201422190407-殷德洲-VLAN、VLSM和CIDR技術在校園網中的應用

1、申報編號：計劃編號：密級：學生科研立項申 請 書項 目 名 稱 VLAN、VLSM和CIDR技術在校園網中的應用 項 目 負 責 人 負責人所在系別 指 導 老 師 聯(lián) 系 電 話 填 報 日 期 一、基本情況研究項目名 稱VLAN、VLSM和CIDR技術在校園網中的應用研究類型A.基礎研究 B.應用研究 C.實驗研究B所屬學科計算機科學與技術申請經費起止年月 項目負責人基本情況姓 名性 別出生年月系 別專 業(yè)班 級簡歷：包括學習成績狀況、主要學術愛好，參加的學術組織及擔任的職務；從事學術及科研活動的主要經歷；主要學術及科研成果（包括已出版、獲獎的成果，參加的科學課外活動相關情況）。學習成績可

2、以，對于感興趣的問題特別喜歡鉆研，動手能力比較強，對網絡路由交換方面的技術特別感興趣。在課余喜歡彈鋼琴，以前參加過小制作競賽。項目參與人情況序號姓名出生年月學術愛好系別班級項目中的分工簽名123研究內容和意義摘要（不超過260字）VLAN(Virtual Local Area Network，可變長子網掩碼)是為了解決以太網的廣播問題和安全性而提出的一種協(xié)議，使用VLAN技術可以確保網絡的安全性，提高了網路管理效率和控制網絡上的廣播風暴；VLSM(Variable Length Subnet Mask， 可變長子網掩碼)可以把子網進一步劃分，使用VLSM 可以高效分配IP 地址從而減少地址資源

3、浪費，同時使網絡劃分更加靈活、合理、便于管理和維護；CIDR(Classless Inter-Domain Routing，無類別域間路由)大大縮減了路由器的路由表大小，提高路由效率，同時也解決了困擾傳統(tǒng)IP尋址方法的地址不夠和浪費兩方面問題。二、選項依據(jù)本項目研究的實際和理論意義、你所了解的國內外同類研究工作的現(xiàn)狀，并列出主要參考文獻。一、 本項目研究的實際和理論意義作為高校信息化建設的基礎設施，校園網絡化不僅推動了教育思想和教學手段的改革，而且通過先進的計算機技術和網絡技術，構建了一個全方位的數(shù)字空間，為大學校園提供了豐富的信息載體，實現(xiàn)了校園內信息資源的數(shù)字化和共享。但是，隨著各高校網絡

4、規(guī)模的急劇擴大，校園網在提高管理效率、促進教學科研發(fā)展、方便校園生活的同時，各種問題也層出不窮。因此，如何加強校園網絡安全保障的能力，提高網絡性能已成為高校網絡建設過程中面臨的焦點問題。而VLAN、VLSM 和CIDR技術的有效結合不僅可以提高網絡運行的性能和效率，而且有利于網絡的安全和管理，同時還能節(jié)約日趨匱乏的IP地址，提高路由器的路由效率，充分發(fā)揮整個網絡的性能。二、 已了解的本課題國內外研究現(xiàn)狀VLAN得到了廣泛的應用，這主要是因為使用VLAN可以使網絡更靈活的支持不同的網絡環(huán)境，而且不受地理位置的限制。假設一所大學的一幢建筑內有兩個LAN：LAN student和 LAN teach

5、er 。后來這所大學迅速發(fā)展，已有3幢建筑。但是IT部門現(xiàn)在希望所有的學生計算機應用相同的安全設置以及帶寬控制。建立的LAN然后將每個部門連接到一起？當然不是這樣的。較好的做法是，根據(jù)這些人使用的資源將他們分組，而不考慮他們的地理位置，這樣就能較為容易地管理特定的安全需求和帶寬需求。這所大學需要的解決方案是使用就是VLAN的技術。通過使用VLAN，可以根據(jù)職能、部門或項目小組對交換網絡進行邏輯分組，對特定的用戶組實施各種訪問策略和安全策略，例如：可以讓教師訪問教務管理系統(tǒng)，但是禁止學生訪問這些服務器。還可以使用VLAN組織跨地域的網絡，以支持教師職員在家辦公。如今CIDR基本上已經取代了上一代

6、的IP地址規(guī)則（有類網絡）。通過CIDR，可以實現(xiàn)超網劃分，同時對于一個大型的校園網絡，各路由器的路由表條目將縮減很多，從而減少了路由更新所需的帶寬，加快查表速度。同時VLAN的應用解決了有類網絡不夠靈活的問題，也緩解了當今IP緊缺的壓力，節(jié)約IP地址空間。三、 主要參考文獻1 Todd Lammle CCNA學習指南（第六版）電子工業(yè)出版社，20092 Jeff Doyle Jennifer Carroll TCP/IP路由技術（第一卷）（第二版）人民郵電出版社，20113 Rick Graziani Allan Johnson 思科網絡技術學院教程系列，2008 4 常恩翔 劉洪芳 A C

