee校园无线传感器网实现学生上课考勤统计的应用事例。图4为该教室设备分布示意图。
图4 教室设备分布示意图
其中,Zigbee协调中心布置于教室中心,每一个携带配置RFID-SIM卡手机的学生作为Zigbee终端设备。考虑到教室组网这个特殊的环境,包括每一个课堂的学生和教师人数较多,使得Zigbee终端分布密集。因此,在此种情况如果部设树型Zigbee网的话,网络数据的传输性能会受到一定的影响,所以这里最好部设网状zigbee网。
通过上面的学生上课考勤统计应用例子,我们可以发现,在终端节点较多的情况下,网状Zigbee网不仅比树型Zigbee网和星型Zigbee网更为灵活和可靠,而且在网络传输更为高效。因此,基于校园终端设备数量较多这一实际情况出发,我们在进行校园无线传感器网组网时,如果不是网络结构较简单,或对终端的数据传输有严格的中继和管理要求时,我们应优先考虑网状拓扑。
2.2 三网融合设计
本智慧校园网采用如图5所示的方案进行校园有线网、基于Zigbee的校园无线传感器网和移动通信网的融合,即通过Zigbee网关设备的使用实现三者的融合。
图5 三网融合示意图
其中,通过Zigbee网关系统总线内置GSM模块来实现与移动通信网的连接;通过提供以太网接口以有线的方式或内置无线上网卡(支持IEEE802.11 a/b/g①)以建立WLAN②的方式来实现与校园有线网的连接。另外,校园有线网通过总的学校网络网关实现与Internet的连接。
3 结束语
本文在研究Zigbee技术和无线智慧校园国内外建设情况的基础上,结合我国无线智慧校园实际应用需求,提出了一套基于Zigbee的无线智慧校园解决方案,旨在解决目前数字校园所存在的校内信息资源整合与共享、自动身份识别、信息化保障机制和安全保障体系的搭建、信息资源及时采集与更新和校内各信息系统集成等难题,为即将实施或正在实施无线智慧校园建设的各大院校提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]王素红.基于ZigBee的无线传感器网络设计与实现[J].电脑知识与技术,2008(33).
[2]陈东云.为加快我省基础教育信息化标准建设提供优质服务[J].新教育,2011(02).
[3]马荣飞.统一身份认证系统的研究与实现[J].计算机工程与科学,2009(02).
[4]郭楚杰.数字化校园中统一身份认证平台的设计[J].湖南工业大学学报,2010(03).
[5]赵战生.信息安全管理标准发展研究[J].信息网络安全,2011(01).
[6]邵开丽,周小佳,闫斌.无线传感器网络数据融合技术研究[J].计算机与现代化,2011(02).
[7]智慧的地球――IBM 动态基础架构白书.http:///cn/express/mig ratetoibm/dynamicinfrastructure/download/dynamicinfrastructure_whitepaper_0903.pdf.
[8]International Telecommunication Union.ITU Internet Report 2005:The Internet of Things.http://itu.int/pub/S-POL-IR.IT-2005/e.Geneva:ITU,2005.
[9]European Research Projects on the Internet of Things (CERP-IoT) Strategic Research Agenda(SRA). Internet of things strategic research roadmap[EB/OL][2010-05-12]http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/ in_cerp. pdf.
注:
①802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。
②无线局域网络(Wireless Local Area Networks;WLAN)是一种便利的数据传输系统,它是利用射频(Radio Frequency;RF)的技术取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络。
关键词:无线校园网;可扩展性;可管理型;安全性
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)29-0036-02
智慧校园作为目前高校信息化发展的目标借助了互联网、物联网、云计算等技术,将教学、科研、管理、生活学习环境进行深度融合,让管理者、教师、学生能以更加精细和动态的方式管理学习工作和生活的状态,最终提升管理、教学、科研、服务质量。因此如何设计建设一个稳定、高性能、安全的无线校园网则显得尤为重要。
1无线方案需求分析
1.1无线覆盖需求
无线信号应该在覆盖范围内无处不在,但是更多的覆盖范围,需要更多的设备和投资,因此覆盖范围和覆盖程度和实际需求相关,同时也和无线AP的部署方式相关。不同场所建筑由于用途不同,结构千差万别,采用合适的AP部署方式将可以得到最优的信号覆盖。
1.2稳定可靠的需求
无线网络的传输方式和原理导致其稳定性和可靠性有天生不足,电磁波非常容易受到各种障碍物、其他同频率电磁波、相邻AP甚至天气的影响,正是如此无线网络的设计重点要考虑如何保障无线网络的稳定可靠。
1.3无线性能及容量的需求
无线网络性能包括了AP吞吐量和用户的吞吐量两个方面的因素,AP吞吐量与AP、K端支持的协议标准和空间流数量有关,而用户吞吐量还和AP接人用户数量有关,设计无线校园网时不能仅仅考虑信号覆盖,还要考虑如何保证无线用户的应用能够流畅运行,无线网络不成为性能瓶颈,特别高密度用户环境中能够确保所有并发用户的无线性能。
1.4无缝漫游需求
无线用户通常都会在移动过程中使用网络,当终端从一个位置移动到另外一个位置,为了提升用户的上网体验,漫游过程中信号不能中断、网络不能中断。达到无缝漫游、无感知漫游的目的。
1.5易管理需求
无线网络的管理除具备有线网络管理的部分特征外,还有自己的管理需求,如终端定位需求,怎样直观的查看无线信号覆盖效果进行无线规划也成为无线网络管理的必备需求。
2无线校园网设计原则
2.1稳定可靠原则
无线网络相比有线网络在可靠性方面有先天不足,电磁波传输更容易受到各种干扰导致网络的不可靠,而随着移动应用的发展,无线网络对用户的重要性越来越高,因此无线网络稳定可靠更为重要。在设计无线网络时首要考虑尽量减少无线干扰、信号补偿、关键部件冗余等措施。
2.2安全性原则
无线网络的便利性也导致了其安全风险更高,而移动应用和智能终端的普及,用户越来越依赖于无线网络,无线网络上可以传输普通的数据,也有用户的身份信息神州银行等隐秘性要求很高的数据,因此无需网络必须具有良好的安全防范措施和密码保护技术,灵活方便的权限设定和控制机制,使系统具有多种有效手段,防范各种形式对网络的非法入侵和内部攻击,以保证网络的实体安全、网络安全、系统安全和信息安全,有效地保障正常的业务活动和防止内部信息数据不被非法窃取、篡改或泄漏。
2.3高性能原则
