一种校园网络的优化方案及应用
2014-10-22张文川
摘 要：兰州石化职业技术学院是首批国家24所示范性高职院校之一，这些年随着校园信息化的不断开展，校园网内各种设备及接入网点也在不断增加，校园网内各种问题也日趋凸显，校园网安全面临严重威胁。本文针对校园网现状，提出一种基于交换机配置的校园网优化方案，并寄予具体的实施，为各高校校园网的优化提供一些参考与帮助。
关键词：交换机；配置；DHCP；VLAN；OSPF
中图分类号：TN915.81 文献标识码：A
1 引言（Introduction）
这些年来随着校园网信息化建设的不断开展，教学、办公、学生管理、科研等对校园网络的依赖性也越来越强，各个高校的校园网经过前期的基础建设以及后期的应用提升，已经形成了较为稳定的基础框架和全面的应用平台。高校的信息化管理和日常办公都变得越来越方便起来。可以说，高校的教学、科研与管理已经离不开校园网络环境。但随着校园网规模不断扩大，先期建设的校园网在运维过程中也暴露了一些问题，出现了一些“瓶颈”。本文针对校园网普遍出现的一些问题，从技术角度提出一种校园网的网络优化方案，在不改变校园网拓扑结构的情况下对校园内部网络进行优化，以解决目前存在的一些网络“瓶颈”。
2 校园网现状及出现的问题（The present situationand problems of campus network）
经过这几年的我院信息化的不断开展，校园网络框架已经具有一定的规模，几乎可以保证光钎到楼，网线到用户。运行基本正常。但是随着学院规模的不断扩展，现有的校园网已经不能满足现有的需求，在运行过程中也出现了一些问题：（1）局域网内的用户无法通过DHCP服务器自动获得IP地址，或者获得速度很慢。（2）局域网内病毒与ARP攻击相当严重，局域网内其他主机很容易获得传染和攻击。（3）设备利用率过低。（4）广播风暴时不时发生，特容易造成网络阻塞。
3 校园网络优化方案及实施（The optimizationscheme and implementation of campus network）
由图1我们可以看到，我们采用了DHCP中继技术[1]，每个接入层交换机创建一个VLAN，这样划分比较方便，但是存在一个缺点，就是一旦在一个VLAN里面有ARP攻击，就可能导致在这个交换机下所有主机无法获得IP地址，而且会让这个VLAN里面的所有的主机都有可能感染病毒。除此之外，为了方便配置，所有网关配置都在核心交换机RG-8060上，一旦下级联当中的任意一台交换机出现环路或者受到攻击，整个核心交换机的CPU利用率就会相当高，从而导致整个校园网瘫痪。
针对上述问题，我们通过分析论证，在现有物理拓扑结构的基础上进行优化配置，优化后的拓扑结构如图2所示。我们主要在配置上对交换机进行优化。
（1）在接入交换机S2126上进行细分VLAN的配置，做到一个端口创建一个VLAN，由于端口上连接的都是各个办公室或者机房，实际上就是做到一个VLAN一个房间，具体配置如下：
SwitchA#configure terminal
SwitchA（config）#vlan 101
SwitchA（config-vlan）#exit
SwitchA（config）#interface fastethernet 0/1
SwitchA（config-if）#switchport access vlan 101
……
SwitchA#configure terminal
SwitchA（config）#vlan 124 （一共划分24个VLAN）
SwitchA（config-vlan）#exit
SwitchA（config）#interface fastethernet 0/24
SwitchA（config-if）#switchport access vlan 124 （每个端口创建一个VLAN）
这样配置的目的是将交换机各个端口隔离开，可以大大减少ARP病毒在各个主机之间的传播。
（2）除个别网关外，把剩余网关都划分到汇聚交换机S3550上，以东区办公楼为例，具体配置为：
SwitchA（config）#interface vlan 101
SwitchA（config-if）#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
SwitchA（config-if）#no shutdown
SwitchA（config-if）#exit
……
SwitchA（config）#int vlan 124
SwitchA（config-if）#ip address 192.168.10.185 255.255.255.0
SwitchA（config-if）#no shutdown
SwitchA（config-if）#exit
子网掩码的位数可以根据每个办公室的主机进行划分。
（3）在汇聚交换机S3550上开启DHCP服务器[2]功能，让其自动分配IP地址，以东区办公楼为例，具体配置为：
SwitchA（config）#ip dhcp pool vlan101
SwitchA（dhcp-config）#network 192.168.10.0 255.255.255.0
SwitchA（dhcp-config）#default-router 192.168.10.1endprint
SwitchA（dhcp-config）#dns-server 192.168.20.30
这样配置的目的是主机不用DHCP中继代理直接获得IP地址，可以加快主机获得IP地址的速度。
（4）在核心和汇聚层建立VLAN，并启用动态路由OSPF协议[3]，以东区办公楼的RG-3760与核心交换机RG-8060为例，具体配置为：
3760#configure terminal
3760（config）#vlan 111
3760（config）#interface vlan 111
3760（config-if）#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
（在汇聚交换机上互联VLAN的IP地址）
8060#configure terminal
8060（config）#vlan 111
8060（config）#interface vlan 111
8060（config-if）#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
（在核心交换机上的互联VLANIP地址）
8060（config）#router ospf 0
8060（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
8060（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config）#router ospf 0
3760（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
3760（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config-if）#ip address 192.168.10.2 255.255.255.255
为了减少网络中的广播包风暴，可以将汇聚层交换机与核心层交换机通过路由进行连接，这样一来，不但可以增加安全性，而且知道一个地址以后，另外一个地址也就知道了，所以使用OSPF协议可以减轻手工配置路由表的工作量。
4 结论（Conclusion）
本文通过对兰州石化职业技术学院校园网的分析，提出了校园网优化的一种解决办法。这种解决办法可以使校园网更加稳定可靠，不但可以避免出现大片区域的网络瘫痪，而且也不会出现网络震荡，防止病毒大面积扩散。当然，各个校园网都有自己的特点和实际情况，该方案也许不一定实用，大家可以作为一个参考。
参考文献（References）
[1] 雷震甲.网络工程师教程[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2] 杨靖.实用网络技术配置指南[M].北京：北京希望电子出版社，2008.
