第4章 网络教学系统的部署

1、高等学校教育技术学专业职业导向系列规划教材高等学校教育技术学专业职业导向系列规划教材网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用第第4 4章章 网络教学系统的部署网络教学系统的部署网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用学习内容与学习目标学习内容与学习目标网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用学习内容与学习目标学习内容与学习目标【学习目标学习目标】1. 了解：网络教学系统部署的内容。2. 分析：网络教学系统部署环节中的关键问题。3. 掌握：Windows环境下的Moodle网络教学系统安装。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.1 4.1 网络教学系统的概

2、述网络教学系统的概述网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用本节主要内容本节主要内容部署模型部署模型12系统部署的综合考虑因素系统部署的综合考虑因素网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4 4.1.1 .1.1 部署部署模型模型软件系统有两种结构，即软件系统有两种结构，即C/SC/S结构和结构和B/SB/S结构，结构，在安装网络教学系统之前，我们应该先了解要安在安装网络教学系统之前，我们应该先了解要安装的系统平台采用的是哪一种结构，并根据系统装的系统平台采用的是哪一种结构，并根据系统所属的结构来选择适当的部署模型。所属的结构来选择适当的部署模型。网络教学系统的设计与应用网络教

3、学系统的设计与应用4 4.1.1 .1.1 部署部署模型模型pC/SC/S结构下的系统部署：结构下的系统部署： 部署C/S结构的网络教学系统时，往往将数据库架设在服务器端，服务器端承担数据库的读取和存储工作。客户端应用程序提供与用户接口的界面，同时还包含对服务器上数据库进行操作的一般规则，既要用各种规则对数据库进行处理，又要将数据以各种形式展现给用户。这样的部署会造成胖客户机/瘦服务器的局面。 返返 回回网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4 4.1.1 .1.1 部署部署模型模型pB/SB/S结构下的系统部署：结构下的系统部署： 如果要安装的网络教学系统采用的是B/S结构，那么，

4、客户端是通过浏览器远程连接服务器端来访问系统平台的，在这种结构下，有三种服务器部署模型可供选择，它们分别是：单机安装、双机安装、负载均衡安装。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4 4.1.1 .1.1 部署部署模型模型系统结构与部署模型 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.1.2 4.1.2 系统部署的综合考虑因素系统部署的综合考虑因素 p系统部署的综合考虑因素：系统部署的综合考虑因素： 最大限度满足业务管理需求，尽量保证运行安全、平稳。 按业务管理、各相关系统关联的紧密程度归类、整合，充分利用现有资源，最大限度节省投资。 系统拓展具有一定的灵活性、适应性。 为整

5、体系统集成、信息共享、提高信息增值应用奠定基础。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2 4.2 部署硬件环境和网络环境部署硬件环境和网络环境网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用本节主要内容本节主要内容硬件环境硬件环境12软件环境软件环境网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2.1 4.2.1 硬件环境硬件环境网络教学系统的硬件环境主要指服务器的硬件类型和型号（硬件配置）等参数。成熟的网络教学系统软件产品大多采用产品化的数据库系统用于数据的保存和管理。因此在评估网络教学系统软件产品的硬件环境时一般也需要考虑数据库运行的硬件环境。 网络教学系统的设计与应用

6、网络教学系统的设计与应用4.2.1 4.2.1 硬件环境硬件环境支持的硬件支持的硬件1网络教学系统产品和数据库的硬件选择依赖于其技术路线的选择，例如对于使用ASP、ASP.NET开发、以SQL Server作为数据库的教学平台产品，由于必须运行于Windows操作系统之上，因此服务器必须选择为x86-32、x86-64、ia-64等架构的硬件平台。对于使用JSP开发、以Oracle为数据库的教学平台产品，可选择的硬件平台是比较广泛的，除了x86-32、x86-64之外，SUN UltraSpace、IBM P系列和E系列等服务器一般也可以被选用。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用

