的网段的数据，并检查 每个数据帧的目的网卡地址，以决定是否将该帧送往网络的其他部分。网桥对帧操作且完 全不必考虑帧的内容，但网桥的操作既需要硬件也需要软件。 路由器 路由器工作在网络层，通常比中继器网桥和交换机复杂，路由器是对分组包而不 是对帧进行操作的。路由器连接具有相同通信架构的网络，但这些网络的低层架构可能不 同，它是从物理上和逻辑上对网络进行分割的，而且常常可以用来替代网桥或交换机。 网关 网关又称又称为协议转换器或网间连接器，它工作在协议的传输层或更高层， 是互联网设备中最为复杂的设备，用于互联不用体系结构的网络。 校园网技术新发展 校园网技术随着时代的进步而不断发展。虚拟局域网己经发展成为交换式 方案的必不可少部分之。用交换机取代部门路由器和介质访问设备如集线器 的速度在不断增大。随着每个端口的以太网和令牌环网的交换机价格下降，越来越多的学 校和组织倾向于给每个用户分配个单独的交换端口，以便获得更高的带宽。虽然 解决了在二层交换机上划分广播域的问题，但虚拟局域网之间的通信仍需要借助速度较慢 的传统路由器。此时，三层交换技术融交换技术和路由技术为体应运而生，给人们带来 了高速交换解决方案，并使路由器退出局域网技术领域。 虚拟局域网技术 什么是 技术目前仍是未标准化的不开放的技术，各个厂商提供的解决方案有 定的差异。体现在的概念上也是各有不同见解。但是个比较通用的能被大家 接受的定义是认为等同于个广播域。具体而言，可以看作是包含组端 站点的逻辑局域网，这些端站点可位于不同的物理网段中，但它们不受物理位置的限制而 互相通信，就好像它们在同个物理中样。 实现要解决的关键问题 定义成员的以进步分析包含网络类型信息的协议首部。 正因为这关键性的区别，使得交换机和路由器在网络设计中所担任的角色也大不相同。 传统的二层交换机主要区别使网络通信双方节点在通信时能够获得专有的连接，从而 享有真正的全部带宽，这对于共享式以太网而言无疑是个大飞跃。二层交换机也可用于 划分子网。但是，基于二层交换机的所有子网在遇到数据包广播时便显得毫无意义。因为 对于二层交换机来讲，与其所有端口相连的节点，无论是单的工作站还是子网，都共享 个广播域。当发送节点发送了个广播包后，该包就会扩散到所有与交换机端口相连的 子网中，而不管该子网是个子网还是个子网。显然，将个广 播包发送到子网中是不合理的。这也会影响整个网络的性能。二层交换机的这种广 播控制缺陷是由其对以太网帧的处理能力所决定的，因为二层交换机只能识别地 址，不能识别数据包中的网络地址信息，因而它对于区分不同类型的子网是无能为力的。 在网络设计中，路由器主要用来完成交换机所缺乏的有效子网划分和广播控制功能。 在通过路由器连接的两个子网中，子网间的广播包不会互相扩散。网间的正常通信可通过 路由器的路由来实现。 虚拟局域网解决了在二层交换机上划分广播域的问题，可以替代路由器的限 制广播的功能。但之间的通信仍需借助路由器。由于传统路由器的路由寻址功能 是通过软件实现，该软件运行于有固定内存的之上，虽然和存储器的速度越来 越快，但仍赶不上网络流量增加的速度。随着用户对网络性能网络延迟和网络带宽需求 的不断增加，尤其随着以太网和及的兴起，传统路由器的处理速度越 来越成为提高网络性能的瓶颈。与路由器相比，由于二层交换机采用 芯片来处理包转发，因而其处理速度是非常快的。 交换技术和路由技术在当今的网络设计中都是核心技术，但两者各有优缺点，而网络 需求又在不断增长。在这种情况下，人们自然会考虑能不能将交换机的高速性能和路由 器的控制功能结合起来。第三层交换技术便在这种想法的基础上产生出来。 第三层交换技术实现要点 第三层交换是个模型，它将第二层交换机和第三层路由器两者的优势结合成个灵 活的解决方案，可在各个层次提供线速性能的数据转发。这种集成化的结构 还引进了策略管理属性，它不仅使第二层与第三层相互关联起来，而且还提供流 量优先权处理安全性处理以及多种其他的灵活功能，如中继虚拟网和内部企业网的动 态部署。 第三层交换机的组成如图所示。 图第三层交换机的组成 图列出了第三层交换机的组成部分。接口层包含了所有重要的局域网接口 以太网以太网和。交换层集成了多种局域网接口并辅之以策略 管理，同时还提供中继和标签机制。路由层提供主要的路由协议 和，并通过策略管理提供逐包式或直通式的第三层转发技术。策略管理和行政 管理使网络管理员能根据企业上的特定需求调整网络，从而给他们带来配置和管理上的方 便与灵活。 将个传统的路由模块加入到交换机中并不是真正的第三层交换。这是因为，在这种 情况下，流量控制路由寻址等功能虽然也可以实现，但传统路由的高延迟依然存在。