基于校园网络的优化设计 毕业设计

基于校园网络的优化设计毕业设计

摘要

校园网在学校中扮演的角色越来越重要，校园网络的安全性就是一个非常重要的环节。本文对校园网络现状的分析和安全需求的分析，找到校园网络中存在的安全问题。利用IP的合理分配提高网络的合理性，通过VLAN的划分各个小的教学和办公的局域网实现区域间的独立性，通过NAT技术实现对外网的访问，用ACl技术、防火墙技术和入侵检测技术来保证校园网的安全可靠性。通过各个技术的整合来创造一个更好的校园网络环境，促进学校的发展。

关键词：局域网交换技术 TCP/IP 网络安全

Abstract

Campus network in the school plays an increasingly important role, the security of campus network is a very important part. This paper analyzes the current situation and security needs of the campus network analysis, to find security problems exist in the campus network. Use a reasonable allocation of IP network to improve the rationality and achieve independence by dividing the region between each VLAN teaching and small office LAN, access to external network through NAT technology, using ACl technology, firewall technology and intrusion detection technology ensure the safety and reliability of the campus network. To create a better environment through the integration of the various campus network technology, promoting the development of the school.

Keywords: LAN;exchange technology;TCP/IP;network security

目录

摘要............................................................. II Abstract........................................................ III 第一章绪论. (1)

1.1 研究的目的和意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.3校园网络安全现状 (2)

1.4 校园网的安全需求 (2)

1.5校园网络面临的安全问题 (3)

1.6网络安全策略 (4)

第二章网络技术 (5)

2.1 IP规划 (5)

2.2 VLAN技术 (9)

2.3 NAT技术 (11)

2.4 ACL技术 (12)

2.5 防火墙技术 (17)

2.6 入侵检测技术 (18)

第三章校园网络的优化方案 (19)

3.1 IP规划 (19)

3.2 VLAN的应用 (21)

3.3 NAT技术 (22)

3.4 ACL技术 (23)

3.5 动态路由技术 (23)

3.6 链路聚合技术 (25)

3.7 DHCP技术 (28)

3.8 防火墙的设计 (29)

3.9入侵检测系统的设计 (32)

第四章结论 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

第一章绪论

1.1 研究的目的和意义

随着网络的高速发展，网络渗透到了我们日常学习、生活的方方面面。比如，各种层出不穷的社交软件需要我们真实的信息注册，各种购物网站账号的注册更需要我们的银行账户信息。在给我们的生活带来了极大的方便的同时，也增加了许多的网络安全问题。校园网的用户很多，网络安全问题要高度重视。本课题就是通过在校园网中配置ACL和防火墙实现对网络完全策略的应用，使校园网成为更安全的网络环境，给学生创造更好的学习生活的网络环境。

随着校园网的快速发展与网络应用的日新月异，学校对网络的依赖性越来越强，这对网络安全性和可运营性提出了新的要求。在运营方面，实现灵活运营，防止非法用户，以保证学校对校园网的投资回报，安全性管理方面，能够检测、预防病毒传染以及网络攻击，实现对网络的应用监控，保证学生使用的是健康上进的网络。特别是现在加强了对学校、网吧等场所的上网控制力度，对上网的时

间、浏览的内容进行严格的监控。

因为网络安全与防火墙、路由器关系密切，并且根据网络安全分析和业务需求的分析来决定全局的安全策略，所以我们要正确设置网络的安全策略，在安全和监控方面发挥最大的作用。

1.2 国内外研究现状

Acces Conttol List,控制访问起源于20世纪60年代，是一种重要的信息安全技术。所谓访问控制，就是通过某种途径显示地准许或限制访问能力及范围，从而限制对关键资源的访问，防止非法用户入侵或者合法用户的不慎操作造成破坏。网络中常说的ACL是CISCO IOS所提供的一种访问控制技术，初期仅在路由器上支持，近些年来已经扩展到三层交换机，部分最新的二层交换机如2950之类也开始开始提供ACL的支持。只不过支持的特性不是那么完善而已。在其他厂商的路由器或多层交换机上也提供类似的技术，不过名称和配置方法都可能有细微的差别。CISCO路由器中有两种常用的控制访问列表，一种是标访问列表，另一种是扩展访问列表。随着网络技术的发展和用户需求的变化，从IOS 12.0开始，CISCO路由器新增加了一种基于时间的访问控制。

