时间:2023-03-24 15:23:58
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由于综合布线系统和网络技术息息相关,在设计综合布线系统的同时必须考虑到使用的网络技术,也就是布线设计要和网络技术相结合,尽量做到两者技术性能上的统一,避免硬件资源冗余和浪费,才能充分发挥综合布线系统的优点。目前网络上经常使用的主要技术有以下三种:
1:FDDI/CDDI(光纤/铜线分布式数据接口)
2:ATM(异步传输模式)
3:FASTETHERNET(快速以太网)
下面分析一下这三种技术:
1:FDDI/CDDI(光纤/铜线分布式数据接口)
这是一种成熟的、非载波侦听的、100M带宽共享的网络技术。采用了令牌传递服务策略,网络设备之间有主环和副环相联,在网络线路或网络设备出现故障时,有很强的自重构能力。同时其站管理(SMT)功能十分强大,适合于作主干网络。但其技术难度高、价格昂贵、扩展性较差,呈环行布线,与ATM不太兼容。
2:ATM(异步传输模式)
这是一种基于光纤传输系统、应用了统计复用技术、采用了短信元交换技术的先进异步模式。它直接支持数据、视频、音频等多媒体传输。速率相当快(达成155M,622M),由于采用了异步模式,共效率相当高,比较适合于作主干网格。但它仍然是一项有争议的技术,许多标准尚待完善,不同厂家产品之间的互操作及通用性有待于进一步改善。
3:FASTETHERNET(快速以太网)
现在的高速以太网技术一般包括两种:100MVG-ANYLAN和100M-T。这里主要谈是后者--快速交换式以太网。100MAG-ANYLAN虽然提供了多媒体功能,但它的兼容性差、价格高、复杂度高,这里不作考虑。100BASE-T是10BASE-T的改良变种,它在原来的基础上采用将网格分割为若干网段,分割冲突域,并采有了缓冲交换,使网格上传输速率和传输效率大大提高。
快速以太网具有实用(兼容了原以太网,软件、硬件丰富),先进(速度快--100MBPS),升级方便(向ATM或更快的网格转换方便),扩展性好(通过互连设备,交换机,路由器容易扩展),开放性好(软硬件协议开放),价格便宜(相比于ATM、FDDI),支持的厂家多(得到Intel、Sun、3com、Bay、Accton等大公司的支持)等特点。对于多媒体网格应用,快速以太网也能很好的满足要求。
虽然以太网的网格设备之间的有效距离较短(100米),适合于部门级的小局域网,但可采用心光纤电转换器和光纤来延长传输距离。
快速以太网具有极好的扩充性,使用交换式集线器和普通集线器,用户数的扩展对网格没有影响(正在使用时可以扩展),方便将来子网接入。
基于以上分析,结合综合布线系统和网格技术的要点,这里向读者提供三种综合布线方案。
一:采用全双绞线结构布线方案(快速以太网技术)
这种方案是整个布线系统(垂直子系统、水平子系统、工作区子系统、设备间子系统、配线间子系统)全部采用五类双绞线,网络技术是采用快速以太网技术(见设计示图一)。
优点是:布线造价便宜、网格设备便宜、管理方便,快速以太网技术相当成熟,它的交换是在第二层进行,无需人工干预。
缺点是:如果楼层较高,这就有可能导致某些住处点的接线长度超过100米,众所周知,根据布线原则,双绞线一般不允许超过100米,这样会造成信号衰减以至畸变。
其次由于所有的接线都从中心机房通过垂直子系统向其他楼层辐射,对竖井要求较高。
再其次是全双绞线结构难于升级为ATM技术或千兆位以太网技术,ATM技术和千兆位以太网技术需要使用单模/多模光纤来连接构成主干。
方案一支持的硬件设备见下表:
设备名称规格
SwitchHUB24*10M
2*100M
12*10M
2*100M
HUB16*10M
二、采用以光纤构成垂直主干、双绞线为边缘的布线方案(ATM技术)
这种方案的垂直子系统采用光纤结构,其他子系统采用五类双绞线布线,网络技术是ATM技术(见设计视图二)。
优点是:首先布线造价较便宜(与方案一相比,只略高一点)。