无线网络是一个竞争性的共享网络,用户数量越多,单用户性能越低,而移动应用的普及带来了无线带宽性能需求的提升,网络链路和设备具备足够高的数据转发能力,保证各种信息的高质量无阻塞传输;交换系统具有很高的交换容量与多服务支持的能力,保证网络服务的质量。
2.4可扩展性原则
在网络规模不断发展的情况下,无线网络应满足在不改变主体架构与大部分设备的前提下,平滑实现升级和扩充,降低原有网络的硬件投资,并保证扩展后的系统可用性与稳定性。预留AC、AP可升级的能力,为未来无线校园网扩容提供基础。
3整体方案设计拓扑
在校园网网络中心部署1台或多台AC无线控制器,对全校所有无线AP进行统一管理控制,多台无线控制器可以实现1+1或N+I冗余。在网络中心部署有线无线网管系统(现有DCLM网管系统)对全网有线无线设备进行统一管理。部署统一认证网关(现有CS16809核心交换机和城市热点认证计费网关)来实现有线无线接人用户统一认证计费与运营管理。所有AP接入到POE交换机或通过POE模块接入到接入交换机,实现POE远程供电。在高性能、高密度区域选择支持802.11ac协议的AP产品,可以得到更高的带宽。
我院校园网采用了经典的三层架构,即核心层、汇聚层和接入层。校园不同区域划分了不同的VLAN和子网。这种架构的校园网,AC部署在网络中心,各AP在不同区域有不同的管理地址和用户地址段,属于不同的VLAN。AC与AP之间三层连接。这种架构有线用户和无线用户按同样的区域来划分不同的VLAN和子网。在网络中心部署DHCP服务器和AC控制器为AP和无线用户分配IP地址,为了实现准入控制,利用AC实现BAS功能,配合DCN DCSM或其他RAIDUS实现POR-TAL认证。
【关键词】 智慧校园 信息化运行支撑平台 设计研究
智慧校园的提出与信息技术的快速发展是密不可分的,可以说智慧校园建设是以信息化运行支撑平台为基础的。随着我国信息化进程的不断推进,信息服务在校园教学和管理中的应用也越来越广泛,面对这样一个发展契机,人们对智慧校园的建设也有了更多的关注。
一、智慧校园
1.1智慧校园的概念
信息技术的发展让智慧校园的实现成为可能,智慧校园的建设以信息化运行支撑平台为载体,利用先进的信息技术手段,努力构建教学、管理、校园生活为一体的新型智慧化环境系统。智慧校园的提出同时也是信息技术在教育事业应用上的重大进步,促进了教育观念和模式的革新。
1.2智慧校园的特点
智慧校园作为教育领域一种新的革新,总的来说有以下几个特点:(1)智能化的设备监控与管理。智慧校园的建设一般以物联网为技术支撑平台,设备监控更具智能化,每一个设备就如同感知器,将所接受到的各项数据信息及时反馈给监控管理终端,让校园内部涵盖的所有数据信息置于严密的监控之下。(2)数据统计更具灵活性。校园数据信息管理系统的构建是一项巨大的工程,这一系统内包含着大量统计数据,因此构建一个高效数据统计系统对于智慧校园的建设来说是十分重要的。它能够有效地获取数据分析的结果辅导决策。(3)信息服务无盲区。智慧校园是在一个全面、灵活的网络环境基础上建设而成的,它能为学生和老师提供更可靠、更高性能的网络服务,并且校园内的每个角落也都置于网络服务之下,便于师生随时随地使用网络进行工作和学习。(4)信息的主动服务。新兴智慧校园的信息服务具有主动服务的特点,智慧应用能够根据人的需求提供个性化服务,包括内容、方式、界面等多方面进行信息的主动推送,提供主动服务。
二、智慧校园信息化运行支撑平台的设计
2.1校园网络环境
网络信息的进步使得网络应用于校园教学、管理和生活的各个环节,将校园置于整个网络服务之中。目前我国部分校园网络主要依靠移动、联通、电信等供应商,提供全面、高效的网络服务,并采用WLAN无线网络技术进行补充,将校园网延伸到校园内的公共区域,从而扩大网络服务的覆盖范围,实现网络资源的共建共享。
2.2数据基础
(1)基础数据库。智慧校园的建设是以统一的基础数据库为支撑的,教师、学生的信息都储存在基础数据库中,在信息查询时就能做到更加便捷,更高效地为师生提供个性化的信息服务。(2)资源与业务数据库。智慧校园的建设与教务管理、科研管理和生活管理等应用系统是统一的,这类运行系统传送的业务数据不仅是一个记录结果,同时记录了业务办理流程。校园资源数据库含量是不断增加的,包括教学案例及各类科研成就等,是校园建设的重要共享资源之一。(3)数据仓库。数据仓库积累着大量的数据信息,这些信息并不是杂乱的、无规律的,数据仓库中的信息都按照一定的标准进行整合,比如可采用ETL技术对信息进行初步的提取,再对信息进行格式编码,最后将整合过的信息载入数据仓库中,提供数据基础。
2.3以服务总线为核心的服务支撑平台
统一用户身份认证信息管理是统一身份认证服务的前提,目前统一身份认证服务是以LDAP为基础的,并利用分布式目录信息树结构有效地进行管理。LDAP具有安全、保密的特点,对身份认证的安全要求是极为有利的。物联网技术为智慧校园的建设提供了技术支撑平台,广泛地应用于数据的采集和监控服务之中,特别是校园的基础设施建设。物联网传感器能够对基础设备的运行状态进行实时监测,并将信息传送到智慧应用平台之上,以便于统一管理和协调。
2.4存储虚拟化平台
利用虚拟化手段可以最大限度的对废弃资源进行整合,改善IT设备的资源浪费现象,这同时也是智慧校园建设的重要组成部分。每一主机服务器都有自己的虚拟交换机,通过交换机与外部网络实现连接管理,能够真正发挥虚拟化平台在资源整合和共享方面的重要作用。
三、结语
智慧校园的建设始终是以信息化运行平台为支撑的,智慧应用与服务也是目前推进教育现代化的具体要求。本文对智慧校园的建设问题进行了一些探讨,希望对现代学校的智慧校园建设提供借鉴意义。
参 考 文 献
[1] 冀翠萍.智慧校园信息化运行支撑平台的建设[J].现代教育技术.2012(1):49-53
随着物联网技术的发展和“感知中国”、“智慧地球”等概念的提出,在我国的高校之中又掀起了一阵“智慧校园”的浪潮,也就是在我们现有的校园网的基础上,结合新的科技技术,创造出可以更有效的实现资源的管理和共享,使之更好的服务于学生。
1 物联网发展背景
来自于美国麻省理工学院AutoID中心的Ashton教授于1999年提出来物联网的概念,其基本含义指的是:通过使用射频技术(RFID)等信息传感设备将全部的物体都与互联网链接起来,并通过客户端的控制实现对物品的智能化辨别、管理和操作。通过这种技术可以将人、物、信息相互连通交流,实现它们三者的智能连接。
自物联网诞生之时,就受到了世界各国的宠爱,它也成为了新一代技术发展的风向标。2005年,国际电信联盟(ITU)首次对物联网的具体概念进行了详细的阐述。美国政府在2009年提出了“智慧地球”的先进理念,并且将物联网提升为国家战略。此外,日本与韩国在2004年都分别提出了U-Japan和U-Korea计划,都希望通过构建世界先进的物联网基础设施的手段,将自身建成全球ICT最先进的国家,打造成未来广播通信融合领域一流水平的强国。
物联网就其本身来说,代表了下一代信息发展技术,但是就它的某些应用领域和应用方式来说,中国公众也不算太生疏。我们国家政府也高度重视物联网的发展,总理在2009年视察中科院无锡物联网产业研究所时,也针对物联网在我国的发展和应用提出了一些看法和要求,并且还提出了“感知中国”的概念。同年11月,国家传感信息中心成立,且物联网正式被列入我国国家五大新兴战略性产业之一,物联网在中国的发展受到了其他国家不可比拟的极大关注度。
2 物联网技术分析
2.1 物联网技术