7、4.2.1 4.2.1 硬件环境硬件环境硬件的配置硬件的配置2平台部署采用何种硬件配置，应根据系统运行时的负载来确定。系统的负载越大，相关硬件的配置就越高，这里的硬件是指服务器，对服务器的要求主要是两个方面：处理器和内存。一般情况下，网络教学系统的配置应至少采用一台应用服务器和一台数据库服务器的双机安装模式，对于更高的负载要求，需要联系系统开发技术人员进行专门的定制，采用负载均衡模式。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2.2 4.2.2 网络环境网络环境 在拥有上万学生，达几千门课程数的应用中，我们一般采用双机安装和负载均衡安装模式相结合的形式(如下图所示)，其主要设计思想是

8、：把数据库和存储设备放在内部网络，通过高速网络交换设备同应用服务器的内部网络接口连接起来。这样既保证服务器和数据的安全性，又可以保证数据交换效率。各应用服务器的外部网络接口用负载均衡交换机相连，然后通过网络交换机介入Internet。 如果没有负载均衡设备，也可以考虑采用域名滚动解析的方式来实现负载均衡，不过这种方式无法判断各应用服务器的状态，在一台服务器失效后，系统不能把负载转移到剩余服务器。 1网络结构网络结构网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2.2 4.2.2 网络环境网络环境 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2.2 4.2.2 网络环境网络环境 网

9、络教学系统运行时，各服务器应该对Internet开放哪些端口与系统的部署模型有关，另外，还应该考虑各服务器需要对外开放的远程控制端口，具体内容以Blackboard平台为例来讲解。（1 1）对对InternetInternet开放的端口开放的端口 Blackboard平台运行时，如果是单机安装或双机安装模式，那么应用服务器应该对Internet开放以下端口：25（SMTP端口）、80（Web端口）、8010（协作服务TCP端口）、8011（协作服务HTTP端口）。其中，25端口与邮件服务有关，如果所需的邮件服务是安装在应用服务器上的，那么就要对外开放25端口；如果使用单独的邮件服务器，则不需要

10、对外开放25端口。2开放端口开放端口网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.2.2 4.2.2 网络环境网络环境 （2 2）对外开放的远程控制端口对外开放的远程控制端口 为了方便BB管理员登录安装，在安装平台时，各服务器需要对外开放远程控制端口，需要开放的端口是：Linux和Solaris；22（SSH）；Windows，3389（远程桌面）；开放服务器的对外访问权限。 2开放端口开放端口网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.3 4.3 部署操作系统部署操作系统网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.3 4.3 部署操作系统部署操作系统 通常被用来做Web

11、服务器的操作系统有Windows、Unix和Linux，其中Linux基于Unix发展而来，并且符合Unix System V标准，所以有时也认为Linux是Unix的一种。这里考虑到Linux与其它类型Unix在使用目的和使用方式上的差异性，还是把它们作为两种操作系统来讲述。我们在第3章已经介绍了这三种操作系统，下面对它们做一个简单的比较：网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.3 4.3 部署操作系统部署操作系统 同对硬件平台的选择一样，操作系统的选择也需要依据网络教学系统产品的要求。多数情况下，对于使用ASP、ASP.NET开发、以SQL Server作为数据库的教学平台产品

12、，较多选用Windows；以J2EE等其它技术路线开发的教学平台可以选择操作系统的范围更广，也可以为Unix或Linux。不管是Windows、Unix还是Linux，都有更加具体的版本和型号可供进一步选择。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.4 4.4 部署部署WebWeb应用服务器应用服务器网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.4 4.4 部署部署WebWeb应用服务器应用服务器 Web发布需要的软件主要包括操作系统软件和Web服务器软件。前面我们分析了操作系统的选择，不同的操作系统所支持的Web服务器软件各不相同。Web服务器的工作涉及以下几个关键的步骤：

13、（1）分析请求消息；（2）检查请求是否授权；（3）进行响应处理，生成响应消息；（4）传送响应消息给客户端。WebWeb服务器的关键工作服务器的关键工作网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.4 4.4 部署部署WebWeb应用服务器应用服务器 （1）站点的用途（2）预计访问量（3）计划费用（4）所选操作系统类型（5）日常维护的难易程度（6）站点扩展需求选择服务器软件的考虑因素选择服务器软件的考虑因素网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.4 4.4 部署部署WebWeb应用服务器应用服务器 可用于Web站点发布的服务器软件有很多，常见的主要有：Apache，IIS，We

