校園網(wǎng)安全防護的研究

許 立 王 亮

（西藏民族學院信息工程學院 陜西 7120082）

0 引言

西藏民族學院的校園網(wǎng)工程建成于2004年，發(fā)展至今天，網(wǎng)絡節(jié)點已達8000多個，分布在教學區(qū)，行政區(qū)，家屬區(qū)，后勤區(qū)，承擔了相當繁重的任務。我校的校園網(wǎng)架構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)：核心層，匯聚層，接入層，雖然校園網(wǎng)目前運行良好，但是在運行期間，還是出現(xiàn)了諸如病毒、硬件故障等，影響了我校院內(nèi)學生以及教職工的學習和工作。因此，校園網(wǎng)若還能夠進一步的優(yōu)化，可以更好的為我校師生服務。

1 校園網(wǎng)常見問題

1.1 校園網(wǎng)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)問題

（1）網(wǎng)頁訪問問題

隨著時間的推移，網(wǎng)站中的網(wǎng)頁信息越來越多，但同時，網(wǎng)頁的管理也就變得越來越混亂，許多的網(wǎng)頁隨時間的推移而慢慢無人訪問，尋找這些網(wǎng)頁也變得比較困難，這使得某些舊網(wǎng)頁往往使訪問者尋找多個網(wǎng)頁后才能找到。

（2）網(wǎng)站資源布置問題

網(wǎng)站的某些網(wǎng)頁資源比較重要，但是有關(guān)這些網(wǎng)頁的鏈接入口的設計卻并不合理，使得某些資源的訪問率過低，沒有起到相應的作用，而某些資源的訪問率又過高，任務過重，又造成了時延的增加。

1.2 校園網(wǎng)的可靠性問題

校園網(wǎng)是一個復雜的工程，其可靠性直接影響到用戶的體驗。而影響校園網(wǎng)可靠性的因素除了硬件因素和軟件因素以外，人為因素也對校園網(wǎng)的可靠性產(chǎn)生一定的影響。

從校園網(wǎng)建設至今，由于硬件原因和軟件原因?qū)е碌木W(wǎng)絡故障已經(jīng)多次出現(xiàn)。

我校校園網(wǎng)的硬件故障，主要是以接入層交換機故障為主，也曾經(jīng)出現(xiàn)過匯聚層交換機的故障，從而影響到校園網(wǎng)的工作。除此之外，校園網(wǎng)的施工所導致的接口或線路問題也是原件故障的原因之一。

我校校園的軟件故障，一方面是由于購買的網(wǎng)絡應用軟件因配置不當或軟件自身的原因，導致該軟件應用功能無法實現(xiàn)，另一方面是由于網(wǎng)絡病毒的影響導致系統(tǒng)或應用軟件無法正常工作。無論是哪一方面的原因，都對校園網(wǎng)的通信產(chǎn)生了不利的影響。

此外，西藏民族學院的校園網(wǎng)的節(jié)點達到8000多個，上網(wǎng)的人員包括學生，教師，行政人員，家屬等，這些人在網(wǎng)絡上通過各種聊天工具，可以傳播各種信息，這些信息雖然不會對物理網(wǎng)絡造成破壞，但是其中的不良信息，會對學生的學習，生活造成相當大的影響，更為嚴重的，甚至有可能影響民族團結(jié)。

1.3 校園網(wǎng)安全問題

校園網(wǎng)的安全經(jīng)常性的受到以下原因的影響：

（1）計算機病毒的影響。我校的部分學生，其計算機安全意識薄弱，其直接的影響就是造成計算機病毒在網(wǎng)絡上快速擴散。我校也深受其害，ARP病毒曾經(jīng)造成局部網(wǎng)絡癱瘓，嚴重影響了學校的教學和科研工作。

（2）惡意攻擊。由于校園網(wǎng)絡同因特網(wǎng)互聯(lián)，因此，幾年的時間里，我校園網(wǎng)已遭到了多次人為的惡意攻擊。這些攻擊利用網(wǎng)絡協(xié)議，服務器和操作系統(tǒng)的安全漏洞以及管理上的疏忽，企圖非法訪問資源、刪改數(shù)據(jù)、破壞系統(tǒng)。并且，這些惡意攻擊不僅來自校園網(wǎng)外部，還可能來自校園網(wǎng)內(nèi)部。從破壞性來說，來自內(nèi)部的攻擊往往破壞性更強。

（3）系統(tǒng)安全漏洞。目前使用的操作系統(tǒng)存在很多安全漏洞，對網(wǎng)絡安全構(gòu)成了威脅。許多校園網(wǎng)絡服務器的操作系統(tǒng)的安全風險級別不同加上系統(tǒng)管理員或使用人對該系統(tǒng)了解不夠和安全設置不當，這些都將對校園網(wǎng)絡構(gòu)成威脅。

（4）網(wǎng)絡管理漏洞。校園網(wǎng)上的安全威脅也有自管理方面的缺陷，例如：網(wǎng)絡管理員密碼的遺失，用戶信息的外泄，相關(guān)人員的誤操作等等。都會影響到網(wǎng)絡的安全。

2 校園網(wǎng)優(yōu)化

2.1 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計

校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)先設計的核心目標，就是使訪問者能夠快速的、小代價找到所需要的網(wǎng)頁資源。通過優(yōu)化網(wǎng)站結(jié)構(gòu)，一方面可以減少WEB服務器的工作量，另一方面也節(jié)約了用戶的時間，提高了用戶的效率。

網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的關(guān)鍵步驟就是路徑分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則以及序列模式挖掘技術(shù)研究，而這三者都是基于WEB日志挖掘。

（1）路徑分析研究.