顾名思义,物联网就是指“通过物体相连的互联网”,英文名为Internet of Things。它源自于互联网的应用拓展,是在互联网基础上进行的业务和应用。这有两层的意思:首先,物联网技术的基础核心仍然是互联网,是在其基础上进行延伸与扩展得到的网络技术;其次,物联网的用户端延伸扩展到了任意物品以及物品之间的信息交换与通讯。继计算机、互联网的浪潮之后,物联网成为世界信息产业发展的第三次浪潮。
各种感知技术也广泛地应用在物联网的试剂应用中,也就是在所有需要进行识别的物体上面装置EPC电子产品编码、大量的多种类型的传感器等等,之后利用射频识别的技术进行扫描或者利用长按技术进行扫描物体,捕获到物体的信息,并且将获得的信息,通过各种有线或者无线网络与互联网进行融合处理,之后再将获取的信息传递及时准确地传递出去,并在相应的网络数据处理中心进行信息共享、信息交互或信息智能处理,然后将已处理的的信息通过物联网传播,实现对受感应物体实施智能控制。
2.2 物联网的层次模型
目前,物联网还没有一个广泛认同的体系结构,但是根据现在已有的研究中我们可以简单归纳出来一个基本的物联网体系结构。
2.2.1 智能物体层
也即是感知层,这部分是指通过传感器收集和捕获受感知物体的相关数据,从而感知试剂存在的物理世界。由于这个过程存在局部的互动性,因此要求系统必须具有一定的数据储存和计算能力。
2.2.2 数据传输层
使用有线或者无线方式介入获得的数据,并提供编码、认知等服务,并且实施这些服务。
2.2.3 信息关联层
即网络层,这个层面就是通过云计算存储、管理数据,并且对数据进行处理及整合,在不同网络中实现对物联网中受感知物体信息的传输,因此这个层面是连接应用层和感知层的纽带,形成一个对应真实世界的虚拟世界。
2.2.4 应用服务层
也称应用层,基于物联网开发各种面对用户的应用程序和软件,用户通过这些程序和软件对物联网中的物体下达指令,管理和控制这些物体,从虚拟世界中获取信息,提供丰富的服务于用户的应用,从而实现物联网的智能管理与控制。
2.3 关键技术
物联网的应用主要依赖于四个关键技术:射频识别技术、智能技术、传感技术和纳米技术。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,而智能技术则是对物体的自动识别智能操作,具有非常重要的作用。传感技术是探知受感知物体的状态和特征,并将生成的有效数据传递给应用层。物联网上纳米技术的应用主要是感应设备的微缩化和可嵌入功能。
3 智慧校园导航系统物联网研究
校园导航系统是基于物联网的理论基础,使用谷歌地图的在线地图作为系统载体,另外通过富客户端开发技术、数据库技术等先进物联网技术,设计实现了智慧校园导航系统的理念。校园导航系统,实现了路径导航、信息查询、办事指南、地图与数据输入编辑、数据输出、用户管理及三维虚拟校园导航等功能,并提供了与现有校园系统集成的接口。系统有效的提升校园数字化进程,为学校日后的更加全面、智能的校园网络平台打下基础。
3.1 智慧校园的概念
智慧校园就是以物联网技术为基础,对老师和学生在与学校内中的各种资源和学校管理系统进行智能互动的一种应用。目前,在我们校园中广泛应用的物联网系统有智能消费管理系统、智能教学管理系统、智能安防管理系统等。
3.2 智慧校园导航系统
数字化校园系统就是在校园网的基础上实现对信息的数字化、管理的自动化、服务的智能化、校园的虚拟化以及资源利用的最大化。数字化校园系统建设的一项最基本内容就是设计一款数字地图。具有数字地图功能的数字校园系统可以起到导航与分析的作用。智慧校园导航系统是采用富客户端的开发技术,通过调用Maps API所提供的相关支持,构建一个可以于校园查询网络平台的全方位、生动、图文并茂地展示校园信息的平台。校园地理信息展示平台中,实现了GIS技术、富客户端开发技术、API技术、数据库技术等先进技术的完美融合,极大地促进了校园的数字化水平与信息化水平,为在校的师生与社会各界想要更加全面了解认识学校的人们搭建了一个很好的大学虚拟平台。
3.2.2 数据库设计
校园导航系统地图的数据库主要分为实体数据库和属性数据库两部分。
导航系统中的实体数据库包括校内的地点表与校内名称表。校内地点表就是校园地点的基本信息,主要包括对校园内地点的名词,类别,唯一性标识等;校内名称表就是指学校地点的名称,主要是地点的标准名称和常用名称等。
属性数据库主要包括两大类:与空间数据相对应的实体属性和在教学过程中所生成的报表或者临时数据以及教师学生的基本信息等等。对于前者,它对应的是设计各个图层的结构以及完成数据库表格。而后者则是主要涉及的是将教职工、学生、科研、专注信息表及论文和文件索引表等的数据结构单独设计出来,之后再将它们存储在数据库中。设计数据的分类存储,可以方便技术人员或者领导的查询和检索,同时也比较方便管理,使信息存储更趋于规范化、查询检索更加方便。数据的更新更具有实时性,数据应用于输出也更加的科学与智能化。
3.2.2 SVG成图
出于实现跨平台交流,低网络负载,构建具有强交互性的校园电子地图导航网站的设计目的,SVG校园电子地图导航使用户可以更快,更便捷的查询到需要的信息。但是随着数据网络传输数据的不断运行,仅仅以位图作为校园导航系统的电子地图不单单会使得网络输入的负荷急剧地增大,而且也会由于网络输入的负载过大问题,导致客户端导航图加载时间过长,影响用户的使用流畅程度。而网络矢量图即SVG正是可以适应网络时代要求的应用,网络传播数据量大而引起的问题可以通过这种成图方式得到很好的解决。
在进行SVG导航图的成图过程中,最常用的就是在支持SVG格式的画图软件之中重新做一幅图像,然后将其保存为SVG格式。
3.2.3 地图查询
在这个功能之中,我们采用的是对整个地图进行分区查询的方式,就是首先对整个学校的地点进行职能划分,这种方式可以实现对一个分区中的地点进行集体查询。学校地点按照职能可以分为“学生公寓区”、“运动休闲区”、“教研教学区”、“公共服务区”、“教室办公区”和“科学研究区”等六个分区。用户可以在导航系统界面中选择需要查询的分区,之后便可以在地图上显示出这个地点的所在位置,即相应位置颜色会闪烁。
同时出于人性化的考虑,我们还会增加地图模糊查询的功能,其主要是为了避免用户所输入的名称与查询地点在地图中的标准名称不一致,因此我们设计了这个人性化的功能。例如一般情况下,我们把“南五宿舍楼”简称为“南五”,而且我们输入的查询地点名称可能会有“五号楼”、“鸳鸯楼”、“研究生宿舍楼”等多种样式,地图模糊查询的功能正是解决一个地点多种名称查询的问题的最佳选择。
4 小结
日前,高校的管理日趋自动化、信息化、科学化、网络化和智能化,将物联网用用于校园导航系统中正符合了这一潮流趋势。计算机软硬件的迅猛发展,都使得校园导航系统与校园网结合这条路不仅仅是可行的,更是十分有必要的。不同的用户可以根据自己不一样的需求,非常直接地从系统中获得自己所需要的信息,之后再通过导航系统的查询检索功能与其强大的空间分析功能,可以综合地展示校园各个方面的内容,这样不仅仅可以在领导对校园的发展进行规划时提供一个决策工具和更加符合现代化潮流的管理手段,更可以提高学校的知名度,为学校创造一个良好的社会效应。
参考文献
[1]武广臣,刘艳.基于ArcGIS Engine的数字校园导航系统的研究与实现[J].辽宁科技学院学报,2009,11(1):12-13.