14、bsphere及Weblogic等。在这些软件中，除IIS只能适用于Windows操作系统外，其他的软件一般都可以跨平台使用。但需要注意的是，由于各种软件的体系结构及操作原理各不相同，各种软件在不同平台上可能会显示出不同的性能，因此，每种Web服务器都会有其最适合的操作系统。例如，Apache虽然也有在Windows下使用的版本，但与在Linux下相比，整体性能就差了许多。 WebWeb服务器软件的类型服务器软件的类型网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.4 4.4 部署部署WebWeb应用服务器应用服务器 在各类Web服务器中，IIS和Apache是两种最具代表性的服务器，也是

15、网络教学系统最常用的两种服务器软件。运行在Windows操作系统上的网络教学系统主要应用IIS5.0/6.0，而运行在其他操作系统上的网络教学系统则一般使用Apache。WebWeb服务器软件的选择服务器软件的选择网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.5 4.5 部署数据库管理系统部署数据库管理系统网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用本节主要内容本节主要内容213数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能数据库管理系统的分类数据库管理系统的分类常见的数据库管理常见的数据库管理系统系统网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用（1）数据定义功能：定义数据库中的数据对

16、象。（2）数据操纵功能：对数据库的数据进行基本操作，如插入、删除、修改、查询。（3）数据库的安全保护功能：保证只有赋予权限的用户才能访问数据库中的数据。（4）数据库的并发控制功能：使多个应用程序可以在同一时刻并发地访问数据库中的数据。（5）数据的完整性检查功能：保证用户输入的数据满足相应的约束条件。4.5 4.5 部署数据库管理系统部署数据库管理系统 数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用（6）数据库系统的故障恢复功能：当数据库运行出现故障时进行数据库恢复，以保证数据库可靠运行。（7）在网络环境下访问数据库的功能。（8）方便、有效地存取数据库信

17、息的接口和工具。编程人员通过程序开发工具与数据库的接口编写数据库应用程序；数据库管理员通过数据库管理系统提供的工具对数据库进行管理。 4.5 4.5 部署数据库管理系统部署数据库管理系统 数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.5 4.5 部署数据库管理系统部署数据库管理系统 数据库管理系统的分类数据库管理系统的分类数据库管理系统的分类标准有多种，根据不同的标准，可以将数据库管理系统分为不同类型，最主要的分类方法是以数据库管理系统所基于的数据模型为分类标准。数据库管理系统所基于的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型以及对象模型，与这四种数据

18、模型相对应就有四种数据库管理系统。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.5 4.5 部署数据库管理系统部署数据库管理系统 常见的数据库管理系统常见的数据库管理系统基于关系模型的数据库管理系统是商业上的主导产品，其技术已比较成熟。国内外主流关系型数据库管理系统包括Oracle，SQL Server，DB2，Sybase和Informix等，小型的关系型数据库管理系统包括MySQL，Access，Visual FoxPro等。现在国内成熟的网络教学系统产品多以Oracle和SQL Server为数据库，有的网络教学系统产品可以做到支持多种类型数据库，但一般也只局限在Oracle、SQ

19、L Server和MySQL等几种最广泛使用的DBMS上。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用本节主要内容本节主要内容213直接依附存储系统直接依附存储系统网络依附存储系统网络依附存储系统存储区域网络存储区域网络网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用1直接依附存储系统直接依附存储系统4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案 直接依附存储系统（Direct Attached Storage，简称DAS）又称为以服务器为中心的存储体系。其存储原理是：存储设备通过电缆连接服务器，I/O（输

20、入/输入）请求直接发送到存储设备。存储设备作为服务器的其中一部分，不带有任何存储操作系统，依赖于服务器运行，最常见的存储设备是磁盘阵列柜。其形式是通过一个SCSI卡将服务器和磁盘阵列柜连接在一起，通过磁盘阵列柜中的RAID卡提供冗错存储。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案 DAS的结构 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用2网络依附存储系统网络依附存储系统4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案 网络依附存储系统（Network Attached Storage，简称NAS）的结构以网络为中心，面向文件服务。它把应用和数据分别

