校園網的建設主要是為了教學應用，而多媒體輔助教學和多媒體教室是教學應用的核心，在網絡建設時應考慮多媒體信息的特點，如信息量大，對時間延遲敏感等；在校園網中常會出現幾十個學生執行相同操作的現象，所以要考慮并發信息的控制；學生利用網絡做作業，教師要在家撥號訪問學校網絡，學籍治理信息在網上傳輸，所以也要考慮網絡的安全性，防止黑客破壞網絡，學生抄襲作業；校園網又是面向不同知識層次的教師、學生和辦公人員的工具，它幫助我們更好地提高教學水平、辦公效率和學習愛好，所以應用和治理應簡便易行，界面友好，不宜太專業化?？紤]各個學校的具體情況如性質、規模、財務等，思科公司提出了多種不同的校園網解決方案以供參考：

1、小型校園網解決方案（5-10萬元規模）

---- 這是一個相對小型的校園網絡，適宜于單一建筑內的網絡應用，方案特點如下（黑體部分表示主要特點，詳見后文闡述）：

---- （1）支持多媒體應用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學；
---- （2）高性能，全交換，滿足用戶需求；
---- （3）治理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓；
---- （4）系統安全，保密性高；
---- （5）ISDN連接方式，按需建立連接降低鏈路費用。

實現應用如下：

---- 1個多媒體教室：50個多媒體用戶；
---- 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶；
---- 60個校園網普通/多媒體用戶；
---- 互聯網接入，安全的廣域網訪問。

方案拓撲結構如下：

由圖可看出，網絡設備組成為：  
Catalyst 2924交換機  一臺  
Catalyst 1924/2924交換機  五臺  
Cisco 1700/800路由器  一臺  


---- 思科公司的Catalyst 2924交換機是這一網絡的核心設備，它提供了24個10/100M自適應的快速以太網端口，為分支交換機Catalyst 1924和數據量很大的主服務器或網管工作站提供高速主干連接；1924交換機具有兩個100M快速以太網端口和24個10M端口，100M用于2924或教師用機的連接，10M則可提供給數據流量較少的學生氣和辦公機器；圖中多媒體教室用到其中兩臺1924或2924，可為近五十臺學生氣提供網絡連接，另三臺分別分配給電子圖書瀏覽和辦公用。這是一個全交換的網絡，相對共享式集線器而言，交換機各端口擁有獨占的帶寬，能實現多路并行傳輸，不易發生沖突，能為多媒體信息提供更好的保障。

---- 考慮到Internet接入是校園網的發展趨勢，在每套解決方案中都用到了路由器來引入廣域網的遠程連接，這套方案中用到了思科公司的低端路由器Cisco 1700，它提供了對內的10/100M局域網接口和對外的128K的ISDN或專線連接，通過Internet實現遠程教學或教學演播等應用。ISDN是國內已廣泛應用的一種撥號技術，按連接時間計費，費用僅為普通電話線的2-3倍，但帶寬卻能達到3-4倍，且傳輸穩定，連接迅速。在實現基本數據傳遞的基礎上，用戶可以根據自己的需要靈活選用上述網絡設備中的某些性能。如：路由器和交換機的組內廣播功能可為多媒體信息的傳輸提供更高的服務質量；而擁有兩個100M端口的1924可與2924之間建立快速以太網通道，在全雙工模式下達到400M的高速級聯；此外，在圖中1700/800路由器上帶有一個紅色磚墻標志，它表示該路由器兼任了防火墻－－思科公司系列中、低端路由器都可以通過操作系統升級具備防火墻性能，在承擔遠程連接的同時實施數據包檢驗和過濾，防止非法用戶侵入到內部局域網中－－對連接到Internet這一開放網絡的用戶來說，安全性是網絡設計中不容忽視的一項重要因素。


