浅谈高校宿舍网络的优化与管理

黄晓选 尹琳

摘要：该文结合某高校宿舍网络建设的实际情况，通过与运营商共建WLAN，利用VLAN划分和DHCP管理对宿舍网络进行优化，解决网络用户需求增加的问题。

关键词：网络优化；WLAN ；VLAN；DHCP

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-5852-03

Optimization and Management of University Dormitory Network

HUAMG Xiao-xuan，YIN Lin

（Yantai Nanshan University， Yantai 265713， China）

Abstract： In this paper， the authors combined with the actual situation of network construction in a college dormitory， through building the WLAN with the Operators and using VLAN and DHCP to optimizing the dormitory network， solved the problem of user demand increases.

Key words： network optimization； WLAN ； VLAN； DHCP

随着校园信息化建设逐步的向智慧校园发展，网络作为校园信息化基础建设的一部分，其地位越来越重要，随着智能手机、平板电脑等智能终端的普及，高校网络用户尤其是无线网用户呈现快速增长的态势，特别是宿舍、教室等区域用户密集接入，网络的可用性和稳定性受到了严峻考验。

本文以宿舍网为例，给出了某高校网络的优化方案，通过重新规划以满足用户增长的需要。

1 宿舍网络优化的必要性

随着电子产品的普及，学校的开放式机房、电子阅览室的访问率呈下降趋势，作为接受和应用新技术的主要群体，大学生几乎人手一部智能手机，甚至拥有多台移动智能设备，他们对网络的需求量逐年提升，驱动着高校网络的快速发展，学校必须建立完善的校园网才能更加快捷地为学生提供各种服务。以学生选课为例，其模式主要分为两种，一种是分散式需要延长选课周期，二是集中式需要大量的硬件资源，无论是哪种形式，一个好的宿舍网络都会起到很好的辅助作用，只要具备了网络接入条件，就不再受到时间或者硬件资源方面的约束，大大地减轻了学校机房的压力。

此外，对于很多学生除了教室在宿舍呆得时间最长，大家下课后各奔东西，很少再有其他接触，宿舍就变成一个重要的社交场所，如果将所有时间都浪费在娱乐社交上显然不可取，假如遇到一些短暂的空闲时间，与其浪费在娱乐或是去自修室的路上，不如在宿舍中更加合理的利用起来，若是阅读书本上的知识，其效果相对自修室显然大大折扣，如果是利用这段时间通过网络查阅一些书本上没有记载的知识，这些时间就可以很好的利用起来，此刻宿舍网的优劣就显得尤为重要。

2 网络建设现状

以某宿舍楼为例，该宿舍楼共6层，每层楼20个房间，每两个房间共用一个书房，每个书房仅有2个有线网络接口，每层楼走廊中布置10个ap，通过增益天线进行延伸到两边的宿舍，每个宿舍6人，高峰期ap最多同时接入12个用户。

3 存在的问题

该宿舍无线网络由运营商独立建设，按照上述分布基本可以满足用户接入的需要，但仍然存在不足之处：

1）为避免ap之间产生信号干扰，除了采用蜂窝式设计，需要适当地调低ap的功率，因此部分区域尤其是书房的信号较弱。

2） 高峰期用户访问网络速率低，视频用户抢占大量带宽导致无线网络不稳定，游戏用户不能正常使用。

3） 部分节点可以连接上但无法正常上网。

4） 学生使用无线网络必须经过外网认证，不能直接访问校园网资源。

5） 有线网络接口少，宿舍内需单独增加接入设备。

6） 用户量增加，采用静态IP地址分配冲突严重，采用动态IP地址分配受到用户接入设备干扰严重。

4 优化方案

本方案从无线网络访问校园网、提高用户的承载能力等几个方面针对性的解决问题。

4.1与运营商共建WLAN

高校建设无线网络的模式，从近几年的建设经验看，主要有高校自建和电信运营商共建两种。与运营商合作建设无线网络，大大节省了校方投资，这对于在信息化建设方面资金紧张的高校来说，无疑是一个较好的选择。

该宿舍运营商已经建立了WLAN网络，如学校再自建WLAN，重复性投资不仅造成资源浪费，楼内的无线设备布置太多也会产生干扰影响正常通讯。通过将现有的AP设置SSID1和SSID2两个SSID来进行区分，每个SSID对应不同的VLAN。接入SSID1的用户可以访问运营商网络，数据到达无线接入控制点经运营商网络传输到运营商汇聚交换机，再经运营商认证系统后可访问互联网；接入SSID2的用户可以访问校园网，数据经运营商汇聚交换机到达校方汇聚交换机可访问校园网，同时通过校方计费和管理系统后可访问互联网，实现对用户的计费和行为管理。

4.2宿舍网络规划

以无线网络为主，相对于有线校园网络，无线技术“自由”、“灵活”的特点在校园网应用中体现的淋漓尽致。无线校园网一方面为师生们带来了更人性化、更灵活高效的工作、教学和学习体验；另一方面也迎合了教育信息化的发展趋势，持续推动了校园文化迈向更深一步的变革。目前，无线校园网已成为提升教学环境质量、提高教育信息资源利用率、增加教学方法灵活性的重要方式，其优势如下：

