校园网络设计方案最新[1]

1、温州春华校园网络方案温州春华校园网络方案思科系统网络技术思科系统网络技术二零零八年十二月一校园一校园网网概述及分析概述及分析.4概述.41.2 校园网建设的必要性.5应用特点.6二、校园网络需求分析二、校园网络需求分析.6用户需求分析.6校区网络的设计目标: .7系统设计指导思想.8三、组网技术及产品选择三、组网技术及产品选择.9组网技术选择.9网络产品选型.10稳定可靠的网络.10高带宽.10易扩展的网络.113.2.4 QoS 保证 .11平安性.11容易控制管理.113.2.7 IP Multicast.11符合 IP 开展趋势的网络.12四、校园网网络设计方案及分析四、校园网网络设计方

2、案及分析.124.1 网络的分层设计原那么.124.1.1 核心层 (Core Layer).124.1.2 分布层 (Distribution Layer).134.1.3 接入层 (Access Layer).13校园网方案特性分析.13高性能的网络设计.13集成的用户管理功能.14灵活的网络的可扩展性设计.14完善的 QOS 功能.15可靠的网络平安设计.15方便的网络管理和维护.16运营级的网络高可靠性的设计.16系统平台和应用系统.17系统平台选择.17采用 WIN2003 SERVER 能建立的效劳器角色.17WEB 效劳器.17五五.思科公司校园网解决方案思科公司校园网解决方案.

3、21系统组成与拓扑结构.215.2 VLAN 及 IP 地址规划.24六、综合布线系统六、综合布线系统.256.1 结构化布线设计的要求.25系统设计原那么.26设计原那么.26设计目标.26七、技术支持及售后效劳七、技术支持及售后效劳.267.1 效劳内容.277.2 设计效劳.277.3 场地检查.277.4 系统安装调试.277.5 测试和验收.287.6 系统后期维护和支持.287.7 客户技术培训.297.8 设备保修与软件升级.29校园网系统方案校园网系统方案一校园网概述及分析一校园网概述及分析中国教育科研计算机网CERNET于 1994 年正式启动以来，已与国内几百所学校相连。为

4、广阔师生及科研人员提供了一个全新的网络环境。1998 年10 月,中国教育科研网(CERNET)二期工程正式启动,工程方案到 2000 年二期工程完成时,除到达连接 1000 所大学的目标外,对有条件的中小学也提供接入上网效劳。确实,随着信息技术的飞速开展,中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。但是我国目前大多数校园网上的应用还不丰富，与学校原有一些计算机业务系统还没有充分发挥，应用水平的低下是对校园网资源的极大浪费。只有提高校园网上的应用水平，才能切实提高学校各项业务水平，适应信息时代的要求。因而，如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平将是学

5、校校园网建设的下一个工作重点。当前由于网络、数据库及与之相关的应用技术不断开展，尤其国际互联网Internet和内部网Intranet技术的广泛应用，世界正在迈入网络中心计算NetworkCentricComputing时代。人们传统的交互和工作模式正在改变。处在不同地理位置的人们可以共享数据，使用群件技术GroupWare进而能够协同工作；多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟；以上这些计算机技术的开展对学校传统的计算机业务系统产生影响，使用户能更方便。更直观的使用系统，也使系统的性能更完善、功能更强大。校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接

6、起来，形成校园园区内部的 Intranet 系统，对外通过路由设备接入广域网。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。当一堆设备变成网络的时候,大局部学校的满腔热情也慢慢地冷却凝固。校园网建成了,各种问题也不断涌现:设计目标根本无法实现,没有适宜的应用软件,许多设想根本无法实施,后续的维护费用不堪承受等等。1.21.2 校园网建设的必要性校园网建设的必要性是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题,而且十分重要的是,学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。 随着计算机多媒体和网络技术的不断开展与普及，校园网信息系统的建设，

7、是非常必要的，也是可行的。主要表现在：1)、当前校园网信息系统已经开展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，开展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。2)、教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息效劳的要求越来越强烈。个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的时机。新技术提供的时机以及它们在教学方面具有的优势都是很多的,特别

8、是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路,每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度开展。3)、我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供给商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统，并且越来越形象化、实用化，迫切需要网络环境。4)、现代教育改革的需要。在校园网中将计算机引入教学各个环节，从而引起了教学方法，教学手段，教学工具的重大革新。对提高教学质量，推动我国教育现代化的开展起着不可估量的作用。网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。毫无疑问,校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的根本工具。5)

9、、随着经济开展，我国各级政府对教育的投入不断加大；计算机技术的飞速开展，使相应产品价格不断下降；同时人们的认识水平和经济实力不断提高。大量计算机进入学校和家庭，使得计算机用于教育信息管理和信息效劳是完全可行的。应用特点应用特点 - 随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多，对通过Internet/Intranet 网络进行信息交流的需求越来越迫切，为促进教学、方便管理和进一步发挥学生的创造力，校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。校园网大都属于中小型系统，以园区局域网为主，一个根本的校园网具有以下的特点： 高速的局域网连接-校园网的核心为面向校园内部师生的网络，因此园区局域网是该