[3] 高峡，钟啸剑，李永俊.网络设备互连实验指南[M].北京：科学出版社，2009.
作者简介：
张文川（1981-），男，硕士，讲师.研究领域：网络技术.endprint
SwitchA（dhcp-config）#dns-server 192.168.20.30
这样配置的目的是主机不用DHCP中继代理直接获得IP地址，可以加快主机获得IP地址的速度。
（4）在核心和汇聚层建立VLAN，并启用动态路由OSPF协议[3]，以东区办公楼的RG-3760与核心交换机RG-8060为例，具体配置为：
3760#configure terminal
3760（config）#vlan 111
3760（config）#interface vlan 111
3760（config-if）#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
（在汇聚交换机上互联VLAN的IP地址）
8060#configure terminal
8060（config）#vlan 111
8060（config）#interface vlan 111
8060（config-if）#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
（在核心交换机上的互联VLANIP地址）
8060（config）#router ospf 0
8060（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
8060（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config）#router ospf 0
3760（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
3760（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config-if）#ip address 192.168.10.2 255.255.255.255
为了减少网络中的广播包风暴，可以将汇聚层交换机与核心层交换机通过路由进行连接，这样一来，不但可以增加安全性，而且知道一个地址以后，另外一个地址也就知道了，所以使用OSPF协议可以减轻手工配置路由表的工作量。
4 结论（Conclusion）
本文通过对兰州石化职业技术学院校园网的分析，提出了校园网优化的一种解决办法。这种解决办法可以使校园网更加稳定可靠，不但可以避免出现大片区域的网络瘫痪，而且也不会出现网络震荡，防止病毒大面积扩散。当然，各个校园网都有自己的特点和实际情况，该方案也许不一定实用，大家可以作为一个参考。
参考文献（References）
[1] 雷震甲.网络工程师教程[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2] 杨靖.实用网络技术配置指南[M].北京：北京希望电子出版社，2008.
[3] 高峡，钟啸剑，李永俊.网络设备互连实验指南[M].北京：科学出版社，2009.
作者简介：
张文川（1981-），男，硕士，讲师.研究领域：网络技术.endprint
SwitchA（dhcp-config）#dns-server 192.168.20.30
这样配置的目的是主机不用DHCP中继代理直接获得IP地址，可以加快主机获得IP地址的速度。
（4）在核心和汇聚层建立VLAN，并启用动态路由OSPF协议[3]，以东区办公楼的RG-3760与核心交换机RG-8060为例，具体配置为：
3760#configure terminal
3760（config）#vlan 111
3760（config）#interface vlan 111
3760（config-if）#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
（在汇聚交换机上互联VLAN的IP地址）
8060#configure terminal
8060（config）#vlan 111
8060（config）#interface vlan 111
8060（config-if）#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
（在核心交换机上的互联VLANIP地址）
8060（config）#router ospf 0
8060（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
8060（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config）#router ospf 0
3760（config-router）#network 192.168.10.0 0.0.0.255
3760（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255
3760（config-if）#ip address 192.168.10.2 255.255.255.255
为了减少网络中的广播包风暴，可以将汇聚层交换机与核心层交换机通过路由进行连接，这样一来，不但可以增加安全性，而且知道一个地址以后，另外一个地址也就知道了，所以使用OSPF协议可以减轻手工配置路由表的工作量。
4 结论（Conclusion）
本文通过对兰州石化职业技术学院校园网的分析，提出了校园网优化的一种解决办法。这种解决办法可以使校园网更加稳定可靠，不但可以避免出现大片区域的网络瘫痪，而且也不会出现网络震荡，防止病毒大面积扩散。当然，各个校园网都有自己的特点和实际情况，该方案也许不一定实用，大家可以作为一个参考。
参考文献（References）
[1] 雷震甲.网络工程师教程[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2] 杨靖.实用网络技术配置指南[M].北京：北京希望电子出版社，2008.
[3] 高峡，钟啸剑，李永俊.网络设备互连实验指南[M].北京：科学出版社，2009.
作者简介：
张文川（1981-），男，硕士，讲师.研究领域：网络技术.endprint