其次垂直子系统大大简化,只需从中心机房向其他楼层辐射光纤,每个楼层分配一条光纤(最好加备份线),在每楼层中再采用五类双绞线布线,布线的时间复杂度和空间复杂度大大下降,而且100米长度限制的问题不复存在,因为光纤不受短距离限制(单模15公里,多模1.5-2公里)。
再其次是一步到位,直接使用先进的ATM交换技术,会使网络响应速度大大提高。
缺点:主要是网络设备和主机设备相当昂贵。由于采用了ATM先进的交换技术,必须配置相应的ATM交换机、ATM仿真桥、ATM适配器,这些设备是极为昂贵的。而且ATM交换机需要专人管理,基于现在的技术,ATM的交换功能尚不能达到完全自动,而要根据人们的设置参数进行工作,管理上受一定的限制。
方案二支持的硬件设备见下表:
设备名称规格
CB70008*100MSC
SS100012*10M
2*100M
HUB16*10M
综合方案一和方案二的优缺点,这里提出第三方案。
三:采用以光纤构成垂直主干、双绞线为边缘的布线方案(快速以太网技术)
即采用方案一的网络技术和方案二的布线方式。在垂直子系统采用光纤,其他子系统用五类双绞线构成。网络技术使用快速交换式以太网(见设计图示三)。
优点:布线造价便宜;网络设备造价合理;主机设备也无需特殊配置;易于升级。而且以太网交换技术无须人工干预。实行全自动交换,管理方便。而且当需要升级到ATM或千兆位以太网技术时,只需要更换网络设备,无须更换布线设备,真正达到"一次布线,终身受用"的目标。但是系统需要升级时,还须更换部分网络设备。
方案三支持的硬件设备见下表:
设备名称规格
CB35002*6*100FX
2*6*10/100TX
SwitchHUB12*10M
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)26-7395-02
The Design and Analysis of Generic Cabling System in Campus Network
TIAN Ji-feng
(School of Computer Science and Information Engineering, Shandong Yingcai University, Jinan 250104,China)
Abstract: The Generic Cabling System is a campus network information transmission channels, and it satisfies the campus network information transmission at voice, data, images, video and other multi-media. Information technology in the campus network construction plays an important role. This thesis is based on the design of the Generic Cabling system of school, abrief introduction of the relevant content of designing the Generic Cabling system.
Key words: campus network; generic cabling system; structured cabling; cabling system design; network topology
在教育信息化蓬勃发展的今天,基于校园网的应用不断革新。通过学校的信息技术建设来提升教学水平、抢占未来教育发展的制高点,成为中国教育界的共识。校园网的建设成为学校必不可少的信息化产物。综合布线系统作为校园网络工程的信息传输通道,在其中起着重要的作用。
本文以某学院的计算机网络综合布线设计为例加以说明。根据学院建设目标,通过本项目的建设,实现了学院教学、科研、办公,学生档案、排课、选课等全过程计算机网络化管理。
1 设计原则
1.1 可靠性和稳定性