10、系统的建设重点，由于参与网络应用的师生数量众多，而且信息中包含大量多媒体信息，故大容量、高速率的数据传输是网络的一项根本要求； 信息结构多样化-校园网应用分为电子教学多媒体教室、电子图书馆等 、办公管理和远程通讯远程教学、互联网接入三大局部内容：电子教学包含大量多媒体信息，办公管理以数据库为主，远程通讯那么多为 WWW方式，因此数据成分复杂，不同类型数据对网络传输有不同的质量需求； 平安可靠-校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据，不管是被损坏、丧失还是被窃取，都将带来极大的损失； 操作方便，易于管理-校园网面向不同知识层次的教师、学生和办公人员，应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太

11、过专业化； 经济实用-学校对网络建设的投入有限，因此要求建成的网络应经济实用，具备很高的性能价格比。 二、校园网络需求分析二、校园网络需求分析设计一个网络，首先要为用户分析目前面临的主要问题，确定用户对网络的真正需求，并在结合未来可能的开展要求的根底上选择、设计适宜的网络结构和网络技术，提供用户满意的高质效劳。 网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带来大量动态的 www 应用数据传输，会有相当一局部应用的主效劳器有高速接入网络的需求目前为 100/1000Mbps，今后可会更高 。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。同时，一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/播

12、送等，也对网络提出了支持多点播送和宽带高速接入的要求。 除上述考虑外，还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教学办公环境的调整和变化。中心机房到会聚层节点采用 4 兆光纤多模连接，会聚层到接入层采用百兆的五类线或者超五类连接。通常考虑，建议数据信息点的接入用交换10/100Mbps 自适应以太网端口接入，以便能较经济的提供较高的带宽。整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA 应用和 Internet 访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。2.22.2 校区网络的设计目标校区

13、网络的设计目标: :校区网络建设的目标应该是：建成后的网络能充分利用 Internet、国家信息网、教育网、全国高校互联网上的各种信息，实现资源共享，能够为在此校区学习的学生提供丰富的多媒体教学手段，实现高质高效的教学目标。由此，我们认为，校园网网络是一个典型的面向未来的网络化、信息化、自动化的集娱乐、教学、办公于一体的，具备多媒体综合业务开展需求的园区网络。系统总体设计将本着总体规划、分布实施的原那么，充分表达系统的技术先进性、高度的平安可靠性，同时具有良好的开放性、可扩展性。本着为学校校区着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。学校网络应当实现如下功能： 访问互联网络 访问学校虚拟网络 校

14、园网站建立 远程教育 VOD 点播 网络平安管理 电子邮件和电子公告 计算机辅助教学 教师备课功能 对外交流 校园管理平台 信息资源库 建设校园网络，本着少花钱办大事的原那么，充分利用有限的投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，我们认为校园网建设应该遵循以下原那么： 先进性 以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视像等多媒体应用，用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术。 标准化和开放性 网络协议采用符合 ISO 及其他标准，如：IEEE、ITUT、ANSI 等制定的协议，采用遵从国际和国家标准的网络设备。 可靠性和可用性 选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统

15、在程序运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的平安与可靠。 设备的兼容性 选用符合国际开展潮流的国际标准的软件技术，以便系统有可靠性强、可扩展和可升级等特点，保证今后可迅速采用计算机网络开展出现的新技术，同时为现存不同的网络设备、小型机、工作站、效劳器、和微机等设备提供入网和互连手段。 实用性和经济性 从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的开展，选用先进的设备，进行最正确性能组合，利用有限的投资构造一个性能最正确的网络系统。 平安性和保密性 在接入 Internet 的情况下，必须保证网上信息和各种应用系统的平安。 扩展性和升级能力 网络设计应具有良好的扩展性和升级能力，选用具有良好升

16、级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时，必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。 网络的灵活性 系统的灵活性主要表现在软件配置与负载平衡等方面，配合交换机产品与路由器产品支持的最先进的虚拟网络技术，整个网络系统可以通过软件快速简便地将用户或用户组从一个网络转移到另一个网络，可以跨越办公室、办公楼，而无需任何硬件的改变，以适应机构的变化。同时也可以通过平衡网络的流量，以提高网络的性能。三、组网技术及产品选择三、组网技术及产品选择 在校园网校区网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。选择适合校园网络需求特点的主流网络技术，不

17、但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、Token Ring 以及最新崛起的 ATM异步传输模式 、千兆以太网等。交换式以太网作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级组网，使网络交换到桌面工作站。 快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建 Intranet 网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。 FDDI 也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高，

18、FDDI 网络难以向更先进的网络技术升级，现在用 FDDI 组建主干网的情况已非常少见。 ATM 技术成熟而复杂，组网本钱高，是多媒体应用系统的理想网络平台。但是，网络带宽的实际利用率很低。 在选择校园校区网络技术时应该考虑如下：在选择校园校区网络技术时应该考虑如下： 1)、长远来看如何保护现有投资。保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。如同计算机的开展速度一样，网络技术的开展也是非常迅速的。从目前的趋势来看，采用快速以太网技术是最适宜的。 在校园网网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。选择校园网网络需求特点的主流网络技

