构建实用, 高效的远程教育网络环境_远程教育实用案例

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构建实用、高效的远程教育网络环境

宋浩 胡新生 曾仲培

（《中国远程教育》2003年第1期）

【摘 要】 本文介绍了深圳广播电视大学利用深圳电信提供的ＩＰ城域网企业上网和ＶＰＮ业务构建现代远程教育网络环境的情况，提出了利用社会资源建立网络环境节省资金和人力投入、提高网络运行效率的思路。

【关键词】 现代远程教育；网络；ＶＢＩ；ＶＰＮ；ＩＰ城域网

１９９９年９月，为适应中央电大“人才培养模式改革与开放教育试点”工作的要求，深圳广播电视大学开始了现代远程教育网络的建设。在３年的建设过程中，逐步形成了以校本部为中心、以教学支持服务点为依托、依靠社会力量进行网络建设的模式，使得在线学习环境逐步覆盖了整个深圳市，为现代远程开放教育提供了坚实的物质基础。

一、需求分析

２００１年６月，我们在深圳广播电视大学在读学生中组织了抽样问卷调查，发出问卷８３９份，回收有效答卷７８１份，有效回收率为９３．１％。调查主要结果如下：

问题１：个人的计算机和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入拥有情况。回答情况见图１。可以看到，在深圳没有电脑或不能上网的仍占了４６％，而采用５６Ｋｂｐｓ或以下的窄带速率拨号上网的又占了总人数的３５％（在可以上网的４２２人中占２／３），采用２５６Ｋｂｐｓ或以上的宽带接入的仅占总人数的８％。

问题２：接入服务商的选用。该问题仅供可以上网的学生选择。由于各种原因，可以上网的４２２人中超过８０％（３４７人）直接使用中国电信提供的接入服务。

问题３：最希望的教学资料（可多选）。回答情况见图２。该问题仅供可以上网的学生选择。其中在线测试仅有１２人选择，面授视频仅有１３３人选择，显示出学生对长时间、高带宽要求的教学资料尚不太接受；学生最希望得到的是习题和答案（１００％）、疑难解答（８４％）、重点解析（６７％）等教学资料。

从以上调查可以发现，现阶段首先要帮助学生解决上网难的问题，同时在资料的提供和制作上要注意考虑学生的实际需要和对资料获取成本（包括财力和精力）的承受能力，应优先解决各门课程的辅导性文字材料的上网。

为此，我们提出了如下方案：

１． 建立教学支持服务点，为学生提供方便的上网条件。虽然现在网吧日渐普及，但其费用仍然较高，且鱼龙混杂，不适合进行在线学习。为此，我校大力发展教学支持服务点，在各个教学支持服务点为学生免费提供在线学习的环境。其中的典型案例是通过与深圳残疾人联合会的合作，充分利用了该会遍及深圳各社区的１００多个服务网点，极大地方便了学生在线学习。

２． 与深圳电信局大客户中心联系，利用中国电信的网络经营优势，构建我校的远程教育网，为学生以最理想的速率访问我校服务器提供硬件保障。

二、基本情况

１． 拓扑结构

深圳广播电视大学的现代远程教育网以校本部的服务器群为中心，向校本部、教学支持服务点以及广大师生和全社会有志于接受终生教育的群众提供教学和教务管理服务；为了充分利用中央电大的教学资源，还通过ＶＢＩ／ＩＰ接收设备定期接收中央电大发送的有关资料；为了和教学支持服务点之间建立更为可靠的连接以开展网络远程面授等业务，和教学支持服务点之间采用的是１００Ｍｂｐｓ带宽的ＶＰＮ接入。其网络拓扑结构见图３（出于网络安全考虑，该图作了适当简化）。