关键词:教育信息化;数字化校园;校园网;软件管理
中图分类号:G436 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2017)01-0036-04
引言
结合二十几年教育行业工作经验,笔者认为, 智慧校园应以互联网云计算为核心,突显校园信息的智能化采集与传输,智能化处理与控制,智能化显示与推送。使全校各部门、各子系统信息融合、互联互通,有效解决了校园管理中的信息更新滞后、人力资源不足、信息孤岛和重复投入造成的设备冗余等问题,达到了校园管理中绿色节能、科学决策、及时管控、服务便捷的管理目标。
一、数字化校园建设现状分析
随着人类社会的发展,人们心中普遍出现了一个共同的愿景――“智慧的地球”,伴随着各项新技术的发展,“智慧城市”、“数字社会”等发展理念更是深入人心。而这些美好愿望实现的基础,离不开教育,因此让教育充满“智慧”的力量,便成为教育领域一个新的追求,“数字化校园”便是这一追求的具体体现。建设中存在的问题主要如下。
1.重视技术应用,忽视教育理念转变
数字化校园的建设,从物质层面上看是网络及设施的建设,但实际上应是信息化教育的具体体现。而在目前数字化校园的建设过程中,还存在着只重视技术应用,忽视教育理念转变的现象。这主要表现在数字化校园的建设过程中,更多的是考虑技术层面的因素,而较少从如何通过数字化校园来转变教育理念、教学观念的角度出发进行思考,造成的结果是所建成的数字化校园不能完全满足信息化教育的要求。
2.重视硬件设施建设,忽视软件建设及应用
在目前数字化校园的建设中,存在着重建设、轻软件建设及应用的倾向。这主要表现在两方面:首先,投入大,收效小。很多部门配备的计算机档次很高,但利用效率不高,这其中很重要的一个原因就是使用者信息素质的相对缺乏。其次,各种硬件设施完善,但与之配套的软件和资源则显得相对贫乏,存在有路无车,有车无货的情况。在软件的建设方面,许多教学软件相对缺乏,在资源建设方面,数字化校园需要大量数字化教育资源内容的支撑,学校对教育资源库产品的需求也不断增大。
3.重视校内的信息化建设,忽视校外的资源利用
计算机网络的最大特点就是能实现资源共享。特别是现在各种网络的发展都十分迅速,可供利用的资源也层出不穷,如何利用好各种网络的资源,应该是数字化校园的管理者和使用者所关注的。但有很多学校在数字化校园的建设过程中,比较重视校内的信息化建设,缺乏对校外的资源进行收集和整理。这就使得教师或学生在资源的查找中,要多花很多气力,多走许多弯路。
从目前国外应用来看,自20世纪90年代中期以来,加拿大全国各地对信息技术与课程整合的实验不断增加,并取得良好效果。如1998年2月温哥华学区的“信息技术报告”指出:“信息技术可以创设一个以学生为中心、教师为主导并与广泛的社区相联系的学习环境。“该报告认为信息技术与课程的整合可有效地改进对课程的教学,即能实现下述目标:(1)增强学生的批判性思维、合作技能和解决问题的能力;(2)使信息技术的运用成为学习过程的有机组成部分,从而便于学生掌握信息的收集、检索、分析、评价、转发和利用的技能;(3)不仅促进了班级内学生的合作交流,而且还促进了本校学生与全球性学习社区的合作交流,从而开阔了学生的视野。
二、数字化校园网建设模式初探暨整体实施目标
数字化校园的整体实施目标是实现校园的事务处理自动化、数据处理自动化、信息管理自动化、业务流程规范化、绩效考核数字化、知识文档有序稳定并安全存储。校务办公自动化系统的建设是数字化校园建设的关键,校务管理的对象包含了党务、行政、人事、财务、科研、教务、教学、学生事务、资产、后勤等方面,如果不能有效地f调这些职能活动,将会成为高校进一步发展的瓶颈,所以建立统一的校务管理系统,实施校务信息化,使校园内所有的人、财、物的信息处理融为一体,将极大地推进数字校园的进程,全面提升学校的综合实力,同时可以通过信息门户网站系统来达到学校内外的信息互联互通,真正达到智能化校园、数字化校园、未来现代化校园的标准。智慧校园示意如图所示。
1.智慧校园以校园信息智能化为核心目标,围绕信息采集智能化、信息处理智能化、信息显示与推送智能化全面展开
信息采集智能化是智慧校园的关键技术,是有别于数字校园的显著特征,智慧校园中的信息采集智能化设备具有自组网、自诊断、自修复、不间断运行高稳定性和高可靠性特点,能够进行校园中的信息自动采集,减少信息采集中的人力投入,提高采集的准确信和可靠性。
信息处理智能化依靠云计算的强大处理能力,对信息进行分析、处理,为决策提供有力的数据保障。
信息显示与推送智能化,利用计算机、平板、手机等多种平台,实现跨平台、多途径,将有用的信息及时、准确地推送到需要的信息管理者手中,实现信息的有效利用。
2.数字化校园与传统校园比较
(1)空间拓展:教室的概念不再局限于传统意义上的教室,而是指网络环境中同时处于学习状态的学习者群体所处的网络空间、信息空间和虚拟空间,体现空间的开放性。
(2)时间拓展:学习者可以根据自己的需要自主安排学习时间,打破了学制、年龄、身份等限制,体现教育终身制。
(3)教育对象拓展:除了学校内的在册学生外,可以向全社会开放教学资源,提供接受教育的机会,体现教育全民化。
(4)教学方式和内容拓展:不再是以教师讲授为主,而是以学习者自主式、交互式、个性化学习为主。教师的概念虚拟化,教学内容不再局限于传统的书本知识,而是扩展到整个Internet和信息空间,体现学习的自主性和教学内容的广泛性。