19、术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。根据我们对校园网网络需求的分析并结合目前高速主干网络技术的特点，我公司建议采用快速以太网技术做为校园网的主干网络。 校区网络建设应该以应用为核心，在设计中充分考虑到教育管理和多媒体教学的要求，并且网络技术上应该具有一定的先进性，同时还要为以后的扩展留有一定的空间。为此校园校区网络网应该能到达以下要求：稳定可靠的网络稳定可靠的网络只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决于诸多因素，如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的网络合作厂商那么更为重要。要求有物理层

20、、数据链路层和网络层的备份技术。高带宽高带宽由于校园校区网络网络应用的特殊性,它对整个网络系统的性能要求相对来说比拟高。其中，网络速率要求主要的信息点100M交换到桌面，园区网中各终端间具有快速交换功能。为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的开展。为此应选用高带宽的先进技术。易扩展的网络易扩展的网络系统要有可扩展性和可升级性。易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络结构的易扩展性：即只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地参加已有网络；网络协议的

21、易扩展：无论是选择第三层网络路由协议，还是规划第二层虚拟网的划分，都应注意其扩展能力。对于核心网络设备，要求骨干交换机具备第三层交换能力，要求支持今后的视频点播、电视 会议的宽带多媒体应用，并要求留有一定的扩充能力。 QoSQoS 保证保证随着网络中多媒体的应用越来越多，这类应用对效劳质量的要求较高，本网络系统应能保证QoS，以支持这类应用。平安性平安性网络系统应具有良好的平安性，由于网络连接园区内部所有用户，平安管理十分重要。网络具有防止及便于捕杀病毒功能。应支持VLAN的划分，并能在VLAN之间进行第三层交换时进行有效的平安控制，以保证系统的平安性。校区网络与校园网相连后具有“防火墙过滤功

22、能，以防止网络黑客入侵网络系统。可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。容易控制管理容易控制管理对于网络管理，要求采用智能化网络管理软件，实现对网络的自动监测和控制。并支持虚拟网络功能，对网络用户具有分类控制功能。 IPIP MulticastMulticast由于校园校区网络中包含许多多媒体应用通信，会存在许多的播送信息，占用大量的带宽资源。所以网络系统应能支持IP Multicast，可以减少网络中不必要的播送，节省主干的带宽。符合符合 IPIP 开展趋势的网络开展趋势的网络在当前任何一个提供效劳的网络中，对IP的支持效劳是最普遍的，而IP技术本身又处在开展变化中，如IpV6，IP QoS

23、，IP Over SONET等等新兴的技术不断出现，校园网络必须跟紧IP开展的步伐，也就是必须选择处于IP开展领导地位的网络厂商。四、校园网网络设计方案四、校园网网络设计方案及分析及分析4.14.1 网络的分层设计网络的分层设计原那么原那么核核心心层层高高速速交交换换技技术术分分布布层层基基于于策策略略的的操操作作接接入入层层本本地地/ /远远程程工工作作组组接接入入 可扩展性：因为网络可模块化增长而不会遇到问题； 简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更容易，能隔离播送风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题； 设计的灵活性：使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次

24、的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境； 可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。 从逻辑上，校园网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。层次化设计的优点可以总结为如下几点： 核心层核心层 (Core(Core LayerLayer) ) 核心层为下两层提供优化的数据输运功能，它是一个高速的交换骨干，其作用是尽可能快地交换数据包而不应卷入到具体的数据包的运算中(ACL，过滤等)，否那么会降低数据包的交换速度。 分布层分布层 (Distribution(Distribution LayerLayer) ) 分布层提供基于统一策略的互连性，它是核心层和访问层

25、的分界点，定义了网络的边界，对数据包进行复杂的运算。在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能： 地址的聚集 部门和工作组的接入 播送域/多目传输域的定义 Inter VLAN 路由 任何介质的转换 平安控制 接入层接入层 (Access(Access LayerLayer) ) 接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。本层也可以提供进一步的调整，如 Access-list Filtering 等。在园区网络环境中，接入层主要提供如下功能： 带宽共享Shared Bandwidth 交换带宽Switched Bandwidth MAC 层过滤MAC Layer Filtering(

26、possibly) 微分网段Microsegmentation 在广域网环境中，接入层主要提供通过 Frame Relay、ISDN、Leased Line 连入远程节点。高性能的网络设计高性能的网络设计设备的高性能：核心节点的交换机是整个校园网络的核心，应当采用有多层交换功能的交换机。核心交换机应采用模块化设计，有良好的扩展性能、多种接入模块；具备增强的网络传输能力，支持 VLAN、RIP 和 OSPF 协议、效劳质量QOS 、IP 组播、DHCP 中继和 AAA 认证等功能；支持通用的管理特性SNMP ，能使用流行的网管软件对它进行管理，如 HP OpenView 等。会聚层交换连接核心和

