校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)流量管理研究

摘 ?要 ?校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)和維護(hù)校園網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵。當(dāng)前的校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀不理想，仍然存在不少問題，尤其是校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和流量控制領(lǐng)域還有待研究，文章就此提出了具體的對策建議。

關(guān)鍵詞 ?校園網(wǎng)絡(luò);關(guān)鍵技術(shù);網(wǎng)絡(luò);流量管理

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0037-02

1 ?校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

數(shù)字化校園成為當(dāng)下的時(shí)髦名詞。借助各類系統(tǒng)管理軟件和應(yīng)用軟件，利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信介質(zhì)和適宜的組網(wǎng)技術(shù)與協(xié)議，將校園內(nèi)計(jì)算機(jī)和各種終端設(shè)備有機(jī)地集成在一起，并用于教學(xué)、科研、學(xué)校管理、資源共享和遠(yuǎn)程教學(xué)等方面的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為校園網(wǎng)。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，校園網(wǎng)建設(shè)得到了快速推動，籌建校園網(wǎng)成為了各高校及中小學(xué)的“必修”課程之一，大部分學(xué)校都希望通過校園網(wǎng)的建設(shè)，增加硬件的投入，提高教學(xué)、科研和管理水平，改善辦學(xué)條件，提高辦學(xué)質(zhì)量。

現(xiàn)有的數(shù)字化校園在很多院校已經(jīng)開始普及，主要是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等對學(xué)校的科研、網(wǎng)絡(luò)輿情、教學(xué)管理、學(xué)生校園生活等有關(guān)的所有信息資源進(jìn)行“一網(wǎng)打盡”，實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化。通常所說的全面數(shù)字化，主要包括以下子系統(tǒng)的數(shù)字化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、VOD點(diǎn)播系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、數(shù)字化圖書館系統(tǒng)、校園服務(wù)一卡通系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、校園網(wǎng)無線調(diào)頻公共廣播及背景音樂系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、系統(tǒng)總集成、電子公告及信息查詢系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)建設(shè)、校園安保監(jiān)控系統(tǒng)、中心機(jī)房建設(shè)（含防雷、防靜電）、語音通訊系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的全面覆蓋，已經(jīng)將校園編織成一個(gè)面向社會的一個(gè)超越時(shí)空的虛擬校園。

2 ?校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題

在我國，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及較快，自90年代開始，逐漸有各個(gè)高等院校逐步建設(shè)自己的校園網(wǎng)，覆蓋了教學(xué)區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)、辦公區(qū)、宿舍區(qū)等職能區(qū)域，但校園網(wǎng)絡(luò)的簡單的硬件加軟件只是校園網(wǎng)建設(shè)的第一步，更重要的是實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)內(nèi)資源的統(tǒng)一管理。尤其是學(xué)生這樣一個(gè)充滿好奇的群體，總是對網(wǎng)絡(luò)充滿著迷，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充滿癡迷，但受到年齡、心理不成熟等各方面的原因，常會做出一些危害網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)營的行為。隨著校園網(wǎng)運(yùn)用領(lǐng)域和規(guī)模的日益擴(kuò)大，校園網(wǎng)絡(luò)的管理也成為了一個(gè)重大問題，當(dāng)前的校園網(wǎng)絡(luò)管理混亂、維護(hù)不及時(shí)、網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題層出不窮，主要表現(xiàn)在：

校園網(wǎng)絡(luò)的安全登入常出現(xiàn)問題，比如驗(yàn)證用戶身份安全有效賬號出現(xiàn)盜用，很多賬號被非法接入，有的被篡改MAC和IP地址，校園網(wǎng)絡(luò)用戶合法、安全地接入網(wǎng)絡(luò)無法得到保障。

整體上的校園網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配不合理，使用效率較為低下。校園網(wǎng)絡(luò)常出現(xiàn)擁塞，很多時(shí)候出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源過度的占用，用戶的接入時(shí)間較長和網(wǎng)絡(luò)帶寬鏈接出現(xiàn)中斷。