(5)教育理念和管理体制变化:体现建构主义的信息化教育理念,改革传统的人才观、知识观,打破过去对教学管理和评估的教条做法,适应信息化教学的要求。
3.数字化校园的模式
数字化校园的模式可以从概念、空间、功能三个层次进行探讨。
概念模式的通常描述是:数字化校园包含理念层、信息层、应用层和物理层四个层次。物理层是指网络和数字化设施以及具备这些设施的实体,构成数字化校园的基础平台。应用层是指运行在物理层之上的数字化信息资源和以教学、管理为核心的应用系统。主要包括:管理信息系统、办公自动化系统、网上教学系统、资源管理系统以及知识库、信息库等等。信息层主要包括信息技能、信息意识和信息学习。其中,信息技能是指信息获取、信息检索、信息表达、信息交流、信息处理等技能。信息意识是指人的信息敏感程度,是对信息的价值和作用的一种正确认识、合理评价和有效管理。信息学习是指对信息的归纳、抽象,将纷杂无序的信息转化成为有序的知识,独立学习,形成自己的知识结构。理念层是指教育理念重构。包括教育理念、人才培养、知识创新和生产、教学模式、教学方法、教学内容组织、教学管理等观念,以及规则、方法和行为的总和。物理层是实现数字化校园的前提和保证。应用层构成数字化校园的“软环境”。信息层体现数字化校园中“人”的状态。人是数字化校园的主体,人如何来使用和操纵物理层和应用层,如何从所提供的网络和信息服务中有效学习,是数字化校园中不可忽视的内容。信息层体现数字化校园物理层和应用层的效果、内容、形式和运行方法,决定了资源的组织利用,推动理念层的形成。理念层代表数字化校园的目标,实现教育理念的重构,决定了其下各个层次的结构和内容。
空间模式包括物理空间、网络空间、信息空间、虚拟空间四个空间层次,体现“数字化空间提升”、“教育空间虚拟”的特点。物理空间主要是指现实校园中实际存在的实体部分,如:人、基础设施、应用系统等,是数字化校园的基础。网络空间是通过网络建立的交互和连接空间,它可以非常广阔,但仍是有限的、可见的空间。信息空间是指信息经“数字化处理”,就是使信息管理方式、沟通传播方式、存储处理方式等的数字化。它代表着实际的信息和资源,也反映人对信息的处理、意识、学习、利用等智力活动,因此它是半可见的,介于虚和实之间。虚拟空间是由物理空间、网络空间和数字信息空间升华出的无限的、不可见的教育空间,是完全的“虚”的空间。它体现数字化校园对教育、对社会、对人类乃至对整个宇宙的辐射和影响。
功能模式主要是探讨通过信息技术来实现的功能,分为网络、应用、信息服务三大功能层次,是数字化校园建设实践的宏观模式。网络层功能很单一,主要是指是网络硬件设施和数字化设施所提供的网络基本功能和网络基础服务,包括网络接入、电子邮件、文件传输、域名服务等,是数字信息流动的平台和渠道。应用层的功能很丰富,主要包括两大部分:一是软件支撑环境所提供的操作系统、数据库系统等功能;二是所建立的各种应用功能,包括办公自动化、数字图书馆、管理信息系统、网络教学、信息资源管理以及电子商务等。信息服务层的功能是将条理化的信息按照用户的需求提供给用户,包括信息查询、信息处理、个性化门户以及决策支持等功能。
三、校园网建设的重要意义和数字化整体解决方案
校园网是校园内计算机及附属设备互联运行的网络,它是由计算机、网路设备和软件组成的为学校教育教学和管理服务的集成应用系统,通过广域网的互联实现远距离信息交流和资源共享。校园网是满足信息化教学环境的一项基础设施,是教育信息化建设的重要组成部分,是师生顺利接受远程教育的依托网络,是全面实现素质教育的重要手段,是教育技术装备现代化的主要体现,也是教育现代化的重要标志之一。校园网在教学过程中的合理应用,不仅改变了传统的教学模式、教学方法、教学手段,而且将促进教育观念、教育思想的大转变。他不仅可以大大拓展教师和学生的视野,而且还有利于培养学生的创造性思维,提高学生获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力。
底只校园网超越了传统多媒体校园网功能,不但拥有双向电视教学、多媒体课件点播、视音频点播、Internet浏览、示范教学等功能,而且解决了网络进教室、计算机进教室、多媒体校园网图像显示质量、网络服务教学等一系列问题。
1.数字化校园网应具备的功能
数字化校园网除了具备Internet的所有功能外,还必须具备下列功能:
(1)应具备闭路电视双向教学功能
即在教室内可操作主控室内各种播放设备如VCD、DVD、录像机等;显示播放各种课件、软件、点播VOD服务器中的视音频信息、点播教师自己机器内的课件;登录互联网和远程教学网,并在网上浏览、收发电子邮件;教师可将课堂内容实时录像,刻成光盘或数字硬盘存贮,以便进行教学的自我评估,也可以供学生进行课外复习使用。教室内可以收看新闻、电视节目、录像节目,也可以对校内其他班级的会议、校长讲话、文室中控制主控室的放音设备,如卡座、碟机、放像机等,也可以点播MP3,wav,midi等数字形式的文件。主控中心可以控制各智能中心的电视机、投影机的开关机,在教学过程中,教室和主控中心、校长和各教学点相关人员可以方便地进行双向对讲。
(2)应具备教学评估、观摩听课的功能
学校领导及教学管理部门在主控室可以选择任意班级听课,并进行数字录像,纪录某班的课堂内容,通过评估软件进行综合打分。校长室可以控制听课班级的摄像机,选择最佳角度、最佳距离及场景进行教学观摩。院领导在校长室的讲话可以进行电视直播、转播。校长室还可以与教室进行双向对讲。
(3)应具备智能定向广播功能
