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基于云时代下数字化校园网络架构的建设和优化
前言：在云时代下,数据计算不在局限于本地的计算机上,而是通过远程的计算机服务系统,完成大量数据的计算,从某种程度上与互联网的运行方式相同,又被人们叫做云计算.在这种方式下,企业对数据资源的计算效率就会有所提高,计算方式也变得更加简便,能够将所有相关的力量通过云计算系统联系在一起,具有较高的数据处理能力及数据分析能力.而数字化校园建设一直是近几年我国教学改革的重点,是提高校园业务处理能力的主要方式.而面对云时代到来所带来的冲击,校园的网络架构将会产生哪些变化,本文下面对相关方面展开分析.
一、云时代含义随着互联网技术的不断发展,云时代已经到来.那么,何谓云时代,云时代具有哪些特点,下面予以说明.实际上,云时代也被称作云计算时代,而云计算主要包括的技术领域有分布式处理技术、网格计算技术以及并行处理技术,以上技术的有效结合及应用,为云时代的到来开辟了出路[1].其中,在云计算分布式处理技术的应用过程中,将数据处理技术作为互利网系统运行的主要运算方式,对网络出口宽带的要求也非常严格.事实上,由于社会产生的网络数据逐渐增多,数据传输过程中传统的百兆、双链路已经难以满足当前的实际应用需求.因此,网络架构的优化已经刻不容缓.在数字化技术应用的基础上,网络架构的调整必须充分考虑数据、视频、硬件要求及监控等多方面的系统功能的实际需求,将优先及无线有效结合在一起,使网络架构变得简单化.
二、云时代对数字化校园网络架构建设的影响2.1 实现了数据的集中管理,提高网络平台的安全性在云时代的影响下,数据的处理能力及管理水平成为数字化校园建设的基础与前提.在过去数字化校园建设的过程中,整个网络系统中的各子网是相互独立的,对于数据的管理也比较分散,相互之间并没有形成统一的数据体系,数据管理时也没有统一的标准[2].而在云计算的数据处理方式下,就必须对网络系统中的各个方面进行统一的管理,将网络系统中的硬件、软件、信息编码及数据结构等方面进行统一的规整,并在此基础上建立数据中心平台,实现对所有信息的统一管理.并且,在这一过程中应始终本着统一处理、统一规划、统一实施及统一平台的原则.
2.2 极简网络的建立,减少了网络开销云时代下,出现了一种新的网络运行方式,就是极简网络,这种网络运行方式能够更好的为数字化校园网络架构的建设提供更简便的运行方式,优化校园网的运行体系[3].极简网络运行方式,主要是采用集中网关认证的方式,将多种特色化的技术应用进行统一的部署及规划,使终端客户充分体验到网络技术应用的便利性,同过去操作复杂、流程较多的网络平台运行体系不同,极简网络的操作更为简单,对数据的管理更加清晰,能够使用户在短时间内找到需要的核心数据,能够将重点信息进行聚焦,并且优化了复杂的业务处理流程,为数字化校园网络架构的建设与发展奠定良好的基础.
2.3 利用云端应用服务体系,突出了数据的核心地位数字化校园网络架构的建设,在云计算的协助下,进一步强化了数据的核心地位,实现了对大数据的集中式管理,在这种管理方式下,有效地将硬件、软件以及数据处理技术等统一结合在一起,实现了一体化管理.网络平台的管理人员能够通过对硬件的正常操作,实现优化设备使用性能的最大化,提高有效数据的使用效率及占有率[4].同时,网络管理人员也能够通过该系统的数据运行情况,有效管理硬件资源,保持资源“供需”的平衡.此外,在云端应用服务体系的运作下,数据中心系统的稳定性及真实性也能够得到进一步保障,减少了数据整合管理过程中产生差错的概率.
2.4 降低网络出口频率,减少网络运行的风险随着数字化校园的建设,校园业务将进一步收缩,向着集中化的设备管理趋势发展.基于此,传统的网络中心与数据中心将会以某种方式有效的连接在一起,在云计算技术的扶持下,系统对于数据软件的处理能力有所加强,网络系统的安全性得到提升,网络系统也更具层次性,网络出口的数量有所下降,有效地组织了来自外网的威胁.
2.5 4G 网络的应用,优化了无线网络架构在云时代下,4G 网络的应用为数字化校园网络架构的建设带来了更多的选择,网络系统的运行模式也更加灵活.现如今,各种手机APP 的应用软件越来越多,很多电脑中运行的软件已经逐渐转移到手机、平板电脑中.受到时间及空间上的限制,4G 网络必将成为新的接入方式.而与传统的无线传输方式进行比较,4G 网络的应用还可以用外包的方式进行网络操作.学校在建设数字化校园的过程中只要建立出口与核心,并对关键部门及相关机房进行光纤连接,就能够将用户所需的整体服务外包给4G 网络服务商,使校园范围内的每个角落都划入4G 网络的覆盖范围[5].并且,还可以只针对有需求的用户进行4G 无线网络的接入,其他用户进行有线接入.三、云时代下数字化校园网络架构的建设与优化3.1 减少网络层次数字化校园网络架构的建设,需要将很多不同的网络系统进行融合,因而对网络节点及传输质量的要求非常高,并且在保证高效传输的同时,应该具备防攻击、抗灾害、低延迟以及高效率等方面的优点.例如,如图1 所示,为数字化校园的整体网络架构示意图,该网络架构在Internet 的支持下,将不同的网关服务器进行连接,在利用交换路由设备,完成公共服务器群体的建设,并且还包括私有应用服务器,其相关节点构成大致如图1 所示.可以说,当网络架构的网络层次比较复杂时,就会导致网络节点增多,出现上文中所提到的问题.因此,在优化校园网络架构的同时,应尽量将网络层次进行精简化处理,使网络架构最终能够形成扁平化的系统结构形式.并且,还应加强下级网络对数据的处理级别,从而减少网络故障的发生,有效控制相关区域的网络运行情况.
