高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及幾點(diǎn)問(wèn)題的思考

摘 要：本文討論了江西師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心網(wǎng)絡(luò)工程改造項(xiàng)目方案的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。在整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施過(guò)程中，本人有幸參與了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并組織參與了整個(gè)項(xiàng)目的從設(shè)備選型、到工程建設(shè)實(shí)施等所有工作。該工程是在原有機(jī)房局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上升級(jí)改建，將原本分散的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室重新匯聚，采用單核心的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的服務(wù)等，與校園網(wǎng)和其他部門(mén)單位實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，實(shí)現(xiàn)了相互間信息的共享。本工程項(xiàng)目基本完工后就投入運(yùn)行，順利通過(guò)相關(guān)測(cè)試，得到了領(lǐng)導(dǎo)和師生的一致好評(píng)。最后針對(duì)本項(xiàng)目的一些規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中實(shí)行了相應(yīng)的安全策略，提出了在先進(jìn)性，開(kāi)放性等方面的改進(jìn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：高校；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)；交換機(jī)；高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類(lèi)號(hào)：TP308

2013年3月至10月，作為江西師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用中心的一名技術(shù)主管，我有幸參與了本部門(mén)網(wǎng)絡(luò)二次建設(shè)方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)，從整個(gè)項(xiàng)目了硬件選型，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工程建設(shè)，且承擔(dān)了該網(wǎng)絡(luò)后期的運(yùn)維工作。本部門(mén)原有一個(gè)10個(gè)信息點(diǎn)的局域網(wǎng)（1300臺(tái)電腦）以及部門(mén)辦公需求、服務(wù)器應(yīng)用全部做到統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理。該網(wǎng)絡(luò)工程主要是針對(duì)各個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)無(wú)法統(tǒng)一管理、單獨(dú)的部門(mén)無(wú)法開(kāi)展大型的考試需求進(jìn)行的。其建設(shè)的目標(biāo)是在原校園網(wǎng)管理各個(gè)機(jī)房局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上升級(jí)改造，讓獨(dú)立的機(jī)房能夠互通、并在此基礎(chǔ)上現(xiàn)實(shí)實(shí)名認(rèn)證，能最大限度的保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，集成原有的業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，建立內(nèi)部考試系統(tǒng)，作業(yè)收發(fā)系統(tǒng)，并在與校園網(wǎng)連接上互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)相互間信息共享。

1 需求分析

根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)與行政辦公基本情況的了解，網(wǎng)絡(luò)在江西師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用中心日常教學(xué)辦公環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用，實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作模式會(huì)帶來(lái)大量動(dòng)態(tài)的www應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸，相應(yīng)的考試與教學(xué)需求會(huì)有相當(dāng)一部分應(yīng)用的主服務(wù)器有高速接入網(wǎng)絡(luò)的需求（目前為100/1000Mbps，今后可會(huì)更高）。這就要求網(wǎng)絡(luò)有足夠的主干帶寬和擴(kuò)展能力。同時(shí)，一些新的應(yīng)用類(lèi)型，如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、視頻直播、教師備課、多媒體教學(xué)、廣播等，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了支持多點(diǎn)廣播和寬帶高速接入的要求。

除上述考慮外，還要注意到由于邏輯上行政辦公網(wǎng)和實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)必須分開(kāi)，所以建成后應(yīng)能提供多個(gè)網(wǎng)段的劃分和隔離，并能做到靈活改變配置，以適應(yīng)未來(lái)教學(xué)辦公環(huán)境的調(diào)整和變化，及未來(lái)需要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)教學(xué)辦公的要求。按目前通常的考慮，建議數(shù)據(jù)信息點(diǎn)的接入實(shí)驗(yàn)室以交換100/1000Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口接入為主，行政辦公信息點(diǎn)以10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口接入為主，以供帶寬需求較高用戶(hù)或應(yīng)用使用。

江西師范大學(xué)新校區(qū)現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用中心現(xiàn)有計(jì)算機(jī)1300余臺(tái)，另在建設(shè)中云機(jī)房360臺(tái)，分別分布于3樓（建設(shè)中）、4樓360臺(tái)、5樓320臺(tái)、6樓2區(qū)200臺(tái)、6樓3區(qū)400臺(tái)。整個(gè)方案設(shè)計(jì)的目的是建設(shè)一個(gè)集數(shù)據(jù)傳輸和備份、多媒體應(yīng)用、語(yǔ)音傳輸、大規(guī)?？荚嚨膽?yīng)用和Internet訪(fǎng)問(wèn)等于一體的高可靠、高性能的寬帶多媒體校園網(wǎng)。