當一個用戶訪問WEB站點時，該用戶并不是無目的的訪問，他會根據(jù)自己的興趣、需求等多方面原因來進行訪問，而當我們的研究對象擴展到群體用戶的時候，就可以通過路徑分析技術(shù)，來研究這些用戶的訪問序列，從中找出規(guī)律，并做出相應的改變，從而方便用戶的使用。

路徑分析研究所采用的算法最常采用的是聚類算法，通過對用戶訪問的資源進行聚類，最終得到的聚類集就可反映出所有用戶的訪問興趣。目前對聚類算法的優(yōu)化研究相對較多，例如：RDBC算法就是其中的一種。

（2）關(guān)聯(lián)規(guī)則研究

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘是要從用戶訪問序列數(shù)據(jù)庫中的序列里面找出相關(guān)聯(lián)的規(guī)則。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法有經(jīng)典的頻集算法、FP-樹頻集算法、多層關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、多維關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法。目前用于站點的關(guān)聯(lián)規(guī)則研究主要是采用 Apriori核心算法,以及優(yōu)化后的Apriori核心算法。

為了提高算法的效率，Mannila等引入了修剪技術(shù)來減小候選集Ck的大小[MTV94]，由此可以顯著地改進生成所有頻集算法的性能。算法中引入的修剪策略基于這樣一個性質(zhì)：一個項集是頻集當且僅當它的所有子集都是頻集。那么，如果Ck中某個候選項集有一個(k-1)-子集不屬于Lk-1，則這個項集可以被修剪掉不再被考慮，這個修剪過程可以降低計算所有的候選集的支持度的代價。

（3）序列模式挖掘技術(shù)

序列模式挖掘技術(shù)，可以幫助網(wǎng)站的管理人員預測用戶的訪問行為，它可以按照不同的用戶訪問序列模式，將網(wǎng)頁分類，并以此為依據(jù)對網(wǎng)站的內(nèi)容或結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。簡單地說，就是根據(jù)大多數(shù)用戶以前的訪問頁面次序，網(wǎng)站管理員有目的的調(diào)整將用戶即將訪問的資源位置，從而使得用戶能更方便的找到所需要的資源。

序列模式挖掘所采用的算法有GSP算法，prefixspan算法，disc-all算法等。

2.2 校園網(wǎng)的可靠性優(yōu)化

（1）提升硬件可靠性

目前我校的校園網(wǎng)主要設備是由2層交換機構(gòu)建接入層，3層交換機構(gòu)建匯聚層和核心層。這些交換機在選購時盡可能選購時，在保證質(zhì)量的前提下，應盡可能購買高密度端口的交換機，一方面可避免因堆疊交機所引發(fā)的交換故障（注：我校曾經(jīng)使用堆疊技術(shù)出現(xiàn)過交換故障），另一方面也避免了級聯(lián)方式下交換機可用帶寬的降低，同時也可節(jié)約資金。此外，為提升網(wǎng)絡的可靠性，可以通過使用雙工、鏡像、雙鏈路、磁盤陣列等技術(shù)來提升網(wǎng)絡的硬件可靠性。

（2）提升軟件可靠性

提升軟件可靠性主要從以下幾個方面入手：

合理設置和使用網(wǎng)絡監(jiān)控軟件，監(jiān)控各類網(wǎng)絡資源及操作，防止各類非法操作及不良信息對網(wǎng)絡帶來傷害。

購買正版軟件，并嚴格按照使用手冊進行操作，防止因盜版軟件其中的漏洞或病毒對網(wǎng)絡帶來傷害。

管理人員和使用人員嚴格按照網(wǎng)絡管理規(guī)定來使用網(wǎng)絡，防止人員因誤操作或非法操作影響網(wǎng)絡的運行。

定時更新系統(tǒng)和升級軟件，盡可能減少系統(tǒng)漏洞所帶來的危害。

2.3 校園網(wǎng)安全優(yōu)化

為保證校園網(wǎng)安全，防止自然、人為等各種因素對網(wǎng)絡制成破壞，可以考慮采取以下措施來提高網(wǎng)絡的安全性。

（1）做好防火、防盜、防水等基本防護措施。

（2）合理劃分VLAN，使得網(wǎng)絡能夠有效減少廣播風暴，并保護重要節(jié)點的安全。

（3）服務器方面，為安全起見，首先應關(guān)閉掉不必要的端口，刪除多余的用戶，停用Guest用戶，并且為授權(quán)用戶合理分配權(quán)限。

（4）開啟審核策略，記錄入侵。

（5）使用文件加密系統(tǒng)EFS，防止別人閱讀重要而敏感的數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)

隨著網(wǎng)絡技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡作為一種通信手段，在我們的生活中扮演著越來越重要的作用，而校園網(wǎng)，正是其中最具代表性的網(wǎng)絡平臺。但是相應的，網(wǎng)絡環(huán)境越變得越來越復雜。因此，我們需要對網(wǎng)絡建設的現(xiàn)狀進行分析，對影響網(wǎng)絡安全及可靠性的薄弱環(huán)節(jié)進行仔細的研究，然后制定出相應的優(yōu)化策略，使得校園網(wǎng)能夠在結(jié)構(gòu),可靠性,安全性方面符合我們的要求，為我們的學習工作帶來高效，可靠的幫助。

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