校园网的主控系统可以按照不同要求和对象群体进行编组,实现广播节目的数字化、定向分组、定时自动播放;具有点对点、点对多点的广播功能,即可将广播素材如听力教材按照预定的节目表进行智能化自动播放。
(4)应具备网络管理功能
可以进行网络管理、检测、调度以及教师终端状态的检查;保留有线电视接口,便于节目选取及电节目转播;预留远程教学接口及控制接口,方便以后远程教学系统的接入与连接;可以实现对任意教室的双向通话,进行设备调度或辅导设备使用;建立设备维护资料数据库及远程维护工作站,便于进行远程维护;设有电子考场,对所有考试考场都可进行实时监看,并可以进行数字录像。
2.建立适应自己学校特色的知识资源库
知识资源库的建设是数字化校园网建设中不可缺少的重要组成部分。现今社会对人才的要求已从记忆知识向如何发现知识和处理知识以及合作的方向转变。知识资源库的建立为实现这一转变提供了物质基础,一个没有任何资源和资源贫乏的校园网络,不可能充分发挥其功效。为此建立具有院校特色的资源库,是营造信息化校园的重要项目。首先,资源库显现出学校教育的主导思想,每个学校都有自己的校训,围绕这个主题进行网站的建设和制作,形成自己的风格和潮流。浏览时能让学生和老师深感亲切,登上我们的网站,有一种回到母校的感觉。其次,网站的建设需要投入大量的人力和时间。学校要有组织有计划地进行,组织人员构建本校的网站和网页;建立本工作部门的网页和网站;也可以调动学生制作自己本班的网站和网页。组成以网页和网站为基础的教学资源库。及时更新网页和充实资源库,要有一批专业的专职人员每隔一段时间对网页进行更新,只有不断更新内容,才能留住网民,同时只有丰富的信息资源库,才能吸引人上网浏览和查寻。关于校园网软管理平台的建设,主要有以下几个重要的研究内容。
(1)软件管理平台各种功能需求的探讨和研究。
主要是根据拥有较完善硬件环境的校园网,却缺乏相应完善软管理系统的需求,展开调查和研究,探索所需的各种管理功能,开发和实现一个具有高实用性、安全性、健壮性和扩充性为一体的学校信息管理集成系统。
(2)根据前面的功能需求,使用NET平台+sqlserver2000数据库来实现一个管理平台。
以网络应用平台的模式管理校园网内的各种信息资源、教学信息和决策管理。促进学校的“数字化”校园的深化发展和完善。实现基于“集中控制,分散管理”的通告管理系统和信息传递系统,实现硬件和软件资源共享等各种子功能系统。在校园网内依靠该管理系统初步实现网络无纸化办公,教学管理信息化。
(3)软管理平台主要具有以下各种特性。
1)实用性
实用性就是能有效的管理各种校园网的硬件资源,同时能确实有效的为信息资源管理、教学信息传递和教学管理提供各种服务。一个具有强实用性的管理软件是十分有必要的,也是管理软件能得到推广和广泛使用的前提条件。
2)易用性
就是校园网用户能够简单快速地掌握整个软管理平台的使用,从而具体的发挥它的各种设计功能。校园网软管理平台的多个子功能系统集成于一个总管理系统中,实现一个统一入口,统一操作,使得校园网用户操作的简单化,促使他们主动参与“数字化”校园建设。
3)可持续性
实现子功能系统自由添加和不断完善。校园网的软管理平台作为一个软件系统,软件的长期维护升级和根据需求不断完善功能是必需的。
数字化校园是基础教育现代化建设的最重要的基础设施,是衡量一个学校是否具备现代型教育的必要条件。面对当今信息时代的挑战和“信息高速公路”的出现,中小学只有建立起自己的数字化校园,才能适应时展的需要,才能进行广泛的信息交流,获取及时、准确的各类信息,达到完全的资源共享,才能从根本上改变学校教学、科研和管理手段,才能满足培养跨世纪高质量人才的需要,促进我国教育、科研事业的发展。
总之,数字化校园应该包括了硬环境、软管理环境、软信息资源三个主要的环境条件,以及师生教与学的信息化。实现一个适合中小学校园网的软管理平台,优化各种硬件资源,建立一个信息资源存储、管理、共享和传递平台,为实现数字化校园铺设一个健壮、安全、稳定和可持续发展的软管理平台。这就要发动师生积极收集与教学任务有关知识信息充实校园网,使网络成为“知识的海洋”。
参考文献:
[1]党齐民.数字化校园规划的研究与实践[J].化工高等教育,2006(4).
[2]铁军.Web数据库技术[M].北京:清华大学出版社,2004.
摘要: 本文作者根据自己一年多来对集体备课的亲身体会,结合所在学校的教学实际,对校园网络环境下高中集体备课如何进行转型进行了讨论。
关键词:校园网络建设、高中、集体备课、影响
一、静宁一中集体备课的现状
2008年我校在后半学期分年级分学科进行集体备课,每周同课头的教师聚在一起,共同讨论近期的教学工作安排和教学工作的协调,如今已经坚持进行了一年多。笔者认为,在学校将集体备课制度化以后,在实施过程中无论是集体备课形成的教案、学案等都需要进行整理和修改。结合当前我校校园网络健全,各位教师的计算机终端和教室的计算机终端相连的实际,我校的集体备课如果能利用好校园网络,就会取得更好的效果,将集体的智慧更好地发挥出来。
集体备课是当前基础教育中提高教师群体素质,提高课堂教学效率的有效途径。进入21世纪以来,计算机网络的迅速普及极大地带动了高中教学的方式,也在一定程度上改变了教师集体备课的方式。绝大多数学校制定了相应的集体备课制度,但主要是以传统会议形式的集体备课,而涉及校园网络环境下教师集体备课的内容较少。网络必然要走进课堂,在网络环境下的教师集体备课将面临什么样的问题呢?与传统集体备课相比,它在形式、内容上有什么样的区别?
