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中国电化教育之北京教育信息网:第一教育城域网建成

【摘要】:◎北京教育信息中心1998年,一个拥有自主知识产权、联通北京各个区县两千多所学校和教育单位的专用教育网络——北京教育信息网正式建成启用。这是中国第一个教育城域网,它的诞生在教育信息化发展史上具有里程碑意义。北京教育信息网V2.0的主体结构和四大节点至今仍然在使用中。在北京教育信息网的有力支持下,北京市教育信息化发展一直走在全国前列。北京教育信息网服务对象中教师总数为100289人,在校学生总数为964985人。

◎北京教育信息中心(北京电化教育馆)

1998年,一个拥有自主知识产权、联通北京各个区县两千多所学校和教育单位的专用教育网络——北京教育信息网正式建成启用。这是中国第一个教育城域网,它的诞生在教育信息化发展史上具有里程碑意义。

当时的中国互联网正处于破土而出之后的快速生长期,从56K调制解调器拨号上网,到128K ISDN,再演进到ADSL,人们沉浸在网络这个新兴事物带来的冲击和喜悦中。但网络的应用还很落后,仅限于一些简单网站信息浏览和聊天室,与学校教育教学工作几乎没有任何关系。北京作为中国的首都,教育教学也仍然停留在传统的黑板粉笔方式中。

就是在这样的一个背景下,北京教育信息网开始进行规划、设计和建设(见图)。经过长时间的奋战,1998年12月7日,北京教育信息网终于在万众期待中正式开通使用。

图 北京教育信息网规划与实施方案评审会

最初的北京教育信息网,我们可以称之为“北京教育信息网V1.0”,中心机房到各个区县的网络带宽为64Kbps,骨干网络结构是单点的星形结构,带宽为100Mbps,其上运行了较为简单的静态路由协议。北京教育信息网V1.0只是简单地将各个区县进行连接,区县一级尚未进行网络建设。就是这样一个在我们今天看来如此简单的教育网络,在当时却是一项开拓之举,它将各个区县的信息中心连接,改变了传统的电话或邮寄信息方式,实现了文本信息的实时快速交换。

北京教育信息网的开通,成功搭建了首都现代远程教育平台,全面推进了城乡优质教育资源的共享,为教育的均衡发展做出了重要贡献。1999年,基于北京教育信息网我们率先在中小学开通远程教学试点,使北京最偏远的山区学校喇叭沟门乡满族中学学生在网上能看到北京最好的特级教师的课。2000年,通过努力,我们在市区和10个远郊区县开通远程教育教学站点;2001年,建立特级教师工作室;2002年,开通网上教研,组织优秀教师对农村教师进行备课辅导……自此,首都教育迈开步伐走向跨时空的网络化现代化新时代。

2002年,北京教育信息网进行了第一次重大升级改造,将原有的星形网络改造成为具有四大节点的环形网络,我们可以称之为“北京教育信息网V2.0”。这次改造中增设的四大节点不仅能够更加方便地连接所有区县网络,还第一次将北京教育信息网从网络结构上划分成了骨干、汇聚、接入三级网络。与此同时,环形骨干网的建成大大提高了骨干网络的健壮性,通过OSPF动态路由协议,骨干网光缆的中断将不再影响网络可用性。骨干网升级为千兆,骨干节点区县网络则由64Kbps带宽升级为100Mbps,速度提高了1500余倍。北京教育信息网V2.0的主体结构和四大节点至今仍然在使用中。(www.chuimin.cn)

随着各个区县网络的逐步建设,网络访问需求爆发式的增长。2006年,为保证重要应用的顺畅访问,北京教育信息网在出口网络部署流控设备。这是北京教育信息网首次对流量进行监控,看似简单的技术升级,实则向我们传递了一个重要信息:网络建设初期的“铺路工程”已经达到了预期成效,工作重点开始逐渐向“促应用、强保障” 的方向转移。

2008年,随着北京奥运会成功举办,作为“数字北京”工程的重要组成部分,北京教育信息网为保障全市学生一卡通、社会大课堂各项对内对外等教育相关应用,再次提升网络保障能力。到2007年年底,北京教育信息网骨干网由千兆升级至万兆,已经形成具有万兆骨干光纤环网,骨干至区县网络也由百兆升级为千兆。当时万兆骨干网络几乎可以满足任何应用运行的需求,千兆至区县网络的带宽也能够满足区县间大量教学数据的交换以及视频会议的开展。18个区县全部建有区域网络中心,将北京教育信息网延伸到区县辖区内学校,中小学校全部建成校园网,网络节点进入每一间教室,网内IP地址24个B,与中国网通、中国电信、中国教育科研网和首信万兆BGP4互联。庞大、先进的数字化教育网络,满足了广大师生的教学应用需要。北京教育信息网已经逐步演进成为一张科技领先、以人为本、安全绿色的北京教育城域专网。

在随后的两年中,通过自建光缆的方式,将北京市属市管高校以及各个教育单位逐步接入北京教育信息网,形成了一网多类教育用户的接入,将学校、区县、市属高校、教育单位全部联通,为未来应用的发展铺好了高速通路。

在北京教育信息网的有力支持下,北京市教育信息化发展一直走在全国前列。2013年,北京市教育网络调查数据显示,北京市全部学校接入网络并建设了校园网,其中,千兆及千兆以上接入学校数为424所,约占全部学校总数的23%;百兆至千兆接入学校数(含百兆)为1011所,约占全部学校总数的55%;十兆至百兆接入学校数(含十兆)为324所,约占全部学校总数的18%;十兆以下学校数为64所,约占全部学校总数的4%;另有23所学校通过第三方接入。95%的学校采用光纤接入的方式,各校教室、办公室、多媒体教室、计算机教室接入校园网比例接近100%。根据2013年9月的统计,北京市17个区县,共计1475所学校(其中乡镇和乡镇以上学校总数为1355,乡镇以下学校总数为112所,占全部学校的8%;普通小学947所,九年一贯制学校83所,普通初中266所,完全中学171所),全部接入网络,北京市提前实现“宽带网络校校通”和“优质资源班班通”。北京教育信息网服务对象中教师总数为100289人,在校学生总数为964985人。

2015年,骨干网络由传统的裸光纤网络升级为40Gbps波分网络,波分技术的选用,在光缆建设成本以及建设限制的环境下,极大地扩充了网络带宽的容量以及运行业务的多样性。同年,北京教育信息网数据中心的网络结构也进行了梳理和优化,将核心设备改造为双冗余结构,并针对不同的安全等级保护要求实行分区域管理,专门设立了三级等保区,建立有针对性的安全保护措施,提高北京教育信息网的整体安全保障水平。

随着应用的不断升级、完善,目前北京教育信息网已经进入了“北京教育信息网V3.0”时代,光缆总长度已达到5125芯公里,满足全市1900余所学校近110万学生及教师用户的使用,日均在线用户数维持在70万左右,日均峰值流量达到60Gbps。它连接了北京市所有中小学、区县教育网络、市属高校以及各个教育教学单位。其上运行了诸多教学、考试等相关重要应用,为北京市教育事业不断推进提供了稳定、可靠的技术支撑和条件保障。

当前,人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术的快速发展为教育带来了深刻的变革,北京教育信息网依托成熟完善的网络支撑体系,不断提升业务承载能力和服务水平,面向北京市教育系统和广大市民,为全市教育改革与发展提供安全、稳定、优质的网络支持与服务。