提高校园网网速的主要策略研究
摘要：在教育信息化建设速度不断加快的新形势下，校园网已经在众多的高等院校以及中小学校园中得到普及，而校园网网速的快慢直接关系到学校教职工的工作效率高低以及学生的学习效果。在这种形势下，提高校园网网速势在必行。该文从不同的角度提出了提高校园网网速的主要策略，希望能够有利于提高校园网网速。
关键词：校园网；网速；主要策略
中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1009-3044（2012）29-6909-02
如何提高校园网网速的主要策略研究，既有利于广大教职工及学生方便快捷地访问所需的信息资源，又能够保证广大校园网用户及时有效地将个人相关信息资源快速地在互联网上发布，实现资源共享。因此，研究提高校园网网速的主要策略其意义重大而深远。接下来，本文将从不同的角度来提出提高校园网网速的主要策略。
1 排除计算机病毒的威胁，解除安全隐患
自计算机诞生的第一天起，计算机病毒就跟随其后，始终是一个非常棘手的问题，如果不能够排除计算机病毒的威胁，那么，整个计算机网络系统就有瘫痪的可能。在校园网中，用户量大，而且存在着较强的开放性，因此，许多蠕虫病毒就可能持续地对校园网内的其他计算机发送病毒。另外，计算机病毒也会随机选择文档附加在通讯簿上的邮件随地址发送出去，这就会产生大量的垃圾邮件被群发，造成计算机病毒泛滥的严重问题，而部分垃圾邮件在被阻止之后也会成批地退回来堆在服务器上，从而导致校园网发生严重拥塞的问题，导致校园网的网速大幅度下降。在这种情况下，校园网管理员应该采取打补丁、关闭端口、及时升级杀毒软件等一系列的行之有效的途径来切实保护好校园网的安全。
与此同时，校园网用户可以采用学校网络中心提供的网络版杀毒软件，将其安装在用户的计算机上，相对于单机版杀毒软件来说，网络版杀毒软件能够实现集中监控和强制杀毒的重要功能。在安装网络版杀毒软件之后，校园网网管人员就能够在核心机房的监控设备上将用户计算机上的病毒情况及时准确地监测到，从而有针对性地采取科学有效的防止途径。
另外，大型的校园网络还必须采取更加高效可靠的校园网安全解决方案，才能有效地应对病毒和黑客的攻击，最大限度地降低校园网的经济损失。而传统校园网络的安全措施主要是通过进行防火墙部署、入侵检测系统安装、杀毒软件的使用及设置交换机或路由器的访问控制列表等等一系列方式来防御计算机病毒以及黑客的攻击，然而传统的校园网络安全措施很难及时有效的解决大型校园网络的安全问题。在校园网络已经成为高等院校及中小学进行正常教学科研工作关键组成部分的新时代，现代校园网络一定要配备一整套从用户接入控制，病毒报文识别到主动抑制的较为健全完善的校园网安全控制措施，从而切实科学有效的保证校园网络的稳定、高速和安全运行。
2 解决网络端口的瓶颈问题，并且保证校园网的硬件设备互相匹配
在校园网中，一些重要端口的带宽大小会直接影响到整个校园网的传输速度。具体来说，路由器的广域网端口、服务器网卡和集线器端口等一系列端口都在一定情况下会变成校园网络的出口瓶颈。在校园网网速下降的情况下，为了提高校园网的网速，校园网管理员应该在网络使用的高峰时段，通过网管软件来对不同网络端口的数据流量进行及时查看，与此同时，管理员应该通过Netstat命令来对各个网络端口的数据流量进行统计，从而找出校园网络数据流通瓶颈的准确位置，以便对其增加带宽。例如，校园网管理员可以更换服务器的100M网卡更换为1000M，或安装多网卡、划分多个虚拟网络和改变路由器配置来增加带宽等，通过以上这些途径，都能够切实有效地解决校园网网速变慢的问题，能够最大限度地提高数据传输速度，保证校园网的正常运行，不影响正常的教学科研工作。
在校园网建设和校园网管理中，如果有至少两个相连设备的端口速率和双工通信设置不一致，就会导致校园网性能不升反降。在这样的故障发生时，会出现在传输速率允许情况下拷贝文件的速度远低于正常标准的现象。对于这种故障，只有通过相关的校园网测试仪器才能发现。在进行校园网组建连接设备之初或更换校园网设备时，应该充分考虑需要连接的设备端口速率和双工通信设置，以保证设备互相匹配，这样才不会导致故障的发生。
3 合理设计校园网拓扑结构，避免不必要的回路产生
通常情况下，对于比较简单的网络，网络中的节点数非常少、结构非常简单，一般是不会出现回路问题所导致的网络阻塞。然而，对于一些结构较为复杂的校园网络，时常会出现一些多余的备用线路，一旦不小心将其随意进行连接，就会导致回路产生，就会出现校园网络时通时断的问题，并且导致核心服务器CPU使用率大幅度提高，校园网络中的核心交换机出现工作异常，整个校园网络会处于瘫痪状态。在这种情况下，校园网络管理员会进行一番细致的检查和维护，最终找到网络故障点。在校园网的日常维护中发现，校园网速度慢大多都是因为网络环路所导致校园网阻塞造成的。结合笔者在工作中进行校园网络故障排除的实际经验，发现在校园网中主要有下面几种情况而导致网络回路的产生：
第一种情况：办公室或机房工作人员不小心直接将一条网线的两端插在同一台集线器或交换机的两个端口上，从而导致校园网络在该位置产生环路。那么这一节点就会持续地发送广播包，这些广播包如果未被有效的拦截，就会导致校园网络上其他节点的回应，从而产生广播包持续扩散，出现连锁反应，整个校园网的所有节点都发送因环路而产生的广播包，核心交换机和服务器出口阻塞，将导致整个校园网络瘫痪。