传统意义上的集体备课是指学校内同年级同学科教师有计划、有组织地共同制定教学计划,分析教材重点、难点,并确定突破方法,撰写教案的过程。
集体备课有利于发挥集体的智慧,弥补教师个人备课过程中的不足,取长补短,提高教学的整体水平;可以将集体的智慧与个人的特长有机地结合起来,共同提高;有助于教师在整体上把握课标、教材、重难点,设计好教案。
当前大部分中学有自己的校园网络服务器,并通过服务器接入互联网,建立了电子备课室,配备了多媒体教室,基本满足公开课等特定目的的教学要求。大部分中学有自己的网站,有的还拥有自己的校园网络中心和WEB服务器、FTP服务器,这些都为实现网络环境下的集体备课提供了硬件环境。但由于各种原因,教师集体备课大部分情况还处于对教案、学案的讨论和研究的基础上,并没有引入多媒体辅助教学(CAI)的相关探讨,关于多媒体课件的内容确定、制作、使用则在集体备课过程中很少涉及。因此集体备课还没有发挥其在新时代所应起到的作用。
目前,各个中学的集体备课大部分都有自己固定的形式、时间、地点,并制定出了比较完善的集体备课制度,从集体备课的整体目的和要求等作出相应的要求,并与教师的福利待遇挂钩。
2002年,我校顺利通过省验收,晋升为省级示范性高级中学,并于2005年11月建成校园网络,先后为教学楼每个教室、实验室配备一套海捷多媒体中控系统,各学科科任教师每人配备一台清华同方电脑,并连接到校园网终端,同年开通了校园网和校园FTP;2006年我校对校园网进行了改版,主要增加了“教学之窗”栏目;2007年我校通过教导处和多家网站合作,先后为教师开通了“天星教育网”、“北京四中网校”、“高考资源网”、“三学苑”等有较好资源的网站账号,供各位教师从网上下载教育教学资源;2008年我校为每位专业教学人员开通了校园网账号,教师可以把自己教育教学工作中的心得体会、教学心得发表在校园网上供大家学习讨论。
在教学管理上我校实行年级组管理体制,在集体备课室建成后倡导集体备课,双周周四晚上召开教研组会议,并在教研组会议后以年级学科备课组为单位,由年级学科教研组长牵头对未来两周的教学内容、教学进度等进行集体备课,在形成较为全面的系统后,各教师根据自己的实际情况和学生的学情具体实施,在具体的实施过程中遇到问题教师可以通过校园网或者直接与同科其他教师商讨解决。
二、校园网络建设对静宁一中集体备课的影响
(一)积极影响
1.随着校园网络的开通和FTP站点的建立,教师可以在学科帐户内建立、删除相关文件,并可将在办公室电脑上做好的课件上传到校园FTP服务器,在和同科教师共享教学资源的同时能及时反馈存在的问题和修改意见。到教室后教师可以直接将课件从校园网拷贝到电脑,通过中控系统随时应用多媒体技术进行教学,在特定的学科能收到较好的教学效果。
结束日期:2017-11-25
会展地点:中国国际展览中心(三元桥馆)
承办单位:北京合众会展有限公司
主办单位:中国同源有限公司
会展类型:教育/培训/艺术
国家/城市:北京
参展范围
3D打印机、三维扫描仪、3D打印笔、3D打印实验室建设、3D打印课程、3D打印教育解决方案、3D打印服务平台、教育机器人、机器人教育课程、AR\VR教育解决方案、STEM教育教育解决方案、各类创客教育内容提供商解决方案等;
基础教育、高等教育及职业教育技术装备:教学仪器及成套设备、物联网教学设备及实验室、三维动作捕捉系统及虚拟仿真系统、无线感应技术及设备、智能教具、印刷及复印设备、实训设备;职业学校自制教具、教学方案及成果等
互动教学及智慧教育:三通两平台、家校通、智慧教育相关解决方案、云教室、云桌面、录播系统、翻转课堂、电子白板、液晶白板、电子书包、LED大屏幕、触摸一体机、高拍仪、视频展台、高清电视、实物提示机、多媒体课件、多媒体讲台、音频收录机、一体化切换台、教育电子产品、音视频解决方案等其他现代化教育技术、产品及解决方案;
在线教育应用及服务:在线教育机构及平台、移动教育APP、K12教育平台、教育资源平台建设、教育录播及直播系统、在线互动平台、在线培训系统、在线考试及智能阅卷系统、在线支付技术服务商、多媒体计算机、视频会议系统、视/音频处理、中控系统、教育云技术及应用、物联网技术及应用、大数据应用及服务、课程软件光盘、计算机会议系统及网络电视、语音识别系统、数据处理终端、各类编程开发及应用软件、内容提供商(课件资源、流媒体、阅读、动漫、游戏、音乐)等;
关键词:网络安全,防护技术
引言
近年来,随着网络技术的飞速发展,计算机网络已经成为人们日常办公学习最重要的平台和载体。作为处于信息化技术应用前沿的高校,越来越多的行政、教学、科研资源都被放置在校园网络中,而依托于校园网络的智慧校园概念的出现和推广,使得高校的校园网络所承载的信息资源越发的庞杂。如今,校园网络已不再是单纯的科研人员、教师、学生用以获取知识、传递信息、学习交流的渠道,还成为了大量信息数据采集、整理、挖掘的传播通道。随着校园网络传递数据量的急剧增多,对校园网络安全的保护已经成为高校管理的重中之重,越发引起各高校的重视。
1、高校网络安全现状
网络安全通常是指计算机网络中的硬件设备、软件系统及系统中的数据信息受到的安全防护,防止因为偶发事件或恶意行为而遭受到破坏、篡改、泄漏,并能保证网络所承载的系统稳定可靠的运行。网络安全主要特性包括授权使用资源的保密性、存储传输数据的完整性、按需实时访问服务的可用性、对信息传递过程的可控性和安全问题发生后的可追溯性。
目前,各高校网络建设对硬件的投入更迭比较的及时,且由于构建网络的传输设备往往具有较长的稳定使用周期。因此网络安全的问题往往很少出现在硬件设备上,更多的频发风险发生在软件系统和数据信息传输过程中。综合来看,高校的网络安全威胁主要有以下几个方面:
(1)病毒攻击与木马传播
现今的计算机病毒种类繁多,木马的数量也日渐增加,由于校园网络的带宽通常较高,病毒和木马的传播速度也非常的快,受染的计算机设备往往会对网络中的其它设备发起攻击,占用带宽,消耗资源,严重的情况可能会瘫痪局部网络,出现大量数据丢失、泄漏的问题。
(2)系统及协议漏洞
高校校园网络中常见的操作系统因为系统本身结构、管理配置不正确等因素充满着漏洞,这让很多别有用心的人有机可乘。另外,由于高校校园网络建设所依据的TCP/IP协议本身在设计之初只考虑到了网络的开放和简便性,未考虑到安全问题,因此网络信息在传递的中很容易被窃听、伪造和修改。
(3)网络带宽滥用及不良信息传播
有调查表明,高校校园网内,很大部分的带宽被用来观看在线视频、下载数据量较大的软件,同时,一些不良信息也很容易在校园网络中扩散。这些行为不加以管理控制,很容易挤占其他资源及服务,同时也不利于净化网络环境,对校园网络的正常使用、校园文化建设产生影响。
(4)非授嘈形和恶意攻击
高校网络资源内容比较丰富,而高校的师生的网络安全意识又比较的薄弱,因此容易成为被攻击目标,不论是非授权的网络访问还是很黑客的恶意攻击,都对网络安全运行造成一定的影响,严重的甚至将有损学校的整体形象。
2、高校网络安全防护技术