防火墙的功能主要包含以下几个方面：访问控制，如应用ACL进行访问控

制；攻击防范，如防止SYN FLOOD等；NAT；VPN；路由；认证和加密; 日志记录; 支持网管等。此外为了保证可靠性，支持双机或多机热备份；为了满足日益增多的语音、视频等需求，对QoS特性的支持和对H.323、SIP 等多种应用协议的支持也必不可少。

为了满足多样化的组网需求，方便用户组网，同时也降低用户对其他专用设备的需求，减少用户建网成本，防火墙上也常常把其他网络技术结合进来，例如支持DHCP SERVER、DHCP RELAY；支持动态路由，如RIP 、OSPF等；支持拨号、PPPoE等特性；支持广域网口；支持透明模式(桥模式); 支持内容过滤(如URL过滤)、防病毒和IDS等功能。防火墙与其他安全设备或安全模块之间进行互动，已经成为新一代防火墙的发展趋势。

1.3校园网络安全现状

校园网就是在学校的范围内，利用符合学校自身的教育思想以及理论作为指导，以为学校教学、科研、管理等提供资源和信息交流为目的建立的计算机网络。当前，大部分的学校都建立了自己的校园网。那么，实现网络之间的资源共享、协同工作以及维护良好的校园网络安全的要求也变得越来越高。多数学校在校园网的构建过程中，对于校园网络的技术和运营意识存在着不足，很多都是重技术而轻安全、轻管理。使得校园网和其他网络一样存在着各种各样的网络安全方面呢的问题。

1.4 校园网的安全需求

校园网是一个计算机网络，包括个人PC、网络设备、服务器、软件、数据等。只有从系统的角度去分析这些环节在网络中的地位和作用，才能制定有效的可行的措施。也就是计算机网络安全应遵循整体安全性原则，根据规定的安全策略制定出合理的网络完全体系结构。如连接Internet时，解决网络层的安全性；校园网内部的安全问题，包括网段的划分以及vlan的实现；防止黑客对网络、主机、服务器等应用系统的入侵。一般来讲，网络信息系统应包括认证、访问控制、安全检测、攻击监控、加密通信、隐藏网络内部信息（如NAT）等安全机制。

根据校园网规模大、用户多的特点，对校园网的信息安全实施分级管理方案，其控制点分为三级安全管理。

第一级：中心级，主要实现内外网隔离；内外网用户的访问控制；内部网传输数据的备份和稽查。

第二级：区域级，主要实现内外网络的访问控制；区域间的访问控制；区域内部的安全审计。

第三级：终端/个人用户级，实现区域内部的访问控制；数据库及终端信息资源的安全保护。

1.5校园网络面临的安全问题

由于校园网属于典型园区局域网，具有具有互联性、共享性、开放性等网络特点，因此非常容易受到黑客入侵或其他的网络攻击行为的侵害，校园网面临的安全问题形势是非常严峻的。

1.5.1网络硬件安全问题

1)电磁泄露问题:校园网中的网络设备拥有大量的网络端口，传输线路、终端设备等，这些设备可能会因为屏蔽不严或者为屏蔽容易造成电磁泄露。

2)线路窃听问题:网络线路上传输了大量的数据信息，黑客或者其他不法分子，为了窃取某些数据信息，就会对传输线路进行监听，这是数据信息的安全性就会造成很大威胁。

3)非法终端问题:对于网络中正常使用的终端上如果有人再安装一个终端，当正常终端停止工作时，如果使用这个非法终端接入到网络当中，这是非法分子就会利用这个终端收集数据信息。

4)非法入侵问题:如果黑客或者非法分子利用传输介质进行非法入侵，比如利用技术从电话线路入侵网络，就会对校园网安全造成安全隐患，而且有的校园网的系统使用口令验证机制，如果口令丢失被窃，那么安全系统就作废了。

1.5.2 网络系统和软件问题

1)网络系统中使用的各种软件存在漏洞，很多软件在设计之初，并没有考虑到安全问题，也就是只注重使用性而忽视了安全性。因此这些软件漏洞也非常容易被黑客利用，造成信息泄露与安全威胁。

2)网络上的信息资源非常丰富，大量的信息资源可以轻易从网络上下载下来，但是这些资源有的己经被不法分子安装了病毒或者木马，一旦用户下载下来安装使用，就会使这些病毒或木马启动，从而感染用户计算机系统。

3)缺乏身份认证机制，校园网中上网人员复杂，而且人数众多，由于没有