---- 這套方案的好處是簡便易行，成本很低，并且兼顧了教學、治理和通訊三方面應用。方案中所用到的產品都屬思科公司產品中的低端設備，在實現高性價比的桌面應用的同時又做到易于配置和治理：2924和1924都屬即插即用的設備，假如不添加非凡功能則不需任何配置，1700/800的設置和治理也十分方便，這樣用戶使用起來將得心應手

2、支持長距離光纜的小型校園網解決方案（7-15萬元規模）

---- 這套校園網絡與第一套大致相似，但引入了光纜連接，因此除了具備前套方案的所有特點外，還能擴展局域網覆蓋區域，適用于多建筑校園網的應用。

方案特點如下：

---- （1）支持多媒體應用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學；
---- （2）高性能，全交換，滿足用戶需求；
---- （3）治理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓；
---- （4）系統安全，保密性高；
---- （5）ISDN連接方式，按需建立連接降低鏈路費用；
---- （6）采用光纜支持較長距離，滿足不同用戶需求。

實現應用如下：

---- 1個多媒體教室：50個多媒體用戶；
---- 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶；
---- 60個校園網普通/多媒體用戶；
---- 互聯網接入，安全的廣域網訪問。

拓撲結構如下：

---- 比較圖1和圖2可看出，圖2中的中心交換機改為Catalyst 2924M，用于辦公治理和電子瀏覽的兩臺分支交換機也改為Catalyst 1924C，相應的交換機間的級聯鏈路改為了光纜。這樣建設成本略為提高，設備組成變為：

由圖可看出，網絡設備組成為：  
Catalyst 2924M交換機  一臺（配置2/4端口100BaseFX模塊）  
Catalyst 1924/2924交換機  三臺  
Catalyst 1924C交換機  兩臺  
Cisco 1700/800路由器  一臺  


---- 交換機2924M的'M'表示模塊化，這里選擇了一個2或4端口100M光纖模塊；1924C的'C'表示光纖，它的其中一個100M端口由1924的100BaseTX（雙絞線）變為100BaseFX（光纖）。交換機間的多模光纜連接距離可達數百米，基本能滿足校園內各建筑間連接距離要求，這樣即使教學大樓、辦公大樓和圖書館分散在不同位置，依然能夠實現高性能的局域網應用。兩臺用于多媒體教學的1924/2924交換機與同一大樓內的2924M仍采用雙絞線連接即可。
3、融合多媒體應用的中型校園網解決方案（15-30萬元規模）

---- 對于應用更為復雜，需要更高局域網性能和多樣化遠程連接的學校，思科公司又推出第三套建議方案。方案特點：

---- （1）高性能全交換，千兆主干，滿足大負荷網絡運行需求；
---- （2）虛擬網絡方便治理，提高網絡安全與性能；
---- （3）支持多媒體應用包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學；
---- （4）卓越的ip/TV多媒體應用系統，滿足用戶點播、廣播需求，實現多媒體教學和治理；
---- （5）治理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓；
---- （6）系統安全，保密性高；
---- （7）帶寬優化技術，降低鏈路費用。

實現應用如下：

---- 無用戶數限制的IP/TV視頻點播、廣播系統；
---- 2個多媒體教室：100個多媒體用戶；
---- 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶；
---- 80個校園網普通/多媒體用戶；
---- 16個遠程用戶撥號訪問校園網；
---- 互聯網接入，安全的廣域網訪問。

拓撲結構如下：

圖中網絡設備組成為：  
Catalyst 3524M交換機  兩臺  
Catalyst 1924/2924/3524/3548交換機  六臺  
Cisco 2620路由器  一臺（配置NM-8AM模塊）  
IP/TV視頻軟件  一套  



---- 方案中局域網核心由兩臺Catalyst 3524交換機通過千兆以太網級聯組成。Catalyst 3524交換機具有24個10/100M端口和兩個千兆端口，因此兩臺3524之間可通過兩條千兆連接建立以太網通道，實現高達4G的主干連接，并且可以選擇不同的1000M鏈路類型（1000BaseSX、1000BaseLX/LH等）來滿足或長或短的距離要求；其10/100M端口用于分支交換機和主服務器的連接。

