校园网络冗余机制的研究
摘 要 目前，我国校园网建设已经达到普及的程度，国内大部分高校基本上都建成了自己的高性能校园网络。由于学校人员密集，用户较多，校园宽带建设既要考虑与校园原有网络的互通，又要考虑网络访问质量以及校园网络的安全性。从对校园网的现状分析入手，详细分析了校园网的现状和采用的冗余技术。根据校园用户宽带的需求，采用以太网接入方式，即“光纤到楼道、五类线入户”方式，并使用有线网和无线网相结合的方式。校园网络采用三层的网络设计，用三层交换技术、VRRP和链路聚合技术保证核心层的冗余性和可靠性，在汇聚层和接入层采用VLAN、STP、OSPF技术，让网络的路由高效、管理方便和用户接入简单。本文从接入层的角度提出了端口隔离、广播/组播抑制、环路保护等安全机制和宽带认证客户端防代理功能，并对其研究和评估优化，保证网络安全畅通。本文从接入层的角度对校园网络冗余机制进行了研究和设计，提出评估优化实施的建议和计划。其中包括了网络前沿技术的综合，其应用适应性较强，对校园网络健壮性具有一定的参考价值。 摘 要 4
目 录
ABSTRACT 5
第1章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 本文的组织结构安排 1
第2章 校园网核心冗余技术 3
2.1核心层技术分析 3
2.1.1 三层交换技术 3
2.1.2 网关冗余VRRP备份技术 4
2.1.3 链路聚合技术 5
2.2 汇聚层和接入层核心技术分析 6
2.2.1 高效路由技术 6
2.2.2 生成树协议STP 7
2.2.3 虚拟局域网VLAN 8
2.3 本章小结 10
第3章 网络现状和改造目标 11
3.1网络现状 11
3.1.1有线宽带 11
3.1.2校园WLAN 11
3.1.3文献数据库 12
3.2网络改造目标 13
3.2.1有线宽带 13
3.2.2校园WLAN 13
3.3本章小结 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
第4章 改造方案 15
4.1校园网络拓扑 15
4.2路由策略 15
4.3系统安全策略 16
4.3.1 端口隔离 16
4.3.2广播/组播抑制 17
4.3.3端口安全 18
4.3.4环路保护 19
4.3.5 DHCP SNOOPING配置 19
4.4防代理策略 20
4.4.1封装技术 21
4.4.2 防NAT代理 21
4.4.3 防Proxy代理的原理 22
4.4.4防假冒Mac和IP 22
4.4.5 透NAT登录 23
4.5 结果 23
4.6本章小结 24
第5章 总结和展望 25
5.1总结 25
5.2展望 25
参考文献 27
附 录 34
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
随着Internet技术的发展，网络已经渗透到社会生活的各个面，并深入到人们的工作生活中，扮演着非常重要的角色。通过网络的互联，各个国家各个角落的人们不再陌生，交流变得日益密切。在各种类型网络中，校园网是网络发展的杰出代表，现在不仅仅是大学校园网，一般的中小学校也逐渐进入了网络化校园。随着相关技术的不断发展，近几年，校园网也得到了很快的发展，信息化网络在学校的教育和科研方面的作用越来越大。校园网的建设主要是为了学校的教学、管理、各种信息、应用及服务等，甚至完成办公网络化，学校师生学习和工作都要依靠校园网，信息交流和资源共享都离不开校园网，从而增强校园的网络化服务。
学校，尤其是高等学校，作为知识基地和人才基地，和网络的关系十分密切，许多网络新技术被发明出来，最早在校园网中进行实验，只有在校园网中获得成功，进而才推向社会的。在学校的基础建设项目的重点工程中，校园信息化建设就占有一席之地，而衡量一个学校教育教学信息化、现代化进行的好不好，就看校园网信息建设。校园网是顺应信息化潮流和社会发展的需要，也是顺应教育发展的需要。
