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        基于VLAN 技術(shù)的局域網(wǎng)優(yōu)化

        2021-01-06 05:29:20武漢陳銘師郭小玲滿建文呂冀周
        網(wǎng)