2 技術(shù)分析及實(shí)現(xiàn)過(guò)程

根據(jù)需求分析繪制以下網(wǎng)絡(luò)TOP圖：

在匯聚交換機(jī)劃分3個(gè)VLAN，VLAN10用于機(jī)房上網(wǎng)（端口g0/2-g0/17），VLAN11用于行政辦公（g0/18-g0/19），VLAN12（g0/20-g0/24）服務(wù)器放置。在三層交換VLAN上配置SVI接口，使用ip routing來(lái)達(dá)到各個(gè)VLAN之間能相互訪(fǎng)問(wèn)，即機(jī)房?jī)?nèi)部電腦能直接訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器。

3 實(shí)際問(wèn)題分析及解決

2013年10月網(wǎng)絡(luò)全線(xiàn)貫通，但問(wèn)題也隨之而來(lái)。網(wǎng)絡(luò)ARP問(wèn)題、交換機(jī)經(jīng)常癱瘓、機(jī)房服務(wù)器經(jīng)常會(huì)不停的在獲取IP地址。

（1）網(wǎng)絡(luò)ARP問(wèn)題與DHCP欺騙：網(wǎng)絡(luò)遭受ARP攻擊，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常掉線(xiàn)。經(jīng)過(guò)分析后交換機(jī)企業(yè)上啟用DHCP-Snooping和ARP-Protect來(lái)防止下面的用戶(hù)私設(shè)DHCP與ARP攻擊；

（2）交換機(jī)經(jīng)常癱瘓：在使用中交換機(jī)會(huì)在某個(gè)集中上網(wǎng)的時(shí)候癱瘓掉。根據(jù)實(shí)際情況分析，因大量的學(xué)生上機(jī)通過(guò)某一個(gè)端口出去，該端口因流量過(guò)大死掉。在匯聚交換機(jī)上做QOS端口限速來(lái)保證每個(gè)端口在控制一定的帶寬內(nèi)，不至于堵塞導(dǎo)致整個(gè)匯聚交換死機(jī)；

（3）服務(wù)器不停得獲取IP地址：在機(jī)房服務(wù)器上服務(wù)器間隔幾秒就會(huì)獲取一次IP地址，根據(jù)問(wèn)題分析，在配置交換機(jī)DHCP的時(shí)候?qū)⒚頻ease寫(xiě)成lease 0 0，即只要一斷開(kāi)就自動(dòng)獲取地址，將lease命令改成lease 8 0，即8天獲取一次IP地址，問(wèn)題得到解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架完成，并且中心機(jī)房管理平臺(tái)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)重大事故，工作有序開(kāi)展，部門(mén)網(wǎng)絡(luò)與管理系統(tǒng)監(jiān)控正常運(yùn)行，使機(jī)房建設(shè)與管理水平達(dá)到了新的高度。但網(wǎng)絡(luò)中還存在很多問(wèn)題需要解決，如限制NAT轉(zhuǎn)換數(shù)量、限制DNS轉(zhuǎn)換記錄的超時(shí)時(shí)間、TCP、UDP連接轉(zhuǎn)換記錄的超時(shí)時(shí)間等，從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。后期需要建立完善的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)集中備份，為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的存儲(chǔ)控制管理，從而防止物理?yè)p壞，以及部分邏輯損壞，保護(hù)好重要的數(shù)據(jù)資源。安裝上網(wǎng)行為監(jiān)控，做到規(guī)范上網(wǎng)行為，使網(wǎng)絡(luò)資源合理利用。實(shí)現(xiàn)核心交換機(jī)的雙機(jī)熱備份，維持核心網(wǎng)絡(luò)層安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，最大限度的降低網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：徐尚青（1987.01-），男，江西九江人，黨員，本科雙學(xué)歷雙學(xué)位，網(wǎng)絡(luò)工程師，助理實(shí)驗(yàn)師；曾大軍（1975-），男，江西吉安人，教師，講師，碩士研究生。

作者單位：江西師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用中心，南昌 330022；江西省吉安師范學(xué)校，江西吉安 343000