27、接入层，应当采用带 VLAN 和网管功能的中低档交换机。会聚层交换机具有快速的级联核心的以太端口以及高速堆叠模块；带VLAN 子网划分功能，能很好的管理接入层用户；支持IEEE802.1Q、VTP、SNMP 等协议。网络的高性能设计：整个校园的建设可以采用全交换方式，100 兆到每个接入层用户。有效的子网划分和流量控制使整个校园网络能高速、平安的运行。集成的用户管理功能集成的用户管理功能提供完善的用户管理机制，实现全面的用户认证、鉴权和计费(AAA)功能。用户管理引擎实现了根据用户 MAC 地址、VLAN ID 和 IP 地址的绑定关系鉴别用户的合法性的功能。可根据用户的权限，实现对用户访问资

28、源的控制。实现基于 VLANID/MAC 地址、接入模块号和接入设备号的全程用户唯一标识，便于用户管理开户、销户、欠费停机等和网络故障维护。灵活的网络的可扩展性设计灵活的网络的可扩展性设计网络的扩展性对网络业务的开展至关重要，它直接决定了校园网是否能够在节约本钱的根底上跟上网络技术的开展和满足学校信息不断增长的需要，一个扩展性差的网络不仅为学校的投资造成了巨大的浪费，同时又无法满足学校网络业务不断开展和信息的增长的需要，为了保证网络能够不断的适应学校网络业务今后开展的不断需求，可以采用以下的措施来保证网络的扩展性。1所选择的网络设备应当具有良好的扩展性。选择的网络设备最好是模块化的，便于网络的

29、扩大和更改，其中核心交换机应具有多种模块类型，以满足各种网络类型的接入。会聚层交换机可以采用一款可堆叠的网管型以太网交换机，半/全双工模式自适应，具有扩展槽，能使用多种可选模块。2所选择的设备都具有良好的软件再升级能力。我们所选择的网络设备都是可以通过软件升级来不断的满足客户的新的需求同时跟上网络技术的开展。由于网络的技术层出不穷，用户的需求也不断增加，现在是新的技术，再过一段时间就会落后了，为了保证用户的网络产品能够跟上这一节奏，而不需要更换网络设备，从而减少了用户的投资。完善的完善的 QOSQOS 功能功能带宽控制特性以太网是一种基于播送机制的共享型技术，任何一个位于以太网上的用户均可以向

30、网上发送信息，在以太网的技术中没有具体带宽控制的机理。网络产品应提供对用户带宽控制的功能。带宽控制通过对每一个用户的上行带宽与下行带宽进行限制，保证对每个用户的公平性，防止在共享型网络结构中某一用户长期恶意霸占带宽而导致其他用户无法享受效劳的现象。Qos 控制特性随着IP网络规模的不断扩大，网上的实时业务量也在不断增长，同时网络上的应用类型多种多样，不同的应用对网络的需求也有所不同。IP网络中引入QoS技术，就是为了确保实时业务的通信质量，满足各种业务对网络资源的需求，使网上资源获得最正确利用，降低本钱，改善对用户的效劳。可靠的网络平安设计可靠的网络平安设计 平安性是网络设计要考虑的最重要的因

31、素之一，设计中充分考虑了网络的平安性，具体表达在以下几个方面：(1)通过 VLAN 的划分，限制了不同 VLAN 之间的互访，从而保证了不同网络之间不会发生未经授权的非法访问。(2)在核心节点可提供基于地址的 Access-list，以控制用户对于关键资源的访问。通过在会聚和核心交换机上设置 VLAN 路由以及访问过滤，保证了在VLAN 之间只有被允许的访问才能发生，而未经授权的访问都会被禁止。(3)通过对上网的平安教育，提高平安意识，特别是增强计算机操作人员的密码管理意识，以防止由于操作员密码有意无意泄露给他人而造成的损失。(4)制定严格的平安制度，包括人员审查制度、岗位定职定责制度、使用计

32、算机的权限制度以及防病毒制度，从制度上保证网络平安性得以实现。(5可以对所有的重要事件进行Log，这样方便网络管理员进行故障查找；(6可以对所有的Telnet以及SNMP的访问进行限制，从而最大程度地保证会聚层系统地平安。(7可以在接入层中通过限制MAC地址的访问提高网络平安。方便的网络管理和维护方便的网络管理和维护1为了提高网络管理能力设计中所有设备最好具有网管功能，不存在光纤收发器等类似不可网管设备，提高了网络可靠性和可管理。2支持通用的网络管理协议如SNMP ，方便网络的管理和维护。3支持通用的的网络管理软件，如 Cisco Ciscoworks、HP Open View、3Com Tr

33、ensand。运营级的网络高可靠性的设计运营级的网络高可靠性的设计可以从两方面来考虑：关键设备的主要模块和电源的冗余备分考虑在网络设计中所涉及的所有主要设备，均采用高可靠设计的原那么。核心关键部件的冗余备份：电源冗余、主控板冗余、模块冗余等。网络链路的冗余备分考虑系统平台和应用系统系统平台和应用系统系统平台选择系统平台选择系统平台的建设主要包括：网络操作系统、桌面平台、数据库、防火墙等的选择。一般校园网络，效劳器系统平台可以选择微软 WINDOWS2003 SERVER 操作系统的解决方案，提供域名效劳、WWW 效劳、FTP 效劳、Email 效劳等。具有强大的网络功能和可二次开发性。桌面操作