---- 二級交換機采用Catalyst 1924/2924/3524/3548，通過100M端口與3524的10/100M端口上聯，而剩余的100M或10M端口則可留給多媒體教室的教師用機和學生氣，或辦公用PC。通過這樣的兩級級聯，局域網用戶擴展到上百名，并且有更多的100M端口為數據庫、多媒體教學或網絡治理服務器提供高速連接，網絡整體容量大大提高。

---- 遠程連接設備也改進為Cisco 2620路由器，它本身具有一個10/100M快速以太網端口，這里還為其選配了一個NM-8AM模塊，可同時建立八條115.2Kbps的電話撥號連接，因此應用非常靈活：用戶可以將一部分撥號鏈路連通ISP去訪問Internet，或通過Internet實現遠程多媒體教學；而將另一部分鏈路留給在家備課的老師或復習的學生，師生們可以很方便地利用家中的電話線和調制解調器連到學校的2620路由器上，滿足Internet訪問、數據查詢及電子瀏覽等應用?？紤]到Internet外部入侵和撥號用戶的非法登錄等不安全因素，2620路由器的操作系統也升級到防火墻版本，同時肩負起數據檢驗和過濾的功能。

---- 除了遠程連接的功能，Cisco 2620的10/100M以太網端口也為校園內部局域網實現VLAN的應用提供了可能：VLAN的劃分是在交換機上進行的，利用這項功能可以將整個局域網分割成相對隔離的幾個虛擬網段（即VLAN）來分別對應不同的機構和用途，從而提高VLAN內數據傳遞效率以及VLAN之間的安全性；當不同部門（VLAN）之間需要進行數據交換時，就需要借助路由器的路由功能，這就是VLAN的路由－－VLAN的路由只能在100M以上局域網端口上完成，這是選用Cisco 2620來實現VLAN應用的原因。如不需要VLAN之間路由，也可以選擇Cisco 1750路由器。

---- 除了一個NM模塊以外，2620還空余了兩個WIC的廣域網插槽，可為以后網絡擴充（如增加DDN、ISDN或幀中繼等鏈路）留用。

---- 這套方案的另一要害是引入了思科公司的一套功能強大的視頻應用軟件－IP/TV，它的主要性能包括：

IP/TV是一套綜合性客戶機/服務器應用系統，服務器軟件用于捕捉和存貯TV圖像客戶機軟件則可以調用和觀看圖像，此外還有專門的治理軟件對圖像內容和用戶情況實施治理；

IP/TV可以實現的應用有兩大類：視頻廣播和點播－－前者由治理員選定播放內容，實時或定時向指定的客戶機發送；后者則由用戶自己選擇所需的內容，播放到自己所處的客戶機中；

IP/TV的圖像采用標準的視頻文件格式，如MPEG-1、AVI、H.261等，當服務器容量和線路質量足夠好時，可采用分辨率較高的圖像格式，反之則可降低分辨率來減輕服務器和線路負擔；

IP/TV支持標準的實時傳輸和組內廣播協議，有利于提高傳輸質量，實現完全同步的全屏播放，同時保障數據傳遞效率，避免帶寬浪費；

IP/TV具有完善的治理特性，可以對節目實施編排，也可以對觀眾的情況進行跟蹤，查看哪些觀眾在觀看廣播的內容，哪些觀眾在點播節目，并能夠給出分析，以便更好的規劃網絡帶寬等參數；

IP/TV還提供了便于教學應用的疑問治理器和幻燈播放。學生可以通過點擊瀏覽器窗口中的疑問治理器輸入問題，治理器將問題傳遞到顯示器得以立即答復或存檔以便日后補答?；脽舨シ攀箤W員在一個窗口中觀看教學幻燈的同時看到教員的形象；