21、存储在专用的应用服务器和数据服务器中，数据服务器由于不再承担应用服务，故称为“瘦服务器”（Thin Server），相当于应用服务器的网络文件系统，两者通过标准LAN连接。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用3存储区域网络存储区域网络4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案 存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）是一种以光纤通道（Fiber Channel, FC）实现服务器和独立于服务器网络系统之外的存储设备之间通讯的网络结构。SAN将存储子系统网络化，采用光纤通道为传输通道，实现真正高速共享存储的目标。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应

22、用4.6 4.6 部署存储方案部署存储方案 SAN的架构 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7 4.7 部署系统安全方案部署系统安全方案网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用本节主要内容本节主要内容网络安全问题的根源网络安全问题的根源12网络教学系统的安全威胁网络教学系统的安全威胁网络教学系统安全部署的原则网络教学系统安全部署的原则12网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.1 4.7.1 网络安全问题的根源网络安全问题的根源1.网络协议自身的缺陷 2.操作系统和应用系统漏洞 3. 程序设计带来的问题4.黑

23、客入侵及病毒危害 5.管理漏洞 6.设备物理安全问题 网络安全的本质是指网络上信息的安全，一般认为，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，不会因偶然或者恶意因素的影响而遭到破坏、更改或泄露，系统能够连续地、可靠地正常运行，网络服务不被中断。 网络安全问题的根源网络安全问题的根源网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.2 4.7.2 网络教学系统的安全威胁网络教学系统的安全威胁网络教学系统部署在学校的局域网中，将面对来自外网和内网的各种各样的安全威胁，一般包括网络、系统和应用层面的威胁。 1.1.网络层面的安全威胁网络层面的安全威胁校园网出现的网络威胁的种类越

24、来越多，包括非法入侵、网络病毒、网络欺骗、拒绝服务攻击、各种恶意软件、垃圾邮件等。这些安全威胁一是来自外部网络的入侵；二是来自网内的入侵，例如网内用户发起对局域网服务器或其他网内计算机的入侵。网络的安全威胁不仅导致校园网不稳定，而且极大地影响教学系统业务的正常运行。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.2 4.7.2 网络教学系统的安全威胁网络教学系统的安全威胁2.2.系统层面的安全威胁系统层面的安全威胁系统层面的安全威胁主要包括系统服务器的安全威胁和教学系统本身的安全威胁。服务器操作系统、应用平台、数据库的安全设置漏洞，以及教学系统本身后门、账号口令设置简单等，都会引起攻击

25、者对操作系统的控制，进而掌握整个系统的超级用户权限，最终可能导致网络教学系统受破坏，大量宝贵教学资源被截获、篡改、盗用等。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.2 4.7.2 网络教学系统的安全威胁网络教学系统的安全威胁3.3.应用层面的安全威胁应用层面的安全威胁网络教学系统的应用面对的是大量的校内用户，客户端的安全往往难以保证，包括用户安全意识不强、用户口令选择不当、用户将自己的帐号信息与别人共享和用户在使用教学系统时未按要求进行正确的设置、用户对自身使用计算机未设置必要的安全措施等。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.3 4.7.3 网络教学系统安全部

26、署的原则网络教学系统安全部署的原则处理好安全性与网络服务的灵活性的关系处理好安全性与网络服务的灵活性的关系 处理好安全性与性能的关系处理好安全性与性能的关系 处理好安全性与成本的关系处理好安全性与成本的关系 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.4 4.7.4 网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略网络安全策略是一个系统的概念，它是网络安全系统的灵魂与核心，任何可靠的网络安全系统都是架构在各种安全技术集成的基础上的。而网络安全策略的提出，正是为了实现这些技术的集成。 1安全防范系统部署安全防范系统部署首先建立一个由防火墙、入侵检测系统、防病毒软件、网络管理系统、桌面管理