系统的高可靠性和稳定性是校园网网络系统应用环境正常运行的首要条件。我们可以从下面三个方面考虑:网络设备、主机系统具有很高的平均无故障时间;关键网络设备冗余工作,其关键部件可实现在线更换(拔插),故障的恢复时间在秒级间隔内完成;网络在设备、拓扑以及线路等方面均应具有较高的可靠性,以保证每周7*24小时,每年365*24小时的正常工作。
1.2 开放性和标准化
整个布线系统的接口全部采用开放技术、支持国际标准协议,具有良好的互连互通性,保证支持同一厂家的不同系列的产品以及与不同厂商的不同网络设备无缝连接和互操作的能力,而且能支持不同的网络结构及应用。
1.3 可扩展性和灵活性
整个系统采用先进的跳线管理, 终端的改位、移位只需在配线架上进行简单的跳线即可实现,便于系统的扩展。灵活扩充性表现在灵活的端口扩充能力、模块扩充能力、满足网络规模的扩充。系统还具备支持新应用的能力,即产品具有支持新应用的技术准备,能够符合实际要求的,方便快捷地实施新应用。
1.4 先进、成熟和经济性
综合布线常采用光纤和双绞线混布的方式,选用较成熟的线缆类型。综合布线厂商都有15年的质量保证。综合布线具有良好的初期投资特性和性能价格比,大大地减少了传统布线的重复预留。另外模块化、开放式的产品结
构,降低了日常维护的人力、物力及财力投入,节省运行费用。
2 系统设计与实现
2.1 拓扑结构设计
校园网通常采用层次化的设计方案,便于将来的扩展。本项目中,学院占地800余亩,校舍建筑面积28万平方米,面积比较大。我们从功能上考虑,把校区分为几个区:教学办公区、图书馆区、教工学生宿舍区。采用层次设计方法,将整个网络划分为核心层、汇聚层和接入层。在实训楼的网络中心部署核心设备,通过千兆以太网互联各个楼宇,作为组成整个校园网的骨干网,骨干网络依托千兆链路连接各楼宇汇聚的接入。
2.1.1 核心层
核心层一直被认为是流量的最终承受者和汇聚者。本项目中核心采用万兆核心交换机作为整个校园网的核心设备。信息中心负责为各个楼宇的区块间流量提供交换平台,实现骨干网络之间的优化传输。
2.1.2 汇聚层
根据各个楼宇的用户和流量特点,我们分别在教学A楼、实训楼等流量比较大的楼宇设置汇聚交换机,担负着各楼宇用户数据的数据交换和交换数据的分发。汇聚交换机实现汇聚层数据的交换和转发,并为各个楼宇或者系部网络流量做一些安全策略和QoS的设置,实现用户的流量过滤和智能安全控制。
2.1.3 接入层
分散于学校各个单位和系部,提供最终用户的网络接入。接入层主要面对各办公区和各教学区、宿舍区,接入量大。我们选择性价比较高的交换机网络产品作为接入层产品,支持堆叠,支持基于端口、协议的灵活划分VLAN方式,非常适于一栋大楼内分布不同部门的网络环境中使用,并支持采用1000M光纤上联。其物理拓扑结构如图1。
2.2 综合布线系统组成
综合布线系统由六个子系统组成:工作区、管理区、设备间、水平子系统、主干子系统和建筑群子系统。但根据实际情况的不同,不同的楼宇内部系统组成也会有所变化。例如教学C楼信息点的数目比较少,范围比较小,我们只需要设计工作区、设备间和水平子系统就可以了;而在信息点多、情况复杂的实训楼,综合布线系统由管理区、设备间、水平子系统、主干子系统、建筑群子系统以及工作区六个子系统组成。
2.2.1 工作区
工作区是用户与网络的接口。主要由计算机等设备终端到信息插座的连线组成,包括一些跳线、软线等非有源器件。跳线接头和信息插座的颜色设置需符合国际标准,我们采用的是EIA/TIA 568B标准的线序。跳线根据实际的需要在施工现场手工制作,方便灵活而且价格便宜。
2.2.2水平子系统
水平子系统在整个布线系统中占的比重很大,主要是由配线架、信息插座和它们之间的缆线组成。线缆一般选用超五类非屏蔽双绞线(UTP),在允许的条件下,可以考虑6类线缆,甚至是光纤。例如在教师、学生宿舍楼和办公楼这些带宽要求不高的地方,我们采用的是性价比较高的超五类非屏蔽双绞线,满足100Mbps的数据传输速率。而在图书馆和实训B楼的二楼等要求较高的地方我们采用的是光纤布线,以满足将来的发展需求。
2.2.3 管理区
