校园网网络性能优化策略研究

冯昌成

摘 要 校园网是学校信息化办学必不可少的设施。其性能高低直接影响到校园网的使用效率。本文主要介绍了校园网性能优化的策略，意图为学校提供一个高效、稳定的校园网络。

关键词 校园网 网络性能 优化

中图分类号：TP271 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.06.018

Campus Network Performance Optimization Strategy

FENG Changcheng

（Guangzhou Pharmaceutical Vocational School， Guangzhou， Guangdong 510430）

Abstract Campus network is essential for school information school facilities. Its performance will directly affect the efficiency of the use of the campus network. This paper describes the campus network performance optimization strategy， intended to provide an efficient and stable campus network for schools.

Key words campus network; network performance; optimization

0 前言

在当今信息高速发展的时代，网络已经深入到生活的各个层面。同样，校园网作为学校信息化发展的一个产物，也早已融入到学校发展的各个层面。很多学校已经建成第二期或第三期的校园网，它们在办公、教学、信息交流等方面发挥着越来越重要的作用。

俗话说得好：“建网容易，管理难”。虽然校园网的规模上去了，但随着网络数据流显级数式的增长，接入数的大量增加，用户对网络响应的时效性不断增强等，都对校园网网络性能提出了越来越高的要求。

1 网络性能优化策略

1.1 交换机的连接方式设置

交换机是校园网系统中最常见的硬件设备之一，它用于设备间的网络连接。一般同一物理区域或同一功能区域内的接入设备都是通过交换机来进行连接。众所周知，交换机的端口数是有限的，远远达不到需接入的所有计算机数量。为了解决这一问题，需增加交换机的数量，将交换机按一定的连接方式进行连接以达到增加端口的目的。

交换机间的连接方式有二种，一种是级联，它是将多台交换机用级联端口进行连接，逻辑上是多台交换机。第二种是堆叠，它是将多台交换机用堆叠端口进行连接，逻辑上是一台交换机。级联方式中的每台交换机都是独立工作，交换机之间的数据交换是通过有限的级联端口来进行交换。而堆叠方式的每台交换机是彼此联系的，就像一台交换机的不同端口一样，它们共同使用背板总线和硬件地址表。所以，如果在同等条件下，堆叠方式的端口性能要比级联方式的高很多。比如，现有同一品牌同一型号的交换机3台（24口，端口理论带宽为100Mb/s），在理想的工作情况下，第一台交换机上的计算机要访问第三台交换上的计算机，它们在级联和堆叠的交换机上的访问数度分别约为：100/23/23/23 = 0.008Mb/s和100/（24€？1）=1.408Mb/s。

从成本的角度看，堆叠方式远要比级联方式的高。因此，在实际的网络规划中，应综合考虑，各取其长而合之，我们可以采取对级联的方式进行优化，以达到花较小的成本来改善网络的性能目的。以上面的假设为例，将第一台交换机更换为端口数较少，端口速率为1000Mb/s的交换机，此交换机只用于连接第二和第三台交换机，从而将原有的三级级联改为二级级联，在理想的工作情况下，两台接在第二或第三台交换机上的计算机访问数度约为：1000/23/23=1.89Mb/s。当然，这是理想的速度，实际的速度还跟交换机的背板带宽有很大的关系，因为采用级联方式的交换机的背板带宽一般都不高。但综合来说，这是一种比较实用的优化方式。

1.2 软件路由器的设置

网内广播数据包的传输量不断增大是造成校园网性能不高的原因之一。怎样减少这种现象的发生呢？我们都知道路由器其中的一个重要作用就是隔离网络中的广播数据包，在网络拓扑的关键位置有针对性的增设路由器可以很有效地提升网络的性能。但是硬件路由器的价格昂贵，基于成本和效益的考虑，不可能在网络结构中配置太多的硬件路由器。因此，可在稳定性要求较低、不需要全天运行的功能区域（比如，在学校的计算机房，语音室、电子阅览室）增设软件路由器。