34、系统比拟可以选择 XP 和LINUX 等平台。采用采用 WINdows2003WINdows2003 SERVERSERVER 建立建立 FTPFTP 效劳器效劳器一般来说，用户联网的首要目的就是实现信息共享，文件传输是信息共享非常重要的一个内容之一。 在校园内部信息交流是非常频繁，所以有必要在网络中使用WINdows2003 SERVER 架设起一个 FTP 效劳器。5.15.1系统组成与拓扑结构系统组成与拓扑结构校园网的建设主要是为了教学应用，而多媒体辅助教学和多媒体教室是教学应用的核心，在网络建设时应考虑多媒体信息的特点，如信息量大，对时间延迟敏感等；在校园网中常会出现几十个学生执行相同

35、操作的现象，所以要考虑并发信息的控制；学生利用网络做作业，教师要在家拨号访问学校网络，学籍管理信息在网上传输，所以也要考虑网络的平安性，防止黑客破坏网络，学生抄袭作业；校园网又是面向不同知识层次的教师、学生和办公人员的工具，它帮助我们更好地提高教学水平、办公效率和学习兴趣，所以应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太专业化。考虑到春华学校的具体情况如性质、规模、财务等，这是一个相对小型的校园网络，单一建筑内的网络应用，思科公司提出以下校园网解决方案： 方案特点如下： 1支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学； 2高性能，全交换，满足用户需求； 3管理简单，浏览器方式无需专门培训；

36、 4系统平安，保密性高； 5ADSL 连接方式，按需建立连接降低链路费用。 6互联网接入，平安的广域网访问。方案拓扑结构如下：由图可看出，网络设备组成为：Catalyst 2900 交换机 五台 Cisco850 路由器 一台 思科公司的 cisco850 路由器是这一网络的核心设备，可降低拥有本钱，简化远程管理，提供结合 CSU/DSU、复用器、调制解调器、语音/数据网关、ISDN NT1、防火墙、VPN、加密和压缩设备的集成化网络。Catalyst2900 交换机它提供了 24 个 10/100M 自适应的快速以太网端口， 。这是一个全交换的网络，相对共享式集线器而言，交换机各端口拥有独占

37、的带宽，能实现多路并行传输，不易发生冲突，能为多媒体信息提供更好的保障。 考虑到 Internet 接入是校园网的开展趋势，在这套解决方案中都用到了路由器来引入广域网的远程连接，这套方案中用到了思科公司的低端路由器Cisco 850，它提供了对内的 10/100M 局域网接口和对外的 ADSL 连接，通过Internet 实现远程教学或教学演播等应用。传输稳定，连接迅速。在实现根本数据传递的根底上，用户可以根据自己的需要灵活选用上述网络设备中的某些性能。如：路由器和交换机的组内播送功能可为多媒体信息的传输提供更高的效劳质量；而 catalyst2900 之间建立快速以太网通道，在全双工模式下到

38、达 400M的高速级联；此外， 850 路由器兼任了防火墙思科公司系列中、低端路由器都可以通过操作系统升级具备防火墙性能，在承当远程连接的同时实施数据包检验和过滤，防止非法用户侵入到内部局域网中对连接到 Internet 这一开放网络的用户来说，平安性是网络设计中不容无视的一项重要因素。 这套方案的好处是简便易行，本钱很低，并且兼顾了教学、管理和通讯三方面应用。方案中所用到的产品都属思科公司产品中的低端设备，在实现高性价比的桌面应用的同时又做到易于配置和管理：catalyst2900 属即插即用的设备，如果不添加特殊功能那么不需任何配置，cisco850 的设置和管理也十分方便，这样用户使用起

39、来将得心应手，无后顾之忧。 IPIP 地址地址规划规划建议建议在设计 IP 地址方案之前，应考虑以下几个问题: 1. 是否将网络用真实地址连入 Internet。 2. 是否将网络划分为假设干子网以方便网络管理。 3. 是采用静态 IP 地址分配还是动态 IP 地址分配。 4. 每个子网现在规划多少个信息点。 5. 每个子网将来会增加多少个信息点。 通过 Proxy 或 NAT 方式使私有地址能够访问公网资源 在申请的公网 IP 地址不能完全满足每个信息点一个的情况下，可以采用公网地址与私网地址结合的方式。但是有时分配了私网地址的客户端也要访问 Internet。针对这种情况，可以采用不同的技

40、术使私有地址能够访问公网资源。通常可以利用代理效劳 (Proxy) 和网络地址转换 (NAT) 这两项技术。 园区网分配 IP 地址方案 ，一个有效的 IP 地址规划或 IP 地址方案就是在地址资源的效率性和管理的方便性之间找到最正确的平衡点。 按行政隶属划分是指按信息节点的行政隶属关系将用户按校园各部门进行 IP 地址分配规划。由于各部门之间在地域位置上并不一定集中，但需要统一管理，因此我们建议采用行政隶属的方式划分 IP 地址段。 按楼宇规划在传统的网络平台上很难实现。主要是因为传统的网络平台局限于设备的地理位置，无法跨地域进行灵活规划。但现今的网络平台都支持虚拟网络 VLAN 技术。该技