在随着几年的信息化建设之后，中国的校园网已达到普及水平，大部分高校都建立了自己的高性能的校园网络。随着网络的广泛应用，以及网络新技术的不断出现。人们对网络的需求愈来愈高，而校园网不但是要带宽的大幅度提高，新的网络应用也随之层见叠出，新的网络问题也持续出现。
网络中的故障主要有两种，就是节点设备故障与连接故障。节点设备故障又分为硬件故障和软件故障。解决网络各层单点故障，降低网络故障的影响，提升校园网的健壮性，如在网络中网络冗余技术的使用，当一个节点发生故障时，或者线路故障时，网络故障的影响几乎让用户感受不到。网络不正常连接可能会出现在当设备、链路发生故障或必须维修和升级时，对网络系统采取冗余措施是必要的。学校的网络管理人员关心的是如何提高校园网的可靠性，则增强可靠性有效方法就是对网络系统进行冗余设计。
1.2 本文的组织结构安排
本文重点研究探讨了河海大学常州校区校园网的冗余机制，然后从校园网接入层角度提出评估优化建议，让校园网高速可靠的运行。本文共分为五章，各章节内容描述如下：
：绪论。主要介绍课题研究的背景和意义，同时给出了本文的组织结构安排。
：校园核心冗余技术。校园网是三层网络结构，包括核心层、汇聚层和接入层，详细描述了校园网各层核心冗余技术的应用和实现。
：网络现状和改造目标。研究分析了河海大学常州校区校园网的有线网、无线网和文献数据库。掌握学校网络运行状态，为研究方向确定范围，然后根据分析提出改造目标。
：校园网改造方案。通过前期的研究，查阅资料，结合当前网络前沿技术，提出系统安全策略、路由策略和防代理策略，对提出的建议进行优化研究分析。
：总结和展望。总结本课题的研究工作，并提出下一步的研究方向。
第2章 校园网核心冗余技术
目前，校园网的网络设计都是基于层次化的设计思想。即采用三层网络设计模型：核心层汇聚层接入层。
2.1核心层技术分析
核心层功能：主要是完成有线网络无线网络之间的优化传输，能够在网络的不同部分之间高效、快速地传输数据，和汇聚层间数据的会聚交换、管理和转发是通过核心层设备来完成的，所以校园网的中心枢纽是核心层，核心层故障将影响校园网中的全部用户。从设计角度来看，强大的交换能力是核心层必须有的，为了确保网络不会发生信息拥塞，强大的安全功能也是核心层必不可少的，才能保证整个校园网的正常运行，不会因为发生单点故障而被影响。
目 录
ABSTRACT 5
第1章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 本文的组织结构安排 1
第2章 校园网核心冗余技术 3
2.1核心层技术分析 3
2.1.1 三层交换技术 3
2.1.2 网关冗余VRRP备份技术 4
2.1.3 链路聚合技术 5
2.2 汇聚层和接入层核心技术分析 6
2.2.1 高效路由技术 6
2.2.2 生成树协议STP 7
2.2.3 虚拟局域网VLAN 8
2.3 本章小结 10
第3章 网络现状和改造目标 11
3.1网络现状 11
3.1.1有线宽带 11
3.1.2校园WLAN 11
3.1.3文献数据库 12
3.2网络改造目标 13
3.2.1有线宽带 13
3.2.2校园WLAN 13
3.3本章小结 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
第4章 改造方案 15
4.1校园网络拓扑 15
4.2路由策略 15
4.3系统安全策略 16
4.3.1 端口隔离 16
4.3.2广播/组播抑制 17
4.3.3端口安全 18
4.3.4环路保护 19
4.3.5 DHCP SNOOPING配置 19
4.4防代理策略 20
4.4.1封装技术 21
4.4.2 防NAT代理 21
4.4.3 防Proxy代理的原理 22
4.4.4防假冒Mac和IP 22