IP/TV基于流行的Windows NT操作系統和TCP/IP網絡協議，硬件平臺為PC服務器，便于實施和把握，經濟可行。
---- 由此可見，IP/TV是一套非常適合教學系統的應用解決方案。在拓撲圖中主干交換機3524通過100M端口連接了一臺IP/TV的主服務器，利用攝像機或衛星天線獲取多媒體教學內容并存貯起來，其它教師和學生用機都可以作為IP/TV的客戶機以廣播或點播方式接收圖像；此外，遠程的電教館也設有一臺IP/TV服務器，可復制主服務器的教學內容，便于當地學生觀看。
4、3層交換的大型校園網解決方案（50-80萬元規模）

---- 假如學校經費足夠，校園網可以具備多種不同的形式來滿足用戶的特定需求。思科公司列舉了兩種不同的解決方案，下面為其中之一：

方案特點：

---- （1）高性能全交換，千兆主干，滿足大負荷網絡運行需求；
---- （2）虛擬網絡方便治理、提高網絡安全與性能；
---- （3）高效三層交換，按需劃分網絡，治理得心應手；
---- （4）支持多媒體應用，包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學；
---- （5）卓越的IP/TV多媒體應用系統，滿足用戶點播、廣播需求，實現多媒體教學、治理；
---- （6）治理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓；
---- （7）強大安全特性，專用防火墻產品支持大數據量訪問；
---- （8）帶寬優化技術，降低鏈路費用。

實現應用如下：

---- 無用戶數限制的IP/TV視頻點播、廣播系統
---- 2個多媒體教室：100個多媒體用戶
---- 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶
---- 120個校園網普通/多媒體用戶
---- 16個遠程用戶撥號訪問校園網
---- 高速互聯網接入，安全的廣域網訪問。

拓撲結構如下：


圖中網絡設備組成為：  
Catalyst 3524/3548交換機  兩臺  
Catalyst 2948G-L3/4000交換機  一臺  
Catalyst 1924/2924/3524/3548交換機  六臺  
Cisco 2610路由器  一臺（配置NM-8AM模塊）  
IP/TV視頻軟件  一套  
PIX防火墻  一臺  


---- 與前套方案比較，本方案中路由器由10/100M以太網端口的2620換為相對便宜的10M以太網端口的2610或10/100M以太網端口的1750，這是因為校園局域網中采用了支持3層交換的2948G-L3/或4000交換機。添加的設備主要有兩臺：Catalyst 2948G-L3和PIX防火墻。

---- Catalyst2948GL3具有48個10/100M快速以太網和2個千兆以太網端口，它與兩臺Catalyst 3524一起共同構筑了一個更為強健的網絡主干；更要害的是，新推出的2948GL3交換機具備第三層交換的特性，它既保留了傳統的第二層交換在各端口間傳遞數據時的高線速，又集成了原來在第三層路由中才有的完善的控制功能如審計、廣播隔離等。在前套方案中，VLAN的劃分是在交換機上進行的，但當不同部門（VLAN）之間需要進行數據交換時，就需要借助路由器的路由功能，而現在在同一臺設備中同時支持二層、三層功能，進行廣播隔離、全線速網絡互聯，從而大大提高了校園網的性能。如采用Catalyst 4000系列三層交換機也可以以4000作為核心，直接與各教學樓、圖書館相連。

---- 加在遠程訪問路由器2610/1750后的PIX防火墻是思科公司聞名的軟硬件結合的專用安全設備，也是本方案的亮點之一，它體現出用戶對網絡安全的極度關注。所有流經PIX的數據都必須接受嚴格而全面的檢驗，檢驗內容包括數據的源和目標地址、TCP隨機序列號、TCP端口號和附加標志等，只有滿足特定條件的數據才能穿過這道防火墻；相對集成在路由器上的防火墻和軟件防火墻而言，PIX使用自己專有的軟件系統，不需借助于外部操作平臺，內核技術不公開，因此能更有效地阻止網絡黑客的攻擊；而配套的硬件組成使其數據處理效率更高；此外，PIX還支持網絡地址翻譯的功能，能夠實現內部IP到合法IP的轉換，方便更多的用戶利用有限地IP地址資源作Internet訪問。