41、术避开了物理位置的缺陷，可以在逻辑上灵活组网。因此，IP 网段规划可以与 VLAN 的划分相一致。 规划每个网段中的信息点数时，既要考虑到当前 IP 地址资源的充分利用性，又要预留出适当的扩展余地，因此如果采用私网地址分配 IP，建议我们都采用 的网络，根据具体的部门情况再分为具体的子网。 从经验角度，通常一个 IP 网段也是一个独立的 VLAN，也就是一个独立的播送域。一个网段内的信息节点数在 40 - 200 个时，性能和地址资源的最正确利用性较理想，并且将来可扩充到 254 个。宽带接入用户接入宽带 IP 网的方式可以有多种形式：首先，用户利

42、用固定 IP 地址接入，那么无需其它的认证过程，只需将用户所连的交换机端口划入某一特点 VLAN 即可；其次用户通过 PPP 方式接入，即虚拟拨号方式，那么需要一个专用的 PPP 终结设备终结 PPP 进程，通过对 PPP 进程的认证，可以确认用户身份；用户还可以利用 DHCP 获得 IP 地址。另外交换机可以实现专用 VLAN 技术，可以通过配置选择实现在同一 VLAN 内用户是否可以互通，进行数据交换。根据温州春华的教务和公务的情况，划分以下两个子网即可。表 1-1 春华学校网络终端分布专业机房台式 PC 机 16 台万博机房一台式 PC 机 16 台万博机房二台式 PC 机 18 台教室

43、一2 台台式机 1 台、笔记本 1 台教室二2 台台式机 1 台、笔记本 1 台教室三台式 PC 机 19 台多媒体教室2 台台式机 1 台、笔记本 1 台办公室10 台台式机 5 台、笔记本 5 台校长室笔记本 1 台学生会办公室台式 PC 机 2 台咨询室 1台式 PC 机 1 台咨询室 2笔记本 2 台前台台式 PC 机 1 台 表 1-2IP 子网划分方案子网号IP 网段默认网关说明CHJW68.1.1包括教室三清华万博六班、万博 1 机房等所有的教务场所CHGW68.包括校长室、办公室等所有办公场所校园 网络平安校园网络承当着整个校

44、园的通讯枢纽功能，连接着所有的应用效劳器和数据系统，任何网络平安问题都会扰乱学校办公、教务的正常运转，给学校带来不可弥补的损失。目前在局域网中遇到的问题主要有以下几种：IP 地址的管理问题，包括IP 地址非法使用、 IP 地址冲突和IP 地址欺骗利用 ARP 欺骗获取账号、密码、信息，甚至恶意篡改信息内容、嫁祸他人问题木马、蠕虫病毒攻击导致的信息失窃、网络瘫痪问题攻击或病毒源机器的快速定位、隔离问题IP的地址管理一直是长期困扰局域网平安稳定运行的首要问题。在局域网上任何用户使用未经授权的IP地址都应视为 IP非法使用。由于 终端用户可以自由修改IP地址，从而产生了 IP地址非法使用问题。改动后

45、的 IP地址在局域网中运行时可能出现以下 情况。 非法的 IP 地址即 IP 地址不在规划的局域网范围内 重复的 IP 地址与已经分配且正在局域网运行的合法的 IP 地址发生资源冲突，使合法用户无法上网 冒用合法用户的 IP 地址当合法用户不在线时，冒用其 IP 地址联网，使合法用户的权益受到侵害无论是有意或无意地使用非法IP地址都可能会给企业带来严重的后果，如重复的 IP地址会 干扰、破坏网络效劳器和网络设备的正常运行，甚至导致网络的不稳定，从而影响业务；拥有被非法使用的 IP地址所拥有的特权 ，威胁网络平安；利用欺骗性的 IP地址 进行网络攻击，如富有侵略性的 TCP SYN洪泛攻击来源于

46、一个欺骗性的IP地址，它是利用 TCP三次握手会话对效劳器进行颠覆的一种攻击方式，一 个IP地址欺骗攻击者可以通过手动修改地址或者运行一个实施地址欺骗的程序来假冒一个合法地址。为了防止非法 使用 IP地址，增强网络平安，最常见 的方法 是采用静态的 ARP命令捆绑 IP地址和 MAC地址 ，从而 阻止非法用户在不修改MAC地址的情况下冒用 IP地址进行 的访问 ，同时 借助交换机的端口 平安即 MAC地址绑定功能可以解决非法用户修改MAC地址以适应静态 ARP表的问题。 但这种方法由于要事先收集所有机器的MAC地址及相应的IP地址，然后还要通过人工输入方法来建立IP地址和 MAC地址 的捆绑表

47、，不仅工作量繁重，而且也难以维护和管理。另一个显著的问题就是带有攻击特性的ARP欺骗。地址解析协议ARP，Address Resolution Protocol最根本的功能是用来实现MAC地址和 IP地址的绑定，这样两个工作站才可以通讯，通讯发起方的工作站以 MAC播送方式发送 ARP请求，拥有此 IP地址的工作站给予 ARP应答，并附上自己的 IP和MAC地址。 ARP协议同时支持一种无请求ARP功能，局域网段上的所有工作站收到主动ARP，会将发送者的 MAC地址和其宣布的 IP地址保存，覆盖以前的同一IP地址和对应的 MAC地址 。术语 “ARP欺骗 或者说 “ARP中毒 就是指 利用 主