4.4.5 透NAT登录 23
4.5 结果 23
4.6本章小结 24
第5章 总结和展望 25
5.1总结 25
5.2展望 25
参考文献 27
附 录 34
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
随着Internet技术的发展，网络已经渗透到社会生活的各个面，并深入到人们的工作生活中，扮演着非常重要的角色。通过网络的互联，各个国家各个角落的人们不再陌生，交流变得日益密切。在各种类型网络中，校园网是网络发展的杰出代表，现在不仅仅是大学校园网，一般的中小学校也逐渐进入了网络化校园。随着相关技术的不断发展，近几年，校园网也得到了很快的发展，信息化网络在学校的教育和科研方面的作用越来越大。校园网的建设主要是为了学校的教学、管理、各种信息、应用及服务等，甚至完成办公网络化，学校师生学习和工作都要依靠校园网，信息交流和资源共享都离不开校园网，从而增强校园的网络化服务。
学校，尤其是高等学校，作为知识基地和人才基地，和网络的关系十分密切，许多网络新技术被发明出来，最早在校园网中进行实验，只有在校园网中获得成功，进而才推向社会的。在学校的基础建设项目的重点工程中，校园信息化建设就占有一席之地，而衡量一个学校教育教学信息化、现代化进行的好不好，就看校园网信息建设。校园网是顺应信息化潮流和社会发展的需要，也是顺应教育发展的需要。
在随着几年的信息化建设之后，中国的校园网已达到普及水平，大部分高校都建立了自己的高性能的校园网络。随着网络的广泛应用，以及网络新技术的不断出现。人们对网络的需求愈来愈高，而校园网不但是要带宽的大幅度提高，新的网络应用也随之层见叠出，新的网络问题也持续出现。
网络中的故障主要有两种，就是节点设备故障与连接故障。节点设备故障又分为硬件故障和软件故障。解决网络各层单点故障，降低网络故障的影响，提升校园网的健壮性，如在网络中网络冗余技术的使用，当一个节点发生故障时，或者线路故障时，网络故障的影响几乎让用户感受不到。网络不正常连接可能会出现在当设备、链路发生故障或必须维修和升级时，对网络系统采取冗余措施是必要的。学校的网络管理人员关心的是如何提高校园网的可靠性，则增强可靠性有效方法就是对网络系统进行冗余设计。
1.2 本文的组织结构安排
本文重点研究探讨了河海大学常州校区校园网的冗余机制，然后从校园网接入层角度提出评估优化建议，让校园网高速可靠的运行。本文共分为五章，各章节内容描述如下：
：绪论。主要介绍课题研究的背景和意义，同时给出了本文的组织结构安排。
：校园核心冗余技术。校园网是三层网络结构，包括核心层、汇聚层和接入层，详细描述了校园网各层核心冗余技术的应用和实现。
：网络现状和改造目标。研究分析了河海大学常州校区校园网的有线网、无线网和文献数据库。掌握学校网络运行状态，为研究方向确定范围，然后根据分析提出改造目标。
：校园网改造方案。通过前期的研究，查阅资料，结合当前网络前沿技术，提出系统安全策略、路由策略和防代理策略，对提出的建议进行优化研究分析。
：总结和展望。总结本课题的研究工作，并提出下一步的研究方向。
第2章 校园网核心冗余技术
目前，校园网的网络设计都是基于层次化的设计思想。即采用三层网络设计模型：核心层汇聚层接入层。
2.1核心层技术分析
核心层功能：主要是完成有线网络无线网络之间的优化传输，能够在网络的不同部分之间高效、快速地传输数据，和汇聚层间数据的会聚交换、管理和转发是通过核心层设备来完成的，所以校园网的中心枢纽是核心层，核心层故障将影响校园网中的全部用户。从设计角度来看，强大的交换能力是核心层必须有的，为了确保网络不会发生信息拥塞，强大的安全功能也是核心层必不可少的，才能保证整个校园网的正常运行，不会因为发生单点故障而被影响。
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