软件路由器是指在操作系统上安装路由器软件或增加路由组件实现路由功能的计算机主机，它成本低、配置简单、扩充性强。在配置时，可选取一台性能和稳定性都比较好的台式机作为主体，大概的设置步骤为：（1）在主体机增加网卡的数量（一般网卡即可，如条件允许，可购买专业的软路由网卡）;（2）在主体机安装网络操作系统：比如 windows 2003、windows 2008、Linux等;（3）在主体机安装路由器软件（比如海蜘蛛、RouterOS、m0n0Wall等）或添加路由组件;（4）根据实际情况对路由软件进行配置。

因此，在经过上面步骤后，整个网络中多了软路由器，在一定程度上减少了广播数据包的数量，优化了网络的性能，获得了更高的经济效益。当然，软路由软件的操作是很灵活的，如果在特殊情况不需要打开路由功能时，可以随时将其关闭。

1.3 访问控制规则设置

设置访问控制规则主要用于提高校园网的安全性。在外网访问校园网时，只让校园网对外做必要的开放，禁止外网访问校园网的其余部分，就能在不影响正常应用的前提下，最大限度地屏蔽各种来自外部的网络攻击。一般来说，中等职业学校的校园网内可划分为如下的功能区域，比如：核心服务网、办公网、宿舍网、教学网、图书馆网等。并有区别地为各区域制定符合实际情况的访问控制策略，这样就可以有效限制冲突和减少无谓的广播，增加信息传达的针对性。如图1所示：

图1 访问控制策略

当然，在设置访问控制规则细则前要做好充分的调研，以防止对其做经常性的修改。这样不便于网管人员后期的维护。

1.4 Vlan性能优化设置

Vlan技术可以将物理网络和逻辑网络分开，实现在同一主干上同时传送多个逻辑网络的数据包。从而有效地减少网络风暴，提高网络的整体效率。但我们可能忽略了一点，就是它的实现是需要有带宽开销的。如果带宽占用太多，势必会造成反效果，给网络带来不利。

作为核心交换机，承载了大部份跨vlan的流量转发，如果在规划网络参数功能时比较准确和全面，那么应将交换机中的端口配置到尽量少的vlan中。从理论上尽量减少多vlan而产生的转发量。此外，这样还可以避免在转发数据时广播到其它无需运载的链路上。

生成树协议（STP：Spanning Tree Protocol）按照树的结构来构造网络拓扑，能够提供路径冗余，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。若在网络中有多条有效路径引起不正常的环路，比如：某些用户在有意或无意的情况下，会将个别信息点直接用跳线连接起来，造成交换机环路，这时会产生双向的广播环，甚至产生广播风暴，导致交换机资源耗尽而宕机。像这种意外造成环路现象时，由于接入层交换机数量多，分布广而散，网管人员很难进行排查。因此，在各接入交换机上启用STP协议，可有效防止此问题的发生，有利于提高网络的整体性能。

1.5 Web Cache的设置

Web cache提供了比将访问对象放在internet web服务器上更好的方法，它将需要频繁访问的web页面和对象存储到缓存中。一般来说，提供web cache服务的设备有二种，一是专门的web cache硬件设备，另一种是web cache服务器。专门的web cache设备要远比一台服务器的成本高，而且调试比较复杂。在规划校园网时，应详细分析校园网络应用的特点，根据学校的网络数据流量规律，合理安排服务器。通常在实际应用中，可在网络中心安装一台性能较好的服务器作为web cache server。这样，校园网内部用户再访问那些网站时，就可以从缓存里调用，既加快了用户的访问速度，又从很大程度上减轻了校园网主干链路的负荷。

无论采取哪一种方式部署web cache服务，都有助于优化网络的整体性能和节省宽带。而且如果选择了正确的缓存解决方案，它可以随着校园网络的增长而扩大，而无需进行昂贵且耗时的重建。

2 结束语

总之，上面讲述的五种方法都是改善校园网性能比较好的方法，具有较低成本、较高效率的共性。不过，网络性能优化是一项复杂而又繁琐的工作，它涉及面广、所需要的技术力量强，要确保校园网的稳定和高效，必须根据实际情况，不断地深入研究和探索。

参考文献

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