校园网局域网组网方案剖析及解决办法

2008/3/10/10:37 来源：互联网实验室
在教学教育领域，资源共享、教学网络化、办公自动化无疑是大势所趋，为了让师
生之间、教工之间达成互联互通，很多中小学校、大学都需要急需建立校园网，然而在
校园局域网建设方面，由于各学校的情况不同，应用方向也有差异，导致在建设方案上
有一定的区别，但归根结底，校园局域网的基本方案都相似，因此在部署校园局域网时
，很多学校部署校园网方案时都会遇到类似的问题，为了校园内外"班班通"、"室室通"
、"校校通"的目的，我们需要掌握校园的的施工、联网、使用与调式等知识，并对不同
方案的部署情况进行详细思考，根据学校对信息点的安排和网络应用的需求，制定合理
的校园网总体建设规划和实施方案，甚至需要解决一些部署后的实际问题，以满足目前
校园局域网的实际应用需求。
一、用什么"线"联网？
在组建校园局域网时，很多用户对交换机、路由器、网卡等设备加以重视，这不可
否认是正确的，但有时他们却忽视了一个不起眼的问题，那就是网线，在校园局域网中
，一般布线系统有六个子系统组成：建筑群间子系统，设备间子系统，管理区子系统，
垂直（主干）子系统，水平子系统，工作区子系统，不同的子系统，设备之间使用的网
线也不同，这在很大程度上让用户感到迷茫。一般而言，局域网所使用的连线具有双绞
线、同轴电缆、光缆三种，在校园局域网中，需要根据实际情况，选择对应的布线线缆
。
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图1，大学校园局域网典型方案
比如对于校园内楼宇间的连接线缆，由于是暴露在室外，常年受到日晒雨林的影响
和雷电的干扰，此时使用光缆作传输介质最为适宜。因为光缆具有高带宽，传输距离远
，抗干扰能力强、安全性好、抗老化和高寿命等显著特点，此外，就目前大多数校园网
的应用情况而言，校园网上承载的传输信息中，多媒体信息的传输量将会越来越大，如
多媒体教学，电子阅览、视屏点播等应用，主干网传输介质必须具有承载千兆速率的能
力，此时只有光缆才能满足户外主干网的布线需求。对于同轴电缆，由于货源难觅，其
成本已超过光缆，比较适合短距离的核心设备连接，比如交换机与路由器的连接线缆。
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图2，光缆在校园局域网的应用
校园网为园区网，楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩
展余地，如果选择双绞线，由于没有屏蔽层，在室外很容易感应雷电而产生干扰，甚至
损坏设备。双绞线因受室外恶劣环景的影响，容易老化，寿命短。而且双绞线不容许超
过100米，它不适合作连接楼与楼之间的主干电缆。不过对于校园室内的布线介质，由
于需要管理区子系统并入设备间子系统，集中管理，所以线缆的长度比较大，由于光缆
价格昂贵，选择双绞线是比较实际的，而且目前的屏蔽双绞铜线（STP）的抗干扰和传
输距离比较好，不仅可支持一般的学校信息管理应用对网络传输带宽的要求，而且完全
支持MPEG-2等格式的多媒体信息传输。
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图3，双绞线广泛应用校园网室内布线
二、网络协议选择哪种？
在校园网局域网中，常用的网络协议有NetBEUI、IPX/SPX和TCP/IP三种，在实际组
网时，到底选择哪种网络协议，需要根据校园网的实际规模、网络应用需求、网络平台
兼容性和网络管理等情况而定。其中NetBEUI协议是为中小局域网设计，它是用Single
-Partnames定义网络节点，不支持多网段网络（不可路由），但具有安装非常简单、不
需要进行配置、占用内存少等特点，因而对于中小学校的局域网而言，由于机器性能比
较低，往往只安装了比老的Windows95/98/NT系统，只是为了简单的文件和设备共享，
并且暂时没有对外连接的需要，此时建议选择NetBEUI协议进行组网。
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图4，NetBEUI协议适合小型校园网组网
对于大学校园局域网而言，由于存在多个网段或要通过路由器与外部相连，加之学
校配备的电脑性能比较好，此时NetBEUI协议就无法满足组网需求，建议选择IPX/SPX或
TCP/IP协议组网，其中IPX/SPX协议在复杂环境下具有很强的适应性，具有强大的路由
功能，适合于大型网络使用，不过它局限于使用在NetWare网络环境中，在Windows网络
环境中无法直接使用IPX/SPX通信协议。不过为了实现与NetWare平台的互联，Windows
系统提供了两个IPX/SPX兼容协议：NWLinkSPX/SPX和NWLinkNetBIOS，前者只能作为客
户端的协议实现对NetWare服务器访问，而后者可在NetWare平台与Windows平台之间传
递信息，也能够作为Windows系统之间的通信协议。
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图5，IPX/SPX协议兼容Windows互联
尽管如此，大多数学生、教师依然习惯使用Windows平台，此时校园网选择TCP/IP
协议是必然趋势，无论在局域网、广域网还是Internet，无论是Unix系统或Windows平