7、omparison between CIDR and VLSM，20085 李志民. 淺析無類別域間路由選擇CIDR 科教文匯(上旬刊)，20086 蔡建新. 網絡工程概論M 清華大學出版社，20027 陸魁軍. 基于Cisco路由器和交換機M.清華大學出版社,20078 張恒杰,曹雋. 計算機網絡工程M.大連理工大學出版社,20069 陳衛(wèi)榮 Cisco VLAN技術應用與實現(xiàn) 計算機與現(xiàn)代化，20082 三、研究基礎1、進行本項目研究已有的準備，主要儀器設備，尚缺的儀器設備及解決途徑。前期準備：已經了解學校一些部門的地理位置以及各部門主機的數(shù)量。在網上查閱并收集了有關VLAN技術的原理和劃

8、分技術的資料，了解了VLSM和CIDR的由來和發(fā)展，以及支持VLSM和CIDR的路由協(xié)議，例如：RIPV2、EIGRP、OSPF、BGP等，以及這些路由協(xié)議的配置方法。同時也查閱了有關CISIO路由交換技術的中外文獻和教材，并在電腦上做過一些簡單的模擬仿真實驗。現(xiàn)在網絡工程實驗室正在進行最后的部署，完工后即可進行真機實驗。并且有一些問題需要請教老師并和同學討論，再結合自學的思科網絡技術學院的教程中的內容，學習到和掌握了相關理論基礎知識以及路由器，交換機的基本配置方法。用PacketTracer5.3模擬實驗環(huán)境，并用VISIO做出項目完成圖。2、與本項目有關的研究基礎工作。 首先要掌握學校各系

9、或各部門的情況。其次，了解并熟悉掌握VLSM和CIDR以及VLAN實施的理論依據(jù)以及他們的詳細的配置命令。學會基本的無類路由協(xié)議（RIPV2、EIGRP、OSPF等）的原理和配置的方法，掌握路由交換技術的原理和過程，路由器、交換機、三層交換機以及無線AP等網絡設備的架設、配置以及后期維護。了解學校每個系或部門的主機數(shù)量及其對網絡的不同需求，掌握校園網絡的基礎架設原理，掌握符合學校網絡結構的拓撲的結構。四、研究方案、成果形式本項目研究內容（重點、難點、擬解決的關鍵問題）、預期目標、主要指標；成果形式（論文、研究報告、實物產品、工藝程序等）一、 本項目研究內容 本項目的重點就是VLAN,VLSM以

10、及CIDR技術的綜合使用。根據(jù)VLAN的定義和技術規(guī)范，VLAN不是由獨享的物理設備和物理鏈路搭建的物理子網或網段，VLAN與實實在在的物理子網的本質區(qū)別在于，VLAN之間要共享物理設備和物理鏈路，因此，VLAN間就會通過所共享的設備和鏈路相互影響。VLAN是通過將一個物理拓撲中的兩個或多個節(jié)點通過邏輯組合而形成的，要想實現(xiàn)這種邏輯的組合就必須使用支持VLAN的交換設備，但真正提供VLAN功能的是這些設備內部的軟件。也就是說，VLAN所構造的子網(廣播域)是軟件實現(xiàn)的，而不是由網絡拓撲所決定的。網絡拓撲僅對由軟件所建立的VLAN有所限制。同一交換機上的不同VLAN要共享交換機、要爭奪交換機的C

11、PU和背板資源。難點就是要盡量減少相互影響的范圍、降低相互影響的程度。而有類地址的劃分方法帶來了兩個問題，最大一個問題就是這些類別無法體現(xiàn)顧客的需求。A類地址實在過大，以至浪費了大部分空間。另一方面，C類網絡對大多數(shù)組織來說實在太小，這意味著大多數(shù)組織會請求B類地址，但又沒有足夠的B類地址可以滿足需求。這樣就限制了要求的子網數(shù)上的主機數(shù)，VLSM技術對高效分配IP地址(較少浪費)以及減少路由表大小都起到非常重要的作用。但是需要注意的是使用VLSM時，所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它。二、 預期目標、主要指標最終實現(xiàn)學校不同部門的IP地址合理分配，每個部門劃分到相應的VLAN中，使校園內部的網絡劃分更加合理，組網靈活，功能可靠，管理方便。并且利用無類路由協(xié)議減少路由器的路由條目，減少對帶寬和CPU的占用，加快查表速度?？傊褂肰LAN、VLSM和CIDR技術能為校園網建設內部網絡的子網化提供高效合理的