管理区是整个布线系统的管理环节,所有水平线缆、主干线缆端接于此。我们可以很方便地根据需要进行跳接,即把跳线跳接到相应的信息端口,满足增加设备终端、对网络进行变化的需求。管理区子系统主要包括光纤配线架、铜缆配线架及绕线架。楼层的高度、面积和信息点的数目决定了管理区的数目。经常的做法是一个楼层设置一个管理区,也可以根据实际的需要进行变化。如果单层面积小、信息点比较少,并且缆线在最大允许的传输范围内,我们可以两个楼层甚至多个楼层设置一个管理区;反之,可以一个楼层设置两个或者更多的管理区。另外管理区的大小、位置等也有专门的规定。
2.2.4 主干子系统
主干子系统是整个大楼的交通枢纽,主要是将设备间与各配线间连接起来。本系统中一项重要的工作就是电缆的选择,通常采用大对数电缆或者光纤。电缆总对数的计算,必须遵循干线通道中资源共享原则,即干线线缆的数量和类型不能按信息最大流量时配置,只需要统计信息量的平均值,以避免资源的浪费。通过点对点端接或者分支递减连接方式,线缆从设备间连接到各个配线间。
2.2.5 设备间
设备间主要由跳线电缆及相关硬件组成,把各个公共系统的设备互连起来。通常情况下,该系统与网络具体应用相关。设备间的大小、位置需要根据设备的数量、网络中心位置等因素来综合考虑决定,但一般处在建筑物的中间位置,例如实训楼设在二层的网络中心机房。设备间的跳线因为插拔的次数比较多,可靠性要求高,我们选用的是专用的6类和光纤跳线。
2.2.6 建筑群子系统
建筑群子系统将一个建筑物中的线缆延伸到另外建筑物中的通信设备和装置上,它由电缆、光缆和入楼处线缆上过流过压的电气保护设备等相关硬件组成。线缆通常采用光缆。例如教学楼A楼通过1条6芯室外光纤与核心机房连接。另外我们需要根据现场的敷设情况如工地的大小、建筑物的位置特点等选择敷设方法。
2.3 信息点及线缆说明
综合布线中的信息点主要包括语音、数据、图像和监控信号等。它的估算比较复杂,需要考虑建筑物的性质、规模和人员性质等因素,我们主要的做法是:普通办公室2个信息点;普通教室2个信息点,大的教室4个信息点;机房至少4个信息点;学生、教工宿舍4个信息点;大会议室6个信息点。另外,有的地方考虑到网络的扩展,需要预留信息端口。计算结果和缆线使用如下:
教学办公区包含教学楼A、B、C、D楼4个楼, 共有1000多个信息点。考虑将来的发展需要,教学楼A、C、D楼分别采用1条6芯室外光纤和实训B楼相连,每个楼都采用星型拓扑结构,同时实训B楼是整个学院的网络中心。
图书馆区共有400个信息点,拓扑结构采用星型,中心放在四楼的核心机房,通过1条6芯光纤与B楼相连接,满足吉比特的数据传输速率。楼内干线子系统线缆采用光纤,水平子系统采用超5类电缆。
教工学生宿舍区共有800个信息点,拓扑结构采用星型,考虑校区规划,还有3座学生宿舍待建设,采用2条6芯室外光纤和教学C楼相连。
实训B楼包含6个布线子系统,水平子系统中采用超5类的双绞线,而在垂直干线上采用100对的大对数的电缆;图书馆的水平子系统采用超5类电缆,干线子系统线缆采用光纤;其他的建筑物内信息点数目比较少,范围小于90米,子系统组成也做了相应的改变,但线缆都采用超5类的双绞线电缆。
3 系统优势
在本项目中,为了提高系统的质量和方便维护,我们采用了较为先进的光缆和双绞线混布的方式;采用模块化星型拓扑结构,主干段相互独立。设计过程中,充分考虑了物理链路备份问题,使用了双100Mbps铜缆类型,增加系统的冗余,提高了系统的可靠性,并便于网络的扩展。主干网上采用了1000Mbps的光纤,减少了周围的电磁干扰影响,有利于今后更高速率的网络应用。实训楼的拓扑结构如图2。
接入层交换是在第二层进行,支持即插即用,采用1000M光纤上联,也可支持堆叠、划分VLAN。我们可以灵活的将每个部门(可跨楼层)处于一个独立的VLAN中,保证了各个部门之间数据传输的安全,提高了网络访问效率,同时还便于网络管理、排错等。
4 结束语
综上所述,综合布线系统是校园网智能化工程的重要组成部分。我们应该依据国家相关标准,结合用户实际的需求,合理进行综合布线系统的设计,优化网络的方案,最终建成一个先进、可靠、开放、经济实用的综合布线。另外,设计过程中应采用模块化设计,提高工程的性价比,便于将来网络的扩充和改造,适应今后网络的发展。
参考文献:
[1] 贺平,余明辉..网络综合布线技术[M].北京:人民邮电出版社,2006.