所 以，实现真正的第三层交换，关键在于要改变传统路由器处理包转发技术，也就是要实现 线速路由。 线速路由就是要使路由速度转发路由分组的速度达到传输线上的数据传输速度，消 除路由瓶颈。考虑网和网，在网络中主要有四种流量类型在进行传输第二层交 换纯交换帧第三层路由纯路由分组第三层路由纯路由分组以及同 时进行的第二层交换与第三层路由交换帧和路由分组的混合流量类型。第二层 交换机只可以实现纯交换帧的线速转发，第三层交换机的优势在于可以实现剩下三种流量 类型的线速转发当然它也可以实现纯交换帧的线速转发。传统路由器虽然可以转发各种 路由分组，但其延迟较高，转发速度达不到线速。 三层交换机的通信过程 三层交换机的通信过程如图所示。 图三层交换机通信过程 如图，假设和以前通信过，中间的交换机如支持第三层交换的话，它便会把 和的地址及它们的地址记录下来。当其他站点如要与和通信时， 发出寻址包，询问或的地址对应的地址是什么，针对发出的寻址 包，第三层交换机会不假思索的送个回复包给，告诉它或的地址，以后 当然就会用或的地址直接与其通信。 因为通信的双方完全没有通过路由器这样的第三者，所以哪怕或属于不同 的子网，它们之间均可直接知道对方的地址。更重要的是，第三层交换机并没有像 普通二层交换机那样把广播包扩散到与之相连的所有端口，由于第三层交换机能看懂第三 层信息如地址寻址包等，因此第三层交换机便能洞悉广播包的目的地址， 而在尚未把它扩散出去的情形下，满足了发出广播包的机器的需要，而不必在乎它们在任 何子网里。 第章需求分析 组网背景 二十世纪是信息化时代，办公自动化网络化信息化已成为种必备条件。作为 基础教学与科研基地的学校自然会走在所有行业的最前列，全国各大中小学校都在积 极建设和完善校园计算机网络。校园网已成为各学校必备的重要信息基础设施，其规模和 应用水平己成为衡量学校教学与科研综合实力的个重要标志。 网络工程建设规划 为了适应全国和省市州教育科研计算机网络的发展，加强校内外信息的交流，满足校 区广大师生的需求，充分利用网络资源为全校教学科研和管理服务，校区网络中心拟提 出如下建设计划 整个校区网络结构以网络中心为核心，构成星型结构 主干采用千兆路由技术，所有节点交换到桌面 考虑师生并发上网的问题，配置功能强大的代理服务系统 配置功能齐全方便实用的网络管理平台。 校园网技术新发展 为了便于网络管理和网络扩展，节省用户投资，在充分考虑建设原则满足应用需要 和适应网络技术发展趋势等方面后，所以选择了，原因如下 以低廉的价格提供高带宽。千兆以太网提供倍与快速以太网的性能，而价格远 远低于其倍。 良好的兼容性和管理的简单性。 能保证服务质量。目前公认，合理组织的千兆以太网不需要考虑管理。 支持千兆以太网多层交换的交换机。 综上所述，本方案主要选择千兆以太网技术来构建用户的需求，对二层节点和桌面微 机的接入也采用快速以太网，建立个基于多层全交换的虚拟园区网络。采用 主干，光纤到各主要信息点，交换到桌面，逐步形成以网络中心大楼为中心辐射 其它楼宇的校园网。 摘要 校园网络可分为校园网络中心，教学子网，办公子网，图书馆子网，宿舍区子网等。 业务网和管理网需要分开，所以建成后校园网能提供多个网段的划分以及隔离，并能做到 灵活改变配置，适应教学环境的变化和调整。本文研究采用业界流的骨干级交换机交叉 背板交换，分布式二三四层处理，无阻塞交换架构,保证全网全线速接入用户 桌面，在本系统中，服务器可选择接入，骨干 交换机提供线速三层交换,接入层交换机线速二层交换保证全网无阻塞性能，支持 上联模块，能够根据业务流量的需要采用功能，网管简单，可选管理。 本文还将着重讨论校园网络的安全性问题，指出校园网安全问题的重要性，威胁校园网络 安全的因素，通过对校园网络系统所存在的安全问题和网络安全管理现状的分析，并在老 师的指导下，能够提出利用防火墙路由器交换机服务器等网络设施系统软件，构建 个具有多层次安全功能的校园网安全模型，同时采用三层交换技术可有效防止盗用， 提高网络安全性。 关键词校园网三层交换网络安全 目录 摘要 目录 第章绪论 校园网需求分析 系统规划 方案特点 网络安全问题 第章组网技术 网络组件 交换机 网桥 路由器 网关 校园网技术新发展 虚拟局域网技术 第三层交换技术 第章需求分析 组网背景 网络工程建设规划 校园网技术新发展 系统总体目标 方案设计原则 第章系统总体设计 自顶向下的设计思想 分层次的设计 网络层次结构 网络的三层结构 层次性网络设计的指导原则 局域网技术选型 以千兆网作校园网主干 交换式以太网 局域网结构分析 三层结构在校园网中的应用 第三层交换概述 紧缩模式 全网状模式