台，TCP/IP协议都可以实现校园网的组网需要，TCP/IP是一种可路由协议，它采用一种
分级的命名规则，通过给每个网络节点配置一个IP地址、一个子网掩码、一个网关和一
个主机名，使得它容易确定网络和子网段之间的关系，获得很好的网络适应性、可管理
性和较高的网络带宽使用效率。不过TCP/IP协议的配置和管理比NetBEUI和IPX/SPX更复
杂，并且占用系统资源更多，所以对于机器性能不高或维护知识不够的中小学校，
TCP/IP协议在校园网中存在一定的使用门槛。
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图6，TCP/IP协议适合大学校园局域网
三、多局域网如何互联？
很多中小学校、大学分校依然存在着多个局域网没有互联的情况，此时如果重新进
行校园网布局，不仅增加了建设成本，而且对于维护也带来一定麻烦。为此，学校应该
使用适当的网络设备，实现多个局域网的互联，让学生、教师、办公人员可以进行资源
共享、网络互通的目的。比如某中学希望将校园网和教师楼LAN连接起来，而校园网和
教师楼LAN之间距离为500米，此时可以使用廉价的10base5方法互联，互联时使用直径
10mm的50欧姆粗同轴电缆，每个网段允许有100个站点，每个网段最大允许距离为500m
，可以由5个500m长的网段和4个中继器组成，不过这种互联方案存在一定的局限性，只
适合校园内部的局域网互联，因而无法满足大学分校局域网互连的需要。
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图7，校园网多局域网VPN互联方案
如果是大学校园网，由于有多个分校，希望将每个分校的局域网进行互联，此时采
用无线路由器或无线AP进行互联，不过无线设备投入成本高，传输速率损失严重，而且
安全性也没有保障，此时建议采用更为廉价的VPN方案，它可以通过特殊的加密通讯协
议，在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个校园内部网之间建立一条专有的
通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物
理线路，这就好比去电信局申请专线，但不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等
硬件设备，而且网络之间的数据交换非常安全，只需选择支持VPN功能的交换机，防火
墙设备，就可以实现多校园网局域网之间的互联。
小贴士：校园局域网流量控制
在很多大学校园网中，学生寝室、教师宿舍都与主干网互联，在上网高峰阶段，一
些用户进行BT下载或玩网络游戏，使得局域网资源大量占用，造成校园网出口带宽严重
不足，速度极慢，给正常的工作带来了严重的影响，甚至会造成校园网瘫痪的尴尬局面
，为此，校方可以通过在主服务器上安装流量控制软件，让他们不要使用在线播放音视
频或在线游戏，如发现者，则封IP断网24小时，如果觉得占用系统资源，也可以使用具
有网管功能的交换机，通过交换机内置的控制程序，对局域网内的所有机器进行流量权
限限制使用。
四、远程教学的部署问题
在校园局域网中，远程控制可能是最常见的教学应用，它可以提高工作效率，充分
发挥校内电教设备的利用率，以及加强校园内电教设备的管理。比如校园广播系统，可
以播放出操、升旗音乐，上下课音乐铃声，课间背景音乐，进行德育教育和外语教学、
自办节目等，比如大型活动、临时通知等，往往需要电教员跑到广播室放音，而且由于
放音人员离现声较远，很难看清现场的动态，有时会出现错误，带来不必要损失。远程
控制就解决了问题，只须现场有一根网线就可以在现场控制远在广播室的电脑放音。如
果现场没有连接到广播室的话筒线，还可以通过网络上的语音软件与广播室的电脑进行
对话，达到话筒的功能，声音同样能在广播中听到。
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图8，校园局域网远程控制办公方案
为了实现所有设备的远程控制，要给每台电脑都装网卡，接入校园局域网。内部网
络布线到每个教室和办公室，教师每人一台笔记本电脑，局域网内部建议使用一台远程
控制服务器，可以让兼职的网管教师在自己的办公室或者学校的其它电脑上完成各项管
理工作。实际组网时，主控电脑连接校园广播自动播放系统（一个由一台电脑通过端口
命令管理系统电源开关的单片机。），然后在服务器、广播主控电脑、电视编辑机上装
好被控端软件，添加一个用户和密码。安装语音通话软件（如MSN、局域网会议系统、
企业QQ、NETMEETING等），在其它电脑上安装主控端软件，语音通话软件。如果有通知
或者讲话，只要在此同时打开两台电脑的语音软件就可以了。
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图9，校园网广播系统典型应用案例
小贴士：校园局域网不通怎么办？
在校园网局域网中，经常遇到一些使用和维护上的问题，比如网卡在重启时正常检
测，但不能同其他机器互联。这主要是由于子网掩码或IP地址配置错误、网线不通、网
络协议不对、路由不对等几种情况。解决方法是首先ping本网卡的回送地址
（127.0.0.1），若通，则说明本机TCP/IP工作正常；若不通，则需重新配置并重新启
动电脑。有些网卡缺省设置其速率为100M，也会导致网络不通，需要根据所连交换机的
速率，将其速率设置为10M、100M或设成自适应网线速率。