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)36-8282-04
1 概述
随着校园网的普及和发展,校园网出现了各式各样的问题,如:校园网络安全、校园网的网络风暴.....目前,大多数高校已经初步完成了校园网硬件工程的搭建。但是由于这些年来各个高校对于校园网络的认识不够透彻,进而造成了很多认识误区。例如:认为校园网络建设使用的硬件越好,校园网就可以发挥出自己应有的效益。从而导致在建设中盲目的追求高档的设备搭建,但是因为各个高校对于校园网络的建设缺乏综合规划和管理以及对于管理人员和教师缺少学习和培训,自认为校园网搭建完,连接上了internet就等于实现了办公自动化和教学信息化。其实这时的校园网根本无法发挥出自己在学校管理、教育教学应用中所应发挥的效益。
构建校园网的意义:随着校园网的发展,校园网展现出了越来越强的高效性,校园网的建设已经成为高校基础建设的重中之重,更加成为衡量一个高校教育信息化、现代化的重要标杆。
2 校园网需求分析
2.1学校建筑位置分析
学校建筑分别教师公寓区,学生公寓区,行政区,办公区,综合楼,教学区,服务器机房。其中学生公寓区(A区、B区、C区),教师公寓区,行政区(财务处、人事处、教务处、招生就业处),办公区(A区、B区、C区),综合楼(电子阅览室、网络实验室、电子语音室),教学区(现代服务学院、数字传媒学院、机电系)。
对学校建筑位置的分析如图1所示。
2.2校园网布线分析
根据以上信息点分布和需求分析,并结合学校实际情况分析所得如图2。
3 校园网方案设计
3.1校园网的建设目标和原则
网络构建工程的目标:实现Internet高速接入;实现DHCP、DNS、WWW、Email等多种服务;实现多媒体教学、网络教学等服务;实现远程教务管理、科研管理、教学管理、设备管理、图书管理;实现网络的安全性,其中包括防火墙的配置、防止网络病毒的入侵、防止黑客的入侵、做好数据的灾难恢复等;实现主干网络千兆传输并做好实现冗余备份。为了能实现以上目标,校园网建设需要坚持一下原则:实用性和经济性;先进性;开放性;可扩充性;可靠性和安全性
3.2网络体系结构设计
层次化结构设计有三个关键层的概念,第一层是核心层(Core Layer),第二层是汇聚层(Distribution Layer),第三层是接入层(Access Layer)。
1)核心层为骨干网络提供数据交换。理论上的分层网络结构中,核心层只完成数据交换。
2) 汇聚层主要的功能是完成数据包寻址、过滤、处理、策略增强等其他任务。
3) 接入层的主要功能是终端用户接入。同时优先级设定和带宽交换等优化网络资源的设置也在接入层完成。
4 综合布线
综合布线是指一种模块化且灵活性高的信息传输通道。它包括两部分的传输通道,第一个是建筑内的传输通信通道,另一个是建筑群之间的传输通信通道。它可以使语音、数据、图像设备和通信交换设备与其他管理设备彼此连接,并且可以使这些设备和外部的网络连接。综合布线的组建包括:各种传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头和适配器)以及电气保护设备等。它们是组成综合布线的基础设备,它们不仅便于安装,而且容易更换,从而达到模块化和灵活性高的目的,综合布线如图3所示。
综合布线的优点如下:
1)结构清晰,便于管理和维护;
2)材料统一先进,适应今后的发展需要;
3)灵活性强,适应各种不同的需求;
4)便于扩充,节约费用,提供高了系统的可靠性。
4.1 工作区子系统
工作区子系统是指从信息插座延伸至终端设备的整个区域。它是由信息插座、信息模块、连接线缆和适配器组成的。线缆一般采用软线(Patch Cable)材料,线缆的最大长度不应超过5M。工作区可支持固定电话、数据终端、电视机、计算机等终端设备。
4.2 水平子系统
水平子系统指的是从信息插座开始到管理间子系统的配线架。它的组成部分包括:信息插座、水平线缆、配线设备等组成。综合布线中水平子系统是计算机网络信息传输的重要组成部分,采用星形拓扑结构,每个信息点都要连接到管理子系统当中。水平子系统的线缆一般由4对UTP线缆组成,如果出现了电磁干扰或是信息需要保密时,这时线缆可以使用屏蔽双绞线。如果需要高速传输的时候,可以使用光纤来代替。但是其最大水平距离为:90M。水平距离指的是从管理间子系统中的配线架的JACK端口至工作区的信息插座的电缆长度。当水平距离超过这个长度信号衰减增大,从而无法保证网络传输的稳定性和高效性。水平子系统的施工量在综合布线施工当中是最大的,在施工完成时无法轻易更改原有的设计。因此水平子系统的施工应该严格要求,保证整个网络的链路性。