27、系统等组成的全方位安全防范系统，保证从核心到终端的系统安全 。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.4 4.7.4 网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略2安全控制部署安全控制部署首先建立一个由防火墙、入侵检测系统、防病毒软件、网络管理系统、桌面管理系统等组成的全方位安全防范系统，保证从核心到终端的系统安全 。（1 1）网络访问控制）网络访问控制u入网访问控制 u网络的权限控制 u目录级安全控制 u属性安全控制 u网络服务器安全控制 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.4 4.7.4 网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略2安全控制部署安全控制

28、部署（2 2）网络设计策略）网络设计策略一个合理规划、强壮的网络也能防止安全事故的发生，在构建、规划计算机网络时，应做好上网业务的需求调查和统计，确定计算机网络规模，合理进行IP地址的管理。如果IP地址的管理手段不完善，网络很容易出现IP地址冲突，就会导致合法的IP地址用户不能正常享用网络资源，影响网络正常运行，甚至会对某些关键数据造成损坏。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.4 4.7.4 网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略服务器操作系统在安装的时候，会启动一些不需要的服务，这样会占用系统的资源，而且也增加了系统的安全隐患，对于假期停止不用的服务器，可以将其完全

29、关闭；对于假期要使用的服务器，应关闭不需要的服务，如Telnet等。另外，还要关掉没有必要开通的TCP端口。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.7.4 4.7.4 网络教学系统的安全策略网络教学系统的安全策略3安全管理策略安全管理策略（1 1）设备物理安全管理）设备物理安全管理 （2 2）系统备份策略）系统备份策略 （3 3）加强制度管理）加强制度管理 （4 4）加强用户教育）加强用户教育 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.8 4.8 Moodle Moodle网络教学系统部署网络教学系统部署网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.8.1 4.8

30、.1 MoodleMoodle网络教学系统部署网络教学系统部署概述概述 1.1.用户情况分析用户情况分析 Moodle平台能支持上万门课程的开设，关键在于用户的需求和是否有足够的硬件支持。在考虑部署之前，必须分析用户需求，主要从以下两方面来分析：（1）浏览用户数：预计浏览系统的最多人数，一般是用户课程的最大数乘以可能浏览课程的人数的最大数。（2）并行数据库用户：这是最重要的一个数据，是并行数据库用户的最大数目，同时使用Moodle的用户数量，一般网络教学系统部署时都要求用户提供该数据，或利用模拟测试系统进行系统模拟。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用4.8.1 4.8.1 Moo

31、dleMoodle网络教学系统部署网络教学系统部署概述概述 2.2.硬件设备最低配置硬件设备最低配置 Moodle的硬件设备最低配置是：最小硬盘空间为80G；内存为1GB。 3.3.软件需求软件需求 Moodle平台采用B/S的三层架构，即：客户机中间件（应用服务器）数据库服务器（ClientMiddlewareDatabase Server）。在这种架构中，业务逻辑放置于中间件服务器上，大量的数据流也位于中间件和数据库之间，客户机只是简单地发出请求，中间件用来接受请求后进行事务处理并将处理的结果返回给客户机。Moodle的客户端是网络浏览器（IE、遨游等），中间件是Web应用服务器（Apac

32、he），主要的业务逻辑均由位于Web应用服务器上的脚本程序（PHP）处理（包括与数据库的数据处理）。网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用【练习与实践练习与实践】1.1.网络教学系统的部署模型有哪几种？网络教学系统的部署模型有哪几种？ 2.2.部署一个网络教学系统应从哪些方面入手？部署一个网络教学系统应从哪些方面入手？ 3.3.选择选择webweb服务器应考虑哪些因素？服务器应考虑哪些因素？ 4.4.简述数据库管理系统的分类。简述数据库管理系统的分类。 5.5.比较比较DASDAS、NASNAS、ASNASN这三种存储方案的优缺点。这三种存储方案的优缺点。6.6.简述网络教学系统安全策略。简述网络教学系统安全策略。 网络教学系统的设计与应用网络教学系统的设计与应用相关资源链接相关资源链接1. Moodle1.8.71. Moodle1.8.7正式版下载地址正式版下载地址 /vread-/vread-