48、动 ARP来误导通信数据传往一个恶意计算机的黑客技术，该计算机就能成为某个特定局域网网段上的两台终端工作站之间IP会话的 “中间人 了。如果黑客想探听同一网络中两台主机之间的通信即使是通过交换机相连 ，他会分别给这两台主机发送一个ARP 应答包，让两台主机都 “误认为对方的 MAC地址是第三方黑客所在的主机，这样，双方看似 “直接 的通信连接，实际上都是通过黑客所在的主机间接进行的。黑客一方面得到了想要的通信内容，并可以通过工具破译账号、密码、信息 ，另一方面， 还可以恶意 更改数据包中的一些信息。同时，这种ARP欺骗又极具隐蔽性，攻击完成后再恢复现场，所以不易觉察、事后也难以追查，被攻击者往

49、往对此一无所知。病毒入侵问题也是所有客户普遍关心的问题。这些病毒，可以在极短的时间内迅速感染大量系统，甚至造成网络瘫痪和信息失窃，给客户造成严重损失。木马病毒往往会利用 ARP 的欺骗获取账号和密码，而蠕虫病毒也往往利用 IP地址欺骗技术来掩盖它们真实的源头主机。例如“局域网终结者Win32.Hack.Arpkill病毒，通过伪造 ARP 包来欺骗网络主机，使指定的主机网络中断，严重影响到网络的运行。最后，令网络管理员头痛的问题是如何准确定位。当出现 IP 地址被非法使用、IP 地址冲突，或网络出现异常流量包括由于网络扫描、病毒感染和网络攻击产生的流量，为了查找这些 IP 地址的机器，一般采用

50、如下步骤： 1. 确定出现问题的 IP 地址。2. 查看当前网络设备的 ARP 表，从中获得网卡的 MAC 地址。 3. 检查交换机的 MAC 地址列表，确定机器位置。 这个过程往往要花费大量的时间才能够定位机器具体连接的物理端口，而对于伪造的源 IP 地址要查出是从哪台机器产生的就更加困难了。如果不能及时对故障源准确地定位、迅速地隔离，将会导致严重的后果，即使在网络恢复正常后隐患依然存在。5.3.2 阻止来自网络第二层攻击的重要性以上所提到的攻击和欺骗行为主要来自网络的第二层。在网络实际环境中，其来源可概括为两个途径：人为实施，病毒或蠕虫。人为实施通常是指使用一些黑客的工具对网络进行扫描和嗅

51、探，获取管理帐户和相关密码，在网络上中安插木马，从而进行进一步窃取机密文件。木马、蠕虫病毒的攻击不仅仅是攻击和欺骗，同时还会带来网络流量加大、设备 CPU 利用率过高、二层生成树环路、网络瘫痪等现象。网络第二层的攻击是网络平安攻击者最容易实施，也是最不容易被发现的平安威胁，它的目标是让网络失效或者通过获取诸如密码这样的敏感信息而危及网络用户的平安。因为任何一个合法用户都能获取一个以太网端口的访问权限，这些用户都有可能成为黑客，同时由于设计 OSI 模型的时候，允许不同通信层在相互不了解情况下也能进行工作，所以第二层的平安就变得至关重要。如果这一层受到黑客的攻击，网络平安将受到严重威胁，而且其他

52、层之间的通信还会继续进行，同时任何用户都不会感觉到攻击已经危及应用层的信息平安。所以，仅仅基于认证如 IEEE 802.1x和访问控制列表ACL，Access Control Lists的平安措施是无法防止本文中提到的来自网络第二层的平安攻击。一个经过认证的用户仍然可以有恶意，并可以很容易地执行本文提到的所有攻击。目前这类攻击和欺骗工具已经非常成熟和易用。归纳前面提到的局域网目前普遍存在的平安问题，根据这些平安威胁的特征分析，这些攻击都来自于网络的第二层，主要包括以下几种：MAC 地址泛滥攻击地址泛滥攻击DHCP 效劳器欺骗攻击效劳器欺骗攻击ARP 欺骗欺骗Cisco Catalyst 交换系

53、列的创新特性针对这类攻击提供了全面的解决方案，将发生在网络第二层的攻击阻止在通往内部网的第一入口处，主要基于下面的几个关键的技术。Port SecurityDHCP Snooping Dynamic ARP Inspection (DAI)下面主要针对目前这些非常典型的二层攻击和欺骗说明如何在思科交换机上组合运用和部署上述技术，从而防止在交换环境中的“中间人攻击、MAC/CAM 攻击、DHCP 攻击、地址欺骗等，更具意义的是通过上面技术的部署可以简化地址管理，直接跟踪用户 IP 和对应的交换机端口，防止 IP 地址冲突。同时对于大多数具有地址扫描、欺骗等特征的病毒可以有效的报警和隔离。5.3.