水平子系统当中的水平线缆可采用五类双绞线、超五类双绞线,当出现电磁干扰的时候可以使用屏蔽双绞线,当需要高速传输的时候可以使用光纤。
4.3管理区子系统
管理子系统功能是将垂直干线子系统与各个楼层间的水平子系统连接于此,使整个网络变成一个有机的整体。管理子系统放置电信布线系统设备,包括水平子系统、垂直干线子系统的机械和电气终端。管理子系统有三种应用:水平/垂直干线连接、主干线系统互相接入、入楼设备的连接。管理子系统如图4所示。
图4 管理区子系统设备连接结构图
4.4垂直干线子系统
垂直干线子系统指的是连接主设备间到各个楼层配线间的线缆组成。垂直干线子系统的结构是一个星形拓扑结构,其主要功能是把各个管理间的干线连接到设备间上。垂直干线子系统一般采用4芯、6芯、12芯的62.5μm/125μm多模光缆。垂直干线子系统一般是由主设备间提供骨干线路,是这个网络的信息枢纽。
4.5 设备间子系统
设备间子系统是垂直主干线缆终接的场所,也是建筑群来的线缆的终接场所。设备间一般存放着各种数据语音主机设备、路由器、汇聚层交换机、UPS电源和管理工作站等设备。一般建议设备间子系统在大楼的中部,这样方便以后的网络扩展。
4.6 建筑群子系统
建筑群子系统是指将一栋建筑的线缆延伸到建筑群的其它建筑的通信设备和设施。建筑群子系统使用开发式的星形拓扑结构。施工方式一般有四种:架空布线法、直埋布线法、地下水道布线法、隧道内电缆布线法。为了能进行远距离的通信并避免雷击对网络设备的破坏,一般采用多模或单模光纤。
5 校园网的管理与安全
5.1 网络管理
ISO建议网络管理应该包括以下基本功能:故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理。
现在最常用的网络管理协议有两个:SNMP协议和CMIS/CMIP协议。
5.2 网络安全
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不会因为非法用户的使用而使得网络系统遭到破坏。
网络安全是的主要功能是保护数据在传输期间是可信的,它强调的是网络通信中的信息或是数据是完整性(Interity)、可用性(Availability)和保密性(Confidentiality)。完整性指的是保护信息不被非法的用户更改或是破坏;可用性指的是避免拒绝服务或是拒绝授权反问;保密性指的是保证信息不被非法用户获得。
5.2.1 NAT
网络地址转换(NAT,Networkaddressress Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有IP地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛使用在各种各种网络接入Internet中。因为NAT技术可以隐藏内网的计算机使它们不暴露在Internet中,从而避免了许多的网络攻击。另一方面NAT服务又解决了IPV4地址不足的问题。
NAT技术转换方式有三种,即静态转换(Static Nat)、动态转换(Dynamic Nat)和端口多路复用(OverLoad)。
5.2.2 ACL
访问控制列表(Access Control List)是路由器和交换机接口的指令列表,用来控制端口进出的数据包。最直接的功能就是数据包的过滤。通过ACL可以在路由器、三层交换上进行数据流进行过滤。
1)ACL可以限制或控制整个网络的流量,从而提高网络的整体性能。
2)ACL可以提供网络安全访问。从而使得网络的安全性大大增加。
6 结论
校园网组建让我深刻的认识到了自己的不足,也从中学到了很多的知识。整个局域网组建的过程是一边参考资料一边摸索出来的,因为校园网属于中大型的局域网,所以需要考虑的方面和方向比较多,在本次的方案中可能存在很多的不足之处。有很多细致的东西没有考虑透彻。距离真正的组网还有很长的一段路要走,还有很多的地方没有完善的地方,还需要不断的补充和完善。
但是通过这次校园网组网的论文编写,让我找回被我遗忘了许久的知识和能力。通过网络查阅了很多的资料也让我学到了很多新知识,不仅丰富了我的知识库也大大的增强了我的个人实践能力。
参考文献:
[1] 唐涛,白涛.网络组建及应用典型实例精粹[M].北京:电子工业出版社,2007.