5、千兆主干，百兆交換到桌面的大型校園網解決方案（50-80萬元規模）

---- 前套方案強調的是第三層交換和網絡安全，本套投資大致相當的方案則重在數據的高速傳輸。

方案特點：

---- （1）高性能全交換，千兆骨干、百兆交換到桌面；
---- （2）虛擬網絡方便治理、提高網絡安全與性能；
---- （3）支持多媒體應用包括多媒體教室、電子閱覽室、多媒體教學；
---- （4）卓越的IP/TV多媒體應用系統，滿足用戶點播、廣播需求，實現多媒體教學、治理；
---- （5）治理簡單，瀏覽器方式無需專門培訓；
---- （6）系統安全，保密性高；
---- （7）高速緩存提高廣域網速度，降低網絡費用；

實現應用如下：

---- 無用戶數限制的IP/TV視頻點播、廣播系統
---- 2個多媒體教室：100個多媒體用戶
---- 1個電子閱覽室：24個多媒體用戶
---- 90個校園網普通/多媒體用戶
---- 16個遠程用戶撥號訪問校園網
---- 高速互聯網接入，安全的廣域網訪問

拓撲結構如下：

圖中網絡設備組成為：  
Catalyst 3508G/4000交換機  一臺  
Catalyst 3524/3548交換機  七臺  
Cisco 3640路由器  一臺  
Cache Engine高速緩存  一臺  
IP/TV視頻軟件  一套  


---- 可以看出，這一方案的最大特點是沒有了純10M口交換機，而用到了七臺3524/3548交換機連接到桌面，網絡核心設備相應更換為3508G或4000，它的以太網端口全為千兆，與七臺3524/3548的千兆上聯口連成了一個強有力的網絡主干；3524的24個10/100M端口為所有教學和辦公用PC提供連接，這些端口自適應的特性使PC網卡不論是舊有的10M還是新配備的100M都能應用自如，便于網絡的逐步升級。千兆主干、100M到桌面的連接方式能將多媒體教學的優越性發揮得淋漓盡致，即使有更多用戶要加入到視頻點播的應用，網絡帶寬也不致成為瓶頸。

---- 遠程訪問的路由器也由原來的2600系列換為了Cisco 3640，3640共有四個接口插槽，可選配更多的撥號端口或將插槽空余留作以后網絡擴充用；3640的局域網接口也為模塊形式，用戶可根據遠程訪問的數據量大小選擇10M或10/100M端口；與2600系列相比，除了可選網絡接口的數量和類型增加，3640還具有更高的數據處理能力，使廣域網的容量能隨局域網的改進作相應提高。

---- CacheEngine又稱高速緩存，是思科公司用于改善Internet和Intranet訪問性能的一項產品，從名稱可以看出，它實際上是一個大容量存儲設備，專門用來存儲用戶曾經訪問過的Web頁面，這樣當其他用戶要訪問同一頁面時，就不需要再到WWW服務器上去尋找，而直接從高速緩存中調用；這樣即節省了鏈路帶寬，也減輕了WWW服務器的負擔，同時大大提高訪問效率，對線路帶寬寶貴的遠程Web訪問尤為適合。在本方案中，當校園內用戶需要頻繁訪問遠端電教館以Web形式存放的圖像時，CacheEngine將大顯身手。


---- 以上五個方案是思科公司結合中小學校典型應用推出的建議方案，它們的整體特點為：

---- 1.高速－－全交換，千兆骨干，10/100兆交換到桌面；
---- 2.化繁就簡－－多媒體教學、辦公治理、遠程通信一網實現；
---- 3.可靠－－全冗余，熱備份，快速恢復
---- 4.安全－－從集成路由器防火墻到專用PIX防火墻，提供端到端的保障；
---- 5.使用簡便－－基于瀏覽器和一些網絡治理工具的圖形化配置，治理；
---- 6.經濟實用－－高性價比產品，支持系統平滑升級，可滿足100～1000用戶的需求。