从图３可见，深圳广播电视大学现代远程教育网充分利用了深圳市电信局提供的ＩＰ城域网（又称“互动宽频王”）业务。ＩＰ城域网（其网络拓扑结构见图４）具有如下特点：

（１）骨干层采用七台高端路由器组成速率为２．５Ｇｂｐｓ的高速骨干层，节点之间的冗余、备份的链路，网络连接和配置都充分考虑了高可靠性。

（２）接入层采用接入路由器和多层交换机、接入交换机，提供１０Ｍ／１００Ｍ／１０００Ｍ以太网的用户接口。

（３）在应用层，ＩＰ城域网提供ＶＰＮ、高速上网、宽带数据中心等业务，充分满足各类用户的需要。

（４）与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的连接出口可达３．５Ｇｂｐｓ。

（５）网络管理采用集中的网管，有效管理全网的设备和服务质量。

２． 网络带宽

根据实际需要和建设成本，我校远程教育网各部分带宽选择如表１：

３． 网络安全

为了保障网络安全，我校远程教育网采取了如下措施：

（１）防外部黑客入侵。从图３可以看到，两个Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入均有硬件防火墙隔离，防止了外部的黑客入侵。

（２）防ＶＰＮ内部破坏。由于各个教学支持服务点网络情况较为复杂，并且有大量电脑提供给包括教工、学历教育学生和非学历教育学生在内的多种人群使用，因此来自ＶＰＮ内部的黑客破坏的危险同样不能轻视。为此，深圳广播电视大学与各个教学支持服务点签订了协议，如果因为某个节点的网络安全工作不够周密造成任何损失的，该节点所在单位须承担相应的责任。

同时，如图３所示，校本部将ＶＰＮ接入用硬件防火墙隔离在外网，可以有效地保护校园网内网以及校本部服务器群避免来自ＶＰＮ内部的破坏。

（３）防病毒攻击。校本部在所有联网的服务器和工作站上都安装了反病毒软件，并且有意识地在不同的电脑上安装不同公司的反病毒产品，从而使病毒攻击能够及时被发现和消除。

（４）加强网络安全教育。有研究发现，绝大多数危及网络安全的事件来自于内部人员的疏忽或有意破坏。校本部在全体教工和学生中多次组织了网络安全的法律法规教育和计算机安全防护的技术培训工作，并建立了计算机安全领导小组和计算机安全管理体系，动员和组织所有人行动起来，保障网络安全，用好网络。

４． 可访问性

为满足网络功能与安全要求，对网络的相互访问权限规定如表２。

三、关键技术

１． ＯＳＰＦ路由

ＯＳＰＦ是一种典型的链路状态路由协议。采用ＯＳＰＦ的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。与ＲＩＰ路由协议相比，该协议具有通用性强、支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，可以服务于大型网络，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。目前广为使用的是ＯＳＰＦ第二版，最新标准为ＲＦＣ２３２８。

为使我校ＶＰＮ网的组网和维护更加方便、使各教学支持服务点能够在不违反与深圳电大签订的有关协议的条件下比较灵活地管理各自的网络（如增删网段等），我校在ＶＰＮ联网路由器的设置中采用了ＯＳＰＦ协议。

配置该协议的典型命令及其含义见表３。

２． ＮＡＴ设置

在防火墙设置中，为了允许外网访问一台服务器的部分端口，以便获得相应的服务，需要进行ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ，网络地址转换）设置，将由我校在服务器上自行设置的服务器真实ＩＰ映射成向中国电信申请的某一个公网ＩＰ。同时，为了保证内网和外网均能使用同一个域名访问该服务器，方便用户记忆和网页

制作，还需要进行ＤＮＡＴ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＮＡＴ，目标网络地址转换）或ＤＮＳ Ｄｏｃｔｏｒｉｎｇ（域名解析修正）设置。

实现以上设置所需要使用的主要命令和含义见表４（基于网络安全考虑，表３、表４命令列表作了适当简化，ＩＰ地址等参数均与实际情况不同）。

四、关键应用

在以上网络硬件环境支撑下，我校开展了以下网络应用，为远程教学和办公的开展提供了基础。

１． 远程教学平台

我校安装了电大在线开发的远程教学平台，并在所有开放教育课程中应用。目前所有课程均有教学大纲、教学实施方案、辅导、答疑、习题与解答等资料，部分课程还利用网络化通用无纸化作业系统开发了作业系统。所有中央电大提供的ＩＰ资源均能通过该平台访问。