图1 网络架构示意图3.2 提高对核心设备的处理能力云时代下,利用云系统能够有效提高网络系统对核心设备的处理能力,提高网络宽带的使用性能,加强网络系统的出口处理性能.同时,采用聚合的网络系统运行方式,利用链路将重要的数据信息与各网络层面进行连接,解决当宽带性能不足时,进行数据包转发所产生的额外费用[6].此外,在建设数字化校园网络构架的过程中,还应该全面了解目前市场中最为先进的核心技术设备,将其引进数字化校园的建设中,例如,核心交换机、汇聚交换机以及出口引擎等设备,进而提高网络系统对大数据、多流量的处理能力.
3.3 优化网络应用体系在数字化校园网络构架建设的过程中,包括很多的网络节点,每个应用的数据传输所具备的特点都不相同.例如,在OA 系统的运行中,主要是管理传输小数据包的信息资源,并利用流媒体教学实现教学视频的传输及播放.同时,在优化网络应用体系的过程中,还应根据资源数据的自身特点进行分类处理,增强设备的储存及缓冲能力,可利用压缩数据的方式,减少对硬件造成的重复读取行为.例如,在网络架构的建设中,可以创建全新的教学方式,促进学生自主学习的乐趣.教师可以通过建立微课程助学系统,帮助自己完成教学任务.具体来说,微课程系统的核心部分是教学片断或教学视频,在该系统中包括所有与该教学环节相关的内容,例如教学方案设计、练习计划、评判标准以及其他辅助教学资源等.在每一学期的教学过程中,相关教学人员应根据该学期该学科的具体特点,完成微课程学习单元的制作,并将相关的知识点进行连接,形成完整的教学知识体系,有计划、有目的地实施教学活动.同时,当教师将微课程知识体系上传到校园网络平台上时,不仅能够为教师的教学活动提供便利,更能够帮助同学进行知识的巩固.
3.4 优化流量分配方案在数字化校园网络体系的运行过程中,有一种比较常见的管理方式,就是QOS 网络管理方式,主要是针对服务质量方面进行的管理,是指一个网络平台下,利用各种不同的信息技术,提供更有效的网络通信服务,是非常安全的一种网络运行机制[7].由于网络运行过程中可能会出现数据信息量过大,发生超载或堵塞的情况,而QOS 这种网络管理方式,就能够有效保证相关业务数据不会被遗漏或丢失,保证整个网络运行体系的良好运行.同时,还能够保证数据传输的安全性.实际上,随着信息技术及通讯技术的普遍应用,在校园教学过程中存在的安全风险也大大增加,这是由于网络教学所具备的开放性所导致的.举例来说,在翻转课堂的教学过程中,教师会通过网络系统将教学学案及相关数据信息传输到学生手中,并在课堂上利用教学软件完成对学生的指导及教学.而一旦网络系统被不法者侵入,以上过程都会受到较大的影响,导致学生不能够接受到教师传送的教学资料,影响学生的预习效果,不利于教学活动的进行.而采用QOS这种网络管理方式,能够有效解决上述问题,保证教学活动的顺利进行.
3.5 保持网络架构的弹性在数字化校园网络构架建设的过程中,网络构架的形式并不是单一固定的,其具有多样性的建设特点.换句话说,在多种多样的网络架构中,不同的网络架构能够应对不同的数据处理需求以及数据传输标准.并且,在不断满足复杂环境的前提下,网络技术的应用方式及应用设备也在进行优化与升级.总之,数字化校园网络构建设过程中最主要的工作就是将数据信息与网络运行体系进行有效的结合,保证架构弹性的实际需求,促进数字化校园网络架构的建设.
此外,随着无线网的进一步发展,教学的范围也不再只局限于传统的课堂教学上,教师的教学过程不再受时间及空间的影响.因此,针对数字化校园网络架构的建设与优化,应从拓展信息化教学范围入手,完善信息化管理系统,加强信息化服务水平.学校应充分分析自身的教育模式,提出更多的教学策略,并将这些教学策略与校园网络系统进行充分的结合.举例来说,在教学过程中,包括情景化教学、自主发现教学以及合作教学等多种教学方式,教师在选择教学方式的过程中,应注重其与网络教学系统的结合.换句话说,也就是加强网络通讯技术在以上教学方式应用过程中总的使用,加强学习效果,并提高创新教育的教学理念,促进教师退伍对创新教育方面的研究,提高整体教学水平.
四、结论通过本文的论述,分析了基于云时代下数字化校园建设过程中受到的影响,并对数字化校园网络架构今后的建设及优化提出了几点建议.数字化校园的建设就好比一个完整的建筑工程,而网络架构的建设就相当于该工程的地基一般,是保证建筑工程顺利施工的基础工作.换句话说,网络架构对数字化校园建设具有非常重要的现实意义.而面对信息技术、网络技术飞速发展的现代,如何提高校园网络体系中信息处理能力及效率,将是数字化校园建设者需要长期考虑的问题.
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