第二种情况：工作人员不熟悉整个校园网络的拓扑结构或不小心将两根连接到上一级交换机的网线连接到了下一级的集线器或者交换机上，这就会导致校园网产生环路，从而会降低整个校园网的网速。
第三种情况：在同一间办公室或机房随着计算机的增多，相应的就会增加连接的交换机，倘若这些交换机之间的端口连接不正确，就很有可能会出现回路，从而导致校园网络网速降低，在严重的情况下，会产生广播风暴，造成校园网大面积瘫痪的不良局面。
结合上面导致校园网络环路的具体情况，我们发现，在校园网络内部，因为某个办公室、机房或院系的局部网络形成环路后，相关的广播报文将沿着校园网络环路无休止地循环传播，导致校园网络中广播风暴的产生，服务器和核心设备CPU的使用率大幅度提高，用户访问校园网络就会出现时断时续的现象或完全不能访问。为了防止这种情况的发生，在进行网线铺设前，网络管理员必须做好校园网络拓扑结构设计，形成良好的校园网络规划设计习惯。线路要打上标签，对于存在着备用线路的地方一定要进行适当的标记。一旦出现与网络回路相关的故障，就应该通过区域分段逐步排除的方法来快速定位故障部位，及时排除故障，保证校园网的正常运转。
4 合理采用VLAN（虚拟局域网）技术
虚拟局域网技术已经在校园网络中得到广泛应用，为校园网正常运转提供了重要的基础。虚拟局域网（VLAN，即为Virtual Local Area Network），是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。通过虚拟局域网，用户可以非常方便地在校园网络中移动和进行宽带网络的组建，不需要改变任何硬件和连接线路。
当一个物理网络中的设备达到一定数量后，网络中的广播冲突就会增加而降低网络的使用效率，合理的划分子网便是有效提高网络使用率的一个方法。具体来说，进行虚拟局域网的划分具有以下优点：第一，控制校园网络中的广播风暴；第二，增加校园网络的安全性；第三，简化网络管理，提高网络性能；第四，相比传统的校园网布局，虚拟局域网技术更加灵活。
基于交换机的虚拟局域网能够为校园网在一定程度上解决冲突域、广播域、带宽及管理问题。结合校园网的实际应用需求和现有网络设备的特点，利用VTPdomain、Trunk等手段实现基于虚拟局域网技术的逻辑网络，并利用VTP裁剪生成树协议等设置对校园网做进一步的性能优化。
虚拟局域网的划分可以根据网络用户的位置、作用或者用户所使用的应用程序和协议来进行分组。限制冲突和无谓的广播是必须要解决的问题，通常情况下，每个广播域的节点数不应超过254。因为网络中运行的某些特殊应用软件要依赖于广播来实现，所以，实际划分中还要根据某个范围内网络应用与通信流量的特点来缩小这个数目。如在学校的一些机房使用了多媒体教学管理软件，这种软件要利用广播在校园网中来实现数据传输，对于这些机房，必须划分为各自独立的虚拟局域网，才可以保证它们不会互相干扰，保证软件的正常运行。
虚拟局域网的良好性能提高了校园网的访问速度，然而，虚拟局域网的实现是需要有带宽开销的，特别是作为核心交换机，承载了大部分虚拟局域网的流量。虚拟局域网跨接的情况在校园网中不是很多，大部分交换机没有必要将本地端口配置到多个虚拟局域网中，因此，很多流量不必经过核心交换机广播到无需运载它们的链路上。生成树协议（STP， Spanning Tree Protocol）能够提供路径冗余，如果在校园网络中存在着多条有效路径引起不正常的环路，通过使用生成树协议，就能够保证两个终端中只有一条有效路径。接入层交换机分布于校园的各个单位，范围广位置复杂，如果被意外构成环形连接，对网络性能会有很大影响且难于排查。所以，适当在虚拟局域网中启用生成树协议，有利于提高网络性能。
5 进行流量限制，避免通信数据过大造成校园网拥塞的问题
校园网网速变慢的原因还有一个因素是数据通信量过大，造成校园网拥塞。校园网网速变慢的现象一般表现为打开网页较慢或下载速度很慢。在校园网网速变慢的情况下，对于是否是由于通信数据过大造成校园网拥塞进行检测的方法可以用 Ping 命令，即先 Ping 一下路由器IP，再 Ping 一个外网计算机的 IP，通过分别查看返回值的状态来判断与外网通信是否正常。如果 Ping路由器时，检测到连接时间正常；而 Ping 外网 IP 时，连接时间较长，并伴有偶而掉包现象，可以怀疑校园网拥塞，这时可以再 Ping另一个或几个外网 IP 进行确认；如果还是不正常，排除 ISP 方因素外，可以判断为通信数据过大造成校园网拥塞了。校园网拥塞的一般解决办法为：在防火墙或路由器中通过设置对 IP 做流量限制，即设定各个（各段）IP 的最大上行和下载带宽。
6 结束语
综上所述，在计算机网络技术飞速发展的新形势下，校园网的应用会变得比以往更加广泛和多样化，也会出现一系列新的问题，比如校园网网速变慢的问题、校园网网络安全问题等等。在今后的工作中，校园网管理人员还需要不断努力探索提高校园网网速的主要方法，在搭建、管理校园网的过程中必须具备高度的责任心，高度重视每一个细节，做到细心、耐心，并且在校园网网速变慢的情况下能够始终坚持“先硬件后软件、先易后难”的原则，逐一排除校园网故障，切实提高校园网网速，最终使校园网的运行更加稳定高效和安全，更好地为高等院校、中小学的教学科研工作提供切实有效的服务。
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