54、3 MAC 泛滥攻击的原理和危害交换机主动学习客户端的 MAC 地址，并建立和维护端口和 MAC 地址的对应表以此建立交换路径，这个表就是通常我们所说的 CAM 表。CAM 表的大小是固定的，不同的交换机的 CAM 表大小不同。MAC/CAM 攻击是指利用工具产生欺骗MAC，快速填满 CAM 表，交换机 CAM 表被填满。黑客发送大量带有随机源 MAC 地址的数据包，这些新 MAC 地址被交换机 CAM 学习，很快塞满 MAC 地址表，这时新目的 MAC 地址的数据包就会播送到交换机所有端口，交换机就像共享 HUB 一样工作，黑客可以用 sniffer 工具监听所有端口的流量。此类攻击不仅造成

55、平安性的破坏，同时大量的播送包降低了交换机的性能。当交换机的 CAM 表被填满后，交换机以播送方式处理通过交换机的报文，这时攻击者可以利用各种嗅探攻击获取网络信息。更为严重的是，这种攻击也会导致所有邻接的交换机 CAM 表被填满，流量以洪泛方式发送到所有交换机的所有含有此 VLAN 的接口，从而造成交换机负载过大、网络缓慢和丢包甚至瘫痪。5.3.4 MAC 泛滥攻击防范方法限制单个端口所连接 MAC 地址的数目可以有效防止类似 macof 工具和SQL 蠕虫病毒发起的攻击，macof 可被网络用户用来产生随机源 MAC 地址和随机目的 MAC 地址的数据包，可以在不到 10 秒的时间内填满交换

56、机的 CAM表。Cisco Catalyst 交换机的端口平安Port Security和动态端口平安功能可被用来阻止 MAC 泛滥攻击。例如交换机连接单台工作站的端口，可以限制所学MAC 地址数为 1；连接 IP 和工作站的端口可限制所学 MAC 地址数为 3：IP 、工作站和 IP 内的交换机。通过端口平安功能，网络管理员也可以静态设置每个端口所允许连接的合法 MAC 地址，实现设备级的平安授权。动态端口平安那么设置端口允许合法MAC 地址的数目，并以一定时间内所学习到的地址作为合法 MAC 地址。通过配置 Port Security 可以控制：端口上最大可以通过的 MAC 地址数量端口上

57、学习或通过哪些 MAC 地址对于超过规定数量的 MAC 处理进行违背处理端口上学习或通过哪些 MAC 地址，可以通过静态手工定义，也可以在交换机自动学习。交换机动态学习端口 MAC，直到指定的 MAC 地址数量，交换机关机后重新学习。目前较新的技术是 Sticky Port Security，交换机将学到的mac 地址写到端口配置中，交换机重启后配置仍然存在。对于超过规定数量的 MAC 处理进行处理一般有三种方式针对交换机型号会有所不同：Shutdown：端口关闭。Protect：丢弃非法流量，不报警。Restrict：丢弃非法流量，报警。.5 DHCPDHCP 欺骗攻击的防范

58、欺骗攻击的防范采用采用 DHCP 管理的常见问题管理的常见问题采用 DHCP server 可以自动为用户设置网络 IP 地址、掩码、网关、DNS、WINS 等网络参数，简化了用户网络设置，提高了管理效率。但在DHCP 管理使用上也存在着一些另网管人员比拟问题，常见的有：DHCP server 的冒充。DHCP server 的 DOS 攻击。有些用户随便指定地址，造成网络地址冲突。由于 DHCP 的运作机制，通常效劳器和客户端没有认证机制，如果网络上存在多台 DHCP 效劳器将会给网络照成混乱。由于不小心配置了 DHCP 效劳器引起的网络混乱也非常常见。黑客利用类似 Goobler 的工具可

59、以发出大量带有不同源 MAC 地址的DHCP 请求，直到 DHCP 效劳器对应网段的所有地址被占用，此类攻击既可以造成 DOS 的破坏，也可和 DHCP 效劳器欺诈结合将流量重指到意图进行流量截取的恶意节点。DHCP 效劳器欺诈可能是成心的，也可能是无意启动 DHCP 效劳器功能，恶意用户发放错误的 IP 地址、DNS 效劳器信息或默认网关信息，以此来实现流量的截取。DHCPDHCP SnoopingSnooping 技术技术概述概述DHCP Snooping 技术是 DHCP 平安特性，通过建立和维护 DHCP Snooping绑定表过滤不可信任的 DHCP 信息，这些信息是指来自不信任区域

60、的 DHCP 信息。 通过截取一个虚拟局域网内的 DHCP 信息，交换机可以在用户和 DHCP效劳器之间担任就像小型平安防火墙这样的角色， “DHCP 监听功能基于动态地址分配建立了一个 DHCP 绑定表，并将该表存贮在交换机里。在没有 DHCP的环境中，如数据中心，绑定条目可能被静态定义，每个 DHCP 绑定条目包含客户端地址一个静态地址或者一个从 DHCP 效劳器上获取的地址 、客户端MAC 地址、端口、VLAN ID、租借时间、绑定类型静态的或者动态的 。根本防范根本防范为了防止这种类型的攻击，Catalyst DHCP 侦听DHCP Snooping功能可有效阻止此类攻击，当翻开此功能