用戶的訪問權(quán)限受到很大的限制，主要是考慮為避免學(xué)生不受限制地隨意登入鏈接其他網(wǎng)站，有很多是不法網(wǎng)站，學(xué)生權(quán)益受到很大的侵害，同時(shí)也對校園網(wǎng)內(nèi)重要服務(wù)器造成很大的資源破壞，保障正常的教學(xué)和科研環(huán)境？

用戶的上網(wǎng)行為無法得到有效跟蹤，過程管理成為最大問題。很多非法用戶盜用校園網(wǎng)內(nèi)教師、學(xué)生的賬戶，實(shí)施惡意的犯罪行為或非法行為，校園網(wǎng)當(dāng)前的技術(shù)上還解決不了這個(gè)問題。

3 ?校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

1）校園網(wǎng)中的用戶接入控制技術(shù)。針對上文提到的校園網(wǎng)絡(luò)存在的幾大問題，要在技術(shù)上解決好，關(guān)鍵在于用戶接入控制技術(shù)上要打開突破口。校園網(wǎng)絡(luò)接入控制技術(shù)的關(guān)節(jié)點(diǎn)是綁定設(shè)備IP地址、用戶賬號與網(wǎng)絡(luò)接入端口、MAC地址、VLAN以及用戶終端的IP地址等硬件信息。這樣的綁定之后，可增強(qiáng)用戶認(rèn)證的安全性，用戶只能認(rèn)證上網(wǎng)而且要求使用特定的計(jì)算機(jī)，防止非法接入和賬號盜用。這一技術(shù)的突破，加強(qiáng)了身份認(rèn)證安全性，防止IP地址盜用和沖突，篡改MAC地址和IP地址的行為被有效地阻止。

控制用戶權(quán)限。接入權(quán)限是網(wǎng)絡(luò)安全的很重要一環(huán)，是接入網(wǎng)絡(luò)開展活動的大門，依靠接入控制技術(shù)可以有效控制用戶權(quán)限，有效控制上網(wǎng)帶寬客戶情況，限制用戶的同時(shí)在線人數(shù)，禁止使用共享代理服務(wù)器，防止個(gè)別用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的過度占用，防止用戶胡亂設(shè)置，有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。監(jiān)控用戶行為。接入控制技術(shù)的“黑名單”管理策略就是很好的例證，按照IP地址、MAC等跟蹤非法行為，將惡意猜測密碼的用戶監(jiān)控出來，通過接入管理技術(shù)將其識別并列入黑名單，還可以在線通知合法用戶其密碼受到盜用威脅，有效地監(jiān)督和防范盜用賬號密碼的行為。

由此可見，有效的解決在校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在的網(wǎng)絡(luò)擁塞、管理混亂、運(yùn)營困難等棘手問題需要校園網(wǎng)絡(luò)接入控制技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用可為校園網(wǎng)師生創(chuàng)造一個(gè)安全、穩(wěn)定、高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2）Proxy防范技術(shù)。校園網(wǎng)絡(luò)管理人員一個(gè)非常重視的問題是如何在校園網(wǎng)絡(luò)中組建可管理、可授權(quán)、可認(rèn)證、可運(yùn)營、可增值的寬待網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)絡(luò)中PROXY的應(yīng)用來源主要是在教師和學(xué)生宿舍區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。在宿舍中架起電腦，在網(wǎng)絡(luò)中沖浪、玩游戲等是許多青年教師、大學(xué)生的共同愛好?，F(xiàn)實(shí)情況下，802.lx的用戶認(rèn)證方式是當(dāng)前學(xué)校普遍采用的，要實(shí)現(xiàn)對要做到對學(xué)生端到端的管理，同時(shí)控制計(jì)費(fèi)及日志追蹤等，學(xué)校需要牽頭采用預(yù)付費(fèi)的方式。對于單個(gè)用戶的流量管理也無法展開……這樣的做好打破了原有的管理模式，給校園網(wǎng)絡(luò)推行802.lx認(rèn)證造成了極大的障礙;在許多已付費(fèi)的教師學(xué)生中制造不公平，有的甚至侵犯了的利益，出現(xiàn)亂用、濫用的問題無法核定，給廣大師生員工正常使用網(wǎng)絡(luò)帶來了麻煩。