[2] 张建辉,尹光.基于工作过程的中小企业网络组建[M].北京:清华大学出版社,2010.
[3] 陈敏.局域网组建与交换技术项目教程[M].北京:电子工业出版社,2011.
[4] 全国高等教育自学考试指导委员会组编[M].北京:经济科学出版社,2007.
[5] Richard Deal. CCNA学习指南——Cisco Certified Network Associate (Exam 640-802)(中文版)[M].北京:人民邮电出版社,2009.
关键词 视频;情境;资讯;视频评价
【中图分类号】G712 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384(2014)02-0088-03
网络布线与测试课程是计算机网络技术专业网络工程方向的专业核心课程,本课程的主要任务是使学生掌握网络布线和布线测试的技术,具备网络布线实施与测试的能力,提高沟通、协调和应变能力。本课程具有很强的操作性和实践性,但受时间、空间、材料等多种因素的制约,学生缺乏感性的认识和实际操作的经验。因此,在教学过程的各个环节中笔者使用视频进行辅助教学,弥补了客观条件的不足,取得了一定的教学效果。
巧用视频创设情境,激发兴趣导入新课
创设良好的学习情境,能使学生的注意力很快集中到教学内容上,激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望,使学生的学习状态由被动变为主动,引导学生快速进入角色,使学生在轻松愉悦的氛围中学到知识。
例如,在网络布线与测试课程的光纤熔接教学任务中,笔者受“北京7 . 21特大暴雨后,北京电信公司房山分公司组织人员投入了一场争分夺秒的光信通信保卫战”新闻的启发,选取并运用了这段新闻视频作为网络布线与测试课程中光纤熔接教学任务情境引入的载体,很好地激发了学生的学习兴趣和求知欲。这次教学过程笔者没有过多的讲解和督促,但学生一直处于主体地位,他们主动进行资讯、制定实施方案、进行光纤熔接实施,直至完成评价。在这一过程中,笔者也真正体会到了视频在教学情境引入环节的积极作用。
视频让学生快速获得资讯,提高教学效率
权威咨询公司易观国际通过一项“网络视频媒体用户眼动仪实验”研究发现,动态贴片广告的记忆率高,在实验中达到100%,占用了用户大部分的注意资源,远高于播放框外的静态广告。同理,学生在通过观看视频进行资讯获取的过程中,注意力远比文本资料要集中得多,因为视频直观、生动且能大量及时地把各种图、文、声、像信息展示在学生眼前,从而增大教学容量,极大地满足教学需要,并且能够快速找到需要的技能要点,提高教学效率和教学效果。
例如,在网络综合布线与测试课程中的基本测试链路端接的教学任务中,笔者在网络1班1、3学生小组电脑存放了视频教学资源,2、4小组作为对比。结果学生在资讯制定基本测试链路端接方案环节中,1、3小组完成问题并制定实施方案明显在质量和速度上高于2、4小组。在复杂测试链路端接教学任务中,在2、4组电脑中存放视频教学资源,同样这两个小组在资讯和制定实施方案环节中明显快于1、3组。在网络2、3班验证的结果亦然。然后,笔者在基本网络配线端接任务教学过程中,在网络1班放入视频资源,2、3班作为对比。结果还是1班在资讯和完成实施方案的速度、质量上高于2、3班。同样的方法在以班级为对比对象的三个教学任务过程结果亦然,并且没有视频资源的班级还向笔者强烈索求视频资源。具体对比结果及时间统计如图1所示。
由此可知,在网络布线与测试课程教学中应用教学视频传递信息的功能远比教师和文字传递信息的功能强大,并且学生更乐于从视频中直接获取知识和信息。教学过程中的资讯环节,视频教学资源的应用大大提高了课堂教学效率,增加了课堂单位时间信息量的获取,提高了学生的学习效率。同时,学生们的自主探索能力和创新精神也得到了锻炼和提高。
视频使重点、难点更易突破
