基于数字化校园网中网络安全技术的研究

田原+黄迎春

摘 要：本文通过对数字化校园网安全现状的分析，针对物理安全、应用系统安全、数据安全等关键问题，确定了相应安全方案的制订原则。主要研究了物理隔离和访问控制、VLAN的划分以及时间控制策略的路由设置等关键技术，最终实现了数字化校园网安全可靠的运行，完善了校园网的全局构建。

关键词：网络安全；数字化校园；虚拟局域网

随着网络的普及以及新应用的出现，信息已经成为一种关键性的战略资源。数字化校园网作为学校信息化建设的基础，引起了教学方法、教学手段、教学工具的重大革新，在教学、科研、管理等方面起着举足轻重的作用。与此同时，校园网络的安全保障就变得十分重要。本文重点阐述了网络安全系统的规划及方案的实施，目的是建立一个完整、立体、多层次的网安全防御体系。

一、数字化校园网安全现状

目前，世界上70%以上的学校都拥有自己的数字化校园网，并将其融入到教学中，但大部分校园网建设都对网络安全有所忽视，逐渐使校园网的安全受到来自内部和外部的威胁与危害。校园网的主要安全问题分为下述几方面：

1.物理层方面安全。由于网络中物理设备的位置不合理、规章制度的不健全及防范措施不科学，导致网络资源受到自然灾害的毁坏、人为或意外事故的破坏，造成了数字化校园网不能够正常的运行。因此，物理层安全问题是需要重视的。

2.未经受权访问。没有经过授权或者假冒合法的用户获得了权限进而访问网络资源，造成获取所需资料、篡改有关数据或利用有关资源从事非法活动的情况。在校园网上，最常见的是盗用合法IP地址，给合法的用户直接带来了经济损失，造成网络冲突，使网络不能够正常工作，严重的甚至造成主机崩溃，影响到整个校园网运行。

3.计算机病毒。互联网现在是病毒肆虐最大的来源，互联网上发现了各色新病毒，感染快、危害严重，而且使用者难以防范。校园网由于计算机用户众多并且水平差距很大，容易感染病毒且消除困难。

4.带宽管理。对于每个学校来说，它的带宽资源都是有限的。而上网人数的急增和各种各样在线游戏的流行使有限的带宽资源不堪重负。由于没有带宽限制和优先级设置，一些重要用户和重要应用得不到必要的带宽保证而影响了正常的教学和科研工作。

二、校园网安全方案的实现

1.网络防火墙的部署。在核心交换机与Internet之间、核心交换机和服务器群之间部署了一道防火墙，进行网络数据流的监控，实现虚拟的网络隔离。在部署防火墙之前，需要对现有网络结构以及网络应用作详细的了解，然后根据网络业务系统的实际需求制订防火墙策略，以便能够在提高网络安全的同时不影响业务系统的性能。通过进行网络拓扑结构的分析，确定防火墙的部署方式以及部署位置；根据实际的应用和安全的要求，划定不同的安全功能区域，并制订各个安全功能区域之间的访问控制策略；制订管理策略，特别是对于防火墙的日志管理、本身安全性管理。

2.路由器的设置。路由器是校园网主要设备之一，其位置在校园网与Internet接入口处。通过对路由器相关设置，可以实现带宽限制，特定访问规则，流量控制等，进一步保证了网络安全。路由器主要功能是对IP地址进行设置，设置要恪守的基本原则如下：路由器的物理网络端口需要有一个IP地址；相邻路由器的相邻端口IP地址在同一网段；同一路由器不同端口在不同网段上，IP地址设置的主要任务是配置端口IP地址；配置广域网线路协议，配置IP地址与物理网络地址如何映射；配置路由；其他设置。

3.三层交换机设置。三层交换机的出现解决了路由器的速度和二层交换机的VLAN间路由的问题，既满足了速度的要求，还可以实现划分VLAN，是目前数字化校园网中必不可少的网络设备。三层交换机通过划分VLAN有效地隔离了局域网的广播风暴，有效地提高了网络管理速度，很好地实现了网络安全。划分VLAN的基本策略从技术角度讲，VLAN的划分可依据不同原则，一般有以下三种划分方法：（1）基于端口的VLAN部分。这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这种方案只需要管理者对网络设备的交换接口重新分配就可以，不必考虑该端口所连接的设备。（2）基于MAC地址的VLAN划分。MAC地址其实就是指网卡的标识符，每一块网卡的MAC地址都是唯一且固化在网卡上的，网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。（3）基于路由的VLAN划分。路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机，该方式允许一个VLAN跨越多个交换机，或一个端口位于多个VLAN中。

建设数字化校园网为信息资源共享提供了有力的工具和手段，将校园中的各PC机、终端设备与局域网相连接，同时与国际互联网连接起来，构建可以满足教学、科研以及管理工作所需的各种环境，及时收集各种反馈信息，为学校的长远发展提供决策依据。

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