4 ?校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)流量管理措施

1）在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的源端進(jìn)行流量預(yù)測控制。校園網(wǎng)絡(luò)中提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)器源就是常說的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的源端，其中VOD視頻點(diǎn)播服務(wù)器和FTP服務(wù)器容易產(chǎn)生異常網(wǎng)絡(luò)流量的服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)在很大程度上受到這兩個(gè)服務(wù)器高峰時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量的影響，成為較為主要的因素，因此，首先考慮對這兩種服務(wù)器進(jìn)行控制是對校園網(wǎng)絡(luò)源端流量預(yù)測控制的前提。endprint

對校園網(wǎng)絡(luò)源端流量預(yù)測控制這種流量控制方式目標(biāo)和效果直接，執(zhí)行起來也比較易于實(shí)現(xiàn)。但其作用有限，不能對網(wǎng)絡(luò)病毒、P2P的應(yīng)用、惡意攻擊等非正常的流量異常進(jìn)行控制。對服務(wù)器進(jìn)行流量預(yù)測控制方式方法比較多，比如關(guān)閉服務(wù)限速、可疑IP訪問、阻止校外IP訪問、關(guān)閉服務(wù)端口等。

2）在網(wǎng)絡(luò)的交換結(jié)點(diǎn)進(jìn)行流量預(yù)測控制。對網(wǎng)絡(luò)匯聚層分中心進(jìn)行控制關(guān)鍵在于對網(wǎng)絡(luò)中的交換結(jié)點(diǎn)進(jìn)行流量預(yù)測控制。校園網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)踐證明，青年教師學(xué)生宿舍一般是最容易出現(xiàn)流量異常的區(qū)域。對學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)分中心進(jìn)行流量預(yù)測控制又是這一環(huán)節(jié)的核心。在網(wǎng)絡(luò)的交換結(jié)點(diǎn)進(jìn)行流量預(yù)測控制常用的方式方法是通過網(wǎng)管主機(jī)與青年教師學(xué)生宿舍匯聚層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，使用專用軟件捕捉該設(shè)備上聯(lián)端口的實(shí)時(shí)流量，分析流量數(shù)據(jù)，依靠強(qiáng)大的流量預(yù)測模型，自動對產(chǎn)生流量最大的一個(gè)或幾個(gè)下聯(lián)端口進(jìn)行限速，尤其是在當(dāng)預(yù)測峰值報(bào)警時(shí)，通過聯(lián)動機(jī)制使設(shè)備發(fā)揮出重要作用。

3）在網(wǎng)絡(luò)出口處進(jìn)行流量預(yù)測控制。校園網(wǎng)絡(luò)出口的流量反映校園網(wǎng)整體的網(wǎng)絡(luò)性能，對它進(jìn)行流量預(yù)測控制最有代表性也最為直接。一個(gè)高校的校園網(wǎng)絡(luò)的出口包括教育網(wǎng)出口（Cernet）或電信出口（Internet），及時(shí)對網(wǎng)絡(luò)出口流量采取端口限速等措施。但是，這種控制是一種完全被動的模式，對于整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)的出口采取控制會對網(wǎng)絡(luò)整體性能帶來較大的影響，卻無法對異常流量產(chǎn)生的原因進(jìn)行控制。

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作者簡介

胡小迅（1957-），男，漢族，江西南昌人，職稱初級，單位：南昌市工業(yè)技術(shù)研究院，研究方向：科研。endprint