针对高校网络安全的现状,目前比较好的防护技术有以下几种
(1)病毒防控技术
相较于传统的病毒库比对的防控病毒的手段,当前的病毒防控技术更加的智能化,市场上主流的病毒防控系统都具有根据代码执行的行为进行判断,从而有效的识别未知病毒和变种,起到阻止病毒传播的作用。
(2)防火墙技术
防火墙通常分为包过滤型和型,根据放置在网络的不同位置,形成对数据进行控制的一个通道。目前新一代的硬件防火墙在传统的对数据包内容进行审核过滤及授权服务的基础上加强了对从数据链路层直至应用层的一体化安全防御体系,并结合时下流行的云技术,具备网站黑链检测、webshell脚本检测等功能。可以根据部署的场景不同,有效的防止和可入侵、病毒扩散、信息泄露等问题。
(3)入侵检测技术
入侵检测技术属于主动安全防护措施,主要是对网络传输进行即时监控,在发现可疑传输时发出报警或采取主动反应措施。目前主流入侵检测系统在原有对网络系统进行漏洞扫描的基础上,多采用机器学习的技术对于异常流量进行检测,并通过虚拟环境构造对恶意代码进行沙箱测试,全方面的保证网络传递信息的安全性。
(4)上网行为管理技术
上网行为管理技术通常包含对网络使用者的行为管理、流量控制、信息管控、行为分析等功能,可以有效的防止网络使用者进行非授权行为,提高网络带宽的利用率,避免内网数据泄露,保证网络关键业务正常稳定运行。近些年来随着无线接入技术的完善,高校校园网络的无线接入方式越发的普遍,因此上网行为管理系统通常也具备对无线接入设备的管控功能,可以有效的避免非法无线设备接入网络造成的安全风险。
(5)VPN技术
VPN技术通过为外网的访问者提供了一条安全的虚拟专用通道,可以在通过授权的情况下访问校园网络资源。基于IPSec和SSL的VPN技术可以通过账号密码、usb key等多种手段进行身份安全认证,传输数据过程中进行AES、DES、MD5等多种算法的加密,并针对不同用户设置不同的使用权限和访问时间,必要的情况下还可以在访问结束后对客户端cookies、临时文件进行清理,保证上网信息安全。
3、结语
随着高校信息化水平的提升,校园网络所承载和发挥的作用越来越重要,因此保证网络安全尤为重要。网络安全工作从来不能一蹴而就,需要管理者采用多种安全防控技术和手段,结合必要的网络管理措施,逐步提高校园网络安全的水平,为高校师生提供更好的网络服务。
参考文献:
[1]郭可, 高校校园网络安全技术及应用 [J],电脑知识与技术,2016.06
[2]刘慧,浅谈校园网络安全体系 [J],价值工程,2015.1
[3]唐旭; 陈蓓,蜜罐技术在校园网络安全中的作用分析 [J],电脑与电信,2015.12
【关键词】网络技术;校园网;设计;建设
作者简介:张俞玲(1982-),女,白族,云南大理,硕士,讲师,研究方向:计算机网络及计算机教学
校园网是为校园管理、教学、学习、科研进行服务的内部局域网,它是在各项网络技术的应用下诞生的。在现代教育技术支持的背景下,校园网建设越来越趋向于专业化、技术化,并且具备相当的前瞻性。在网络技术支撑下的校园网建设,有利于学校提高管理的效率,为教师教学带来更多便利,也拓宽了学生学习的途径,促进了教育的现代化和信息化。所以,如何充分的利用网络技术打造智慧、科技校园成为了一项重要的议题。
1校园网建设的需求分析
校园网是为了学校各项建设而服务的,属于学校管理的必不可少的一部分,它的作用主要体现在以下几个方面:
(1)校园网为学校打开了一项交流的大门。通过校园网的建设,能够让学校外界更好的认识学校、了解学校,学校也可以更多的摄取外界信息,彼此间相互合作和交流;
(2)校园网为学校管理提供了更加便捷的途径。在应用了校园网以后,学校的管理人员能够方便的操作各项信息,更有效率的做出决策;
(3)校园网为教师教学提供了海量的信息资源,多媒体教学的应用为教师教学的良好辅助工具。教师在校园网的应用过程中提升了自身的教学水平,也发展了自己的专业水准;
(4)校园网为学生提供了更好的学习平台,也拓展了学生的知识水平,为学生营造了一个完美的学习环境。
2校园网规划与设计
2.1校园网建设所需的网络技术服务
2.1.1文件服务
校园网是一种基于网络技术条件下的内部局域网。在一般情况下,校园网为了实现文件和资源共享都会需要文件服务器。主要方式是指定一台计算机(即文件服务器)作为主要的传输计算机,将所需要共享的资料传输进去,从而再传输到需要的其他计算机上去。
2.1.2数据库服务
学校的一项非常重要的工作便是管理,它包含着需要数据库支持的管理系统,因此学校必须经常对数据库进行升级和维护。
2.1.3邮件服务
通过调查显示,邮件服务是使用最为频繁的一项服务,它在校园网中的作用非常之大,因此成为了必不可少的一部分。与传统的电子路由器不同的是,邮件服务能够为用户储存数据。
2.2构建主千网
构建学校的主千网可以采用最具前瞻性的千兆以太网技术,主要的设计思路如下:(1)网络中心千兆以太网交换机,提供双路1000M通讯带宽的千兆以太网技术。(2)通过10/100/1000M以太网技术的无缝连接,灵活提供1000M,100M,10M等多种带宽的网络接入,并完全实现了10/100M交换到桌面的高速连接。(3)运用TCP/IP“慢启动”机制自动识别延迟技术。该项技术能够针对校内网较弱的敏感性,改善带宽和延迟问题,为许多应用提供最基础的保障服务。(4)主干交换机具备多层路由能力和高速第三层交换能力,能够优先控制流量和深层包过滤,确保达到高效率的服务水准。
2.3校园网安全防护体系
校园网主要的用户是教师和学生,且在网上的时间非常之多,因此利用网络技术来维护网络安全显得至关重要。校园网安全防护体系可以从技术层面、管理层面和服务层面进行防范,利用网络技术人员做好安全咨询和技术支撑,建设防火墙进行入侵检测和入侵防御,极大的保障了校园安全。
3网络技术应用条件下的校园网总体设计
在网络技术的支撑下,校园网建设速度越来越快,也出现了越快越多的问题,如系统架构设计粗糙、后期BUG不断增多、频繁死机、病毒入侵等问题也困扰了诸多网络技术人员。因此,在进行校园网总体设计时应当全面思考,千兆以太网是目前最为先进的网络技术,将其良好的运用到设计中是非常关键的。我们可以把整个校园网络分为三个层次,这些层次包括核心层、汇聚层和接入层,在建设的过程中要尽量作为规范整体、结构统一的简单拓扑,避免过于复杂而引发的服务器承载过量。我们必须注意的是,全硬件支持IPv4和IPv6协议对于校园网三个层次的建设而言是至关重要的,它能够促进校园网在快捷的运行下保持性能稳定和安全。
4结语
在步入到信息时代以来,不同高校之间都开展了广泛的竞争,在网络技术的支持之下建设校园网有利于更好的开展教学和科研,帮助学生获得更多的学习体验。校园网建设所需的网络技术服务主要有文件服务、数据服务、邮件服务和DNS服务,在此基础上构建主千网和校园安全系统,将有利于校园网更加持久的运行,保障网络的安全和稳定,从而设计完善的校园网络体系。
参考文献:
[1]胡小迅.校园网络设计关键技术及网络流量管理研究[J].硅谷,2014(22):37-38.