网络综合布线与测试课程中的每一节课的重难点不仅包含知识概念的讲解,更重要的是学生能够动手规范实践布线与测试。但在实际教学中,有的学习任务中的重难点会受到实际空间的限制而不好加以讲解和突破,此时,就要发挥视频教学的优势了。因为视频教学可以打破时空界限,动态地演示一些现实教学中不利于观察操作的过程,也可以把一些重要的规范操作步骤分阶段地反复进行演示,加上任课教师的适时点拨讲解,可以使学生更易于理解和把握,从而突破教学重难点。
例如,光纤熔接任务中的重难点是:能正确选择光纤熔接所用工具,能以正确安全的操作步骤和行业规范完成小组的光纤熔接任务。但由于光纤熔接属于精密仪器和光纤的直径问题,在教师示范操作的过程中就遇到了空间和时间的限制。教室里的学生不能全方位地看到教师操作的细节,并且由于时间的问题不能总是重复演示,就不能很好地突破本任务的教学重难点。基于此,笔者在此环节借助教学设备配套的教学视频实施教学。通过投影播放使用光纤熔接机熔接光纤的视频,学生不仅清晰地看到了光纤熔接过程中的细小操作,还学到了熔接过程的规范操作和工具的正确使用方法,对一些非常关键的操作步骤,笔者还可以通过暂停和回放加以强调。可见,教师只要能根据教学重难点准确选择、制作和恰当使用教学视频,就可以使教学重难点更易突破。
视频使实训设备和材料更节约
网络综合布线与测试课程中使用的仪器设备、材料价格昂贵。如网络布线施工中必备的光纤熔接机至少几万元人民币,网络测试验收中必备的Fluke系列测试仪器设备至少十几万元人民币。我校实训室有这两种设备各一台,视若珍宝,所以学生需要具备正确的操作方法后方可进行实际的实训操作,以防止实训仪器设备非正常使用的损坏。
在光纤熔接和使用Fluke测试的教学过程中,笔者采用了光纤熔接机和Fluke测试仪的使用视频教程解决了这个问题。学生通过观看视频教程,每一个操作步骤都非常清晰地呈现在眼前,如果忘记了操作步骤或相关注意事项,还可以反复观看,直到完全掌握了使用步骤、了解了注意事项为止。然后笔者再让学生实际操作光线熔接机和Fluke测试仪,这时学生就能做到心里有流程,手上有规范,从而减少学生的练习次数,很快地完成教学目标,达到事半功倍的教学效果。同时也解决了因学生不正确练习而大量浪费实训耗材的问题,从而为教学单位节省了大量的资金。
视频让学生实现自我评价
传统的评价方式和评价方法过于单一,对学生的评价,往往更多的是对学生学习结果的评价,对学习过程的评价甚少。评价重心仍过于关注结果,忽视被评价者在各个时期的进步状况和努力程度,没有形成真正意义上的形成性评价,不能很好地发挥评价促进发展的功能。
针对此种情况,笔者进行了如下的尝试:在网络综合布线与测试这门课程中,在单间办公室网络布线使用Fluke测试环节时,用录像机将学生的操作过程进行全程录像,然后将视频播放给学生们观看,让各个小组进行自我评价。事实证明:学生通过这种观看视频自我评价的方法,分享了自己成功的喜悦和错误的原因,不仅大大提高了学习效果,也真实地反映了学生的潜能、学习成就。
这一方法真正把学习过程与评价过程结合在一起。在此过程中,被评价者成为了评价的主体,从本质上提高了学生的学习欲望和学习兴趣。并且也为笔者以后的教学积攒了大量的正反面视频教学素材。使用视频的评价方式让学生真正体会到了学习的快乐。
从网络布线与测试视频使用的案例可以发现,视频和网络布线与测试整个教学过程有机地融合在一起,我们很难把它从教学过程中分离出来,因为它是直接为教学目标服务的。而且在整个教学过程中,学生的主体性和个性得到较大的体现,这样的教学氛围十分有利于学生创新精神和解决问题能力的培养。同样,教师通过视频与任务的整合,发挥了自己的主导作用,进一步调动了学生的学习积极性,取得了良好的教学效果。图2为笔者在三个班的学生中进行的关于视频在网络布线与测试课程教学中使用效果问卷调查结果分析(具体问卷内容见sojump.com/jq/2760604.aspx)。
总之,视频在课程中的应用,还是一个很大的研究课题,需要我们全体一线教师从理论上、实践中去认真探索和研究,逐步积累,形成资源库,供广大教师在教学过程中使用,实现资源共享,从而更好地为教学服务,提高教学质量。
参考文献