1） 信号覆盖全面

2） 扩展灵活，成本较低

3） 维护方便，管理高效

无线网络由于自身的技术特点和局限性，覆盖范围的缺陷在设计之初很难被发现，这就需要在网络投入使用后进行网络优化和盲点补充，校园网的有线网络在这方面就可以起到积极的作用。

我们首先要改进有线网络的承载能力，为了方便管理我们需要用到VLAN来划分网络，VLAN可以有效地限制网络上的广播，合理地划分VLAN可以减小ARP攻击的影响范围，VLAN划分一般分为按照端口划分、按照MAC地址划分、按照网络层划分、按照IP组播划分等几种方式，由于宿舍用户数量较多且有部分流动性用户，故采用基于端口的划分方式。

根据上述的宿舍结构，每层楼有线网络接口数量20个，最多用户数120人，为了方便故障诊断，将一栋楼的网络划分为6个vlan，主要采用动态IP地址分配方式，每栋楼采用3个48电口智能交换机作为接入层设备，设备之间利用千兆光口级联，每24个电口划分到一个VLAN，负责一个楼层的接入，多余的电口可留用做其他用途。

以H3C汇聚交换机为例，进行VLAN的设置如下：

[A]vlan 1271 // 以27#楼为例

[A-vlan1271]interface vlan 1271

[A-Vlan-interface1271]ip address 10.27.1.1 255.255.255.0

[A-Vlan-interface1271]quit

[A] dhcp server forbidden-ip 10.27.1.1 10.27.1.122

//全局模式下设置保留的静态IP

[A] dhcp server ip-pool 1271

[A-dhcp-1271]network 10.27.1.0 mask 255.255.255.0

[A-dhcp-1271]gateway-list 10.27.1.1

[A-dhcp-1271]dns-list 202.102.128.68 202.102.134.68

[A-dhcp-1271]expired day 7 //调整地址租约

//设置DHCP服务器

[A-dhcp-1271]quit

[A]vlan 1272

[A-vlan1272]interface vlan 1272

[A-Vlan-interface1272]ip address 10.27.2.1 255.255.255.0

……

[A-Vlan-interface1276]quit

[A]interface GigabitEthernet 4/1/1 //下联端口

[A-GigabitEthernet4/1/1] port link-type trunk

[A-GigabitEthernet4/1/1]port trunk permit vlan 2271 to 2276

[A-GigabitEthernet4/1/1] quit

尽管动态IP分配方式可以有效的解决IP地址冲突以及用户手动配置困难等问题，但部分用户因为特殊需要，例如建立FTP服务器等原因，习惯设置静态IP地址，这样仍然会造成地址冲突，使得DHCP服务器分配的IP地址失效，因此需要将部分IP保留，一方面解决这部分用户的需求，另一方面可以适当降低用户受DHCP故障影响的风险。为了防止地址滥用，我们将这些IP地址按宿舍进行划分，每个宿舍IP可以设置为10.楼号.楼层号.（房间号-1）*6+2至房间号*6+2，网关地址设置为10.楼号.楼层.1，掩码设置为255.255.255.0，同时在DHCP服务器中将这些地址进行排除，避免分配给动态IP的用户。

此外，由于用户比较密集且很多用户携带移动设备，流动性比较大，为防止IP地址被大量占用导致分配失败，同时考虑服务器的压力问题，将DHCP租约的时间修改为一周。

4.3屏蔽非法DHCP服务器

由于宿舍内有线网络可以随意的接入网络设备，会出现很多非法的DHCP服务器，尽管VLAN可以有效隔离，但是同一VLAN仍有很多用户会受到影响。非法 DHCP 防御的方法主要有三种，第一种方法我们可以在交换机上通过 DHCP Snooping 设置来屏蔽掉非法的 DHCP 服务器，第二种方法我们可以采用“域”的方式对非法 DHCP 服务器进行过滤，第三种方法我们可以查出非法 DHCP 服务器然后加以处理。

根据该宿舍网络的特点，使用dhcp-snooping可以有效的屏蔽非法DHCP服务，由于DHCP服务设置在汇聚交换机中，仅将上联端口设置为信任端口即可达到屏蔽的效果：

[27#]dhcp-snooping

[27#]interface GigabitEthernet 1/1/1 //上联端口

[27#-GigabitEthernet1/1/1]dhcp-snooping trust

5 结束语

宿舍网络优化只是校园信息化建设的一部分，但是其地位非常重要，一个好的宿舍网，不仅可以为学生提供方便快捷的优质服务，更大程度上可以缓解学校硬件资源方面的压力和减低维护成本。以上措施可以解决部分问题，随着用户的变化和技术的发展会产生一些新的问题，网络规划和管理需要从校园网的实际情况着手，用一些新的技术和管理手段来提高网络的安全性和稳定性。

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