通过该平台向学生提供的丰富的资源和功能，极大地方便了学生进行个别化、自主化学习，深受学生欢迎。

２． 远程办公系统

我校安装了由中央电大委托复恩公司开发的办公自动化系统，该系统不仅实现了符合电大需要的办公自动化环境，还提供了远程办公的功能。目前，我校已经实现了通过ＶＰＮ连接与其他安装了本系统的教学支持服务点之间的远程公文流转，同时还可以通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ与中央广播电视大学之间实现远程公文流转。

３． 网络远程面授

我校于１９９９年开始利用ＩＳＤＮ进行远程面授，虽然使得优秀教师的讲授可以实时地传送到远端，但价格较高，动态图像有马赛克现象，速率不稳定，而且容易掉线。例如，当采用３根ＩＳＤＮ拨号时，传送一晚（３小时）的授课过程就将花费电话费２１６元。

自ＶＰＮ连通后，我校改用ＶＰＮ传输，不仅省去了上述电话费用，而且可以采用较高带宽传输，消除了马赛克现象，迄今没有发现网络传输中断的故障。

４． 网上直播课堂

网络远程面授系统作为双向视频技术的应用，要求通讯双方均安装有专用设备，投资较高，不适合于学生在家接收。为此，我校在网络远程面授课进行的同时采用ｒｅａｌ格式的视频流通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ向全社会广播授课内容。学生只需要具有上网设备并且联网带宽在２８．８Ｋｂｐｓ以上即可收看。

该技术扩展了网络远程面授的空间覆盖面，使得学生甚至不需要到任何一个教学支持服

务点就可以实时收看老师的授课。

５． 视频点播系统

为使授课过程能够在任何时间被学生收看，方便学生个别化、自主化学习，我校在通过网上直播课堂进行直播的同时，还将ｒｅａｌ格式的视频保存为文件，经整理后由教师作为教学资源链接到教学平台中，供学生随时观看。该系统的副产品是视频光盘，只要学生需要，可以到校办理复制或借用，也可在校观看。

该技术扩展了授课过程的时间覆盖面，使得学生可以随时听课，甚至可以将一次连续的授课分在不同的时段观看、多次或反复观看。

６． 电子图书系统

为了方便学生查阅图书，我校利用超星数字图书馆的技术和资源，建立了电子图书系统，学生可以在网上查阅或是下载超星格式的电子图书，使得传统媒体也开始了数字化、网络化过程。

７． 网上教务系统

为了方便学生办理有关手续，减轻教务管理工作量，提高办事效率，减少失误，我校在中央电大教务管理系统的基础上进行了二次开发，实现了教学计划查询、教师课表查询、成绩查询、学籍档案查询、毕业查询、网上报名交费注册、监考和考试查询、教务信息发布等功能。其中网上报名交费注册功能通过与银行合作，实现了网上实时支付，进一步方便了学生，也减轻了财务人员的工作量。

五、优势与不足

通过慎重的调研论证，采用上述方案实现的系统由于充分利用了社会资源建网络，从而具有如下优点：

１． 投资较少。线路敷设及其后期维护的费用均不需要由我校投入，不仅节省了初期投资，ＩＰ城域网的日后升级也同样不需要由我校投入。

２． 见效较快。由于已经有了比较成熟的ＩＰ城域网作为基础，我校ＶＰＮ网络和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入的建设只用了两个月的时间。

３． 质量较高。中国电信作为目前中国最大的ＩＳＰ，可以提供较好的设备和技术人员，保证网络畅通可靠。

４． 维护较易。我校只需要承担维护各接入设备和内部网络的工作。

但是，由于客观条件的限制，该网络也存在如下不足：

１． 出口速率有限。从长远来说，两个１０Ｍｂｐｓ带宽的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入作为拥有超过１．５万在读学生的远程开放大学来说是显得不够的，随着日后宽带应用的普及和接入费用的下调，出口速率势必需要调高。故目前我校选用的接入设备均支持１００Ｍｂｐｓ，为日后的升级留下了空间。

２． 网络结构复杂。由于两个Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入同时存在而又要划分为不同的用途，故网络结构不够清晰，实现和维护都较为复杂。

３． 资源建设有待加强。由于远程教育的资源建设开始不久，使用的时间也较短，故教师和技术人员都还缺乏足够的技术和经验，主要的工作还集中在将其他媒体的资源转到网络上，能够充分体现网络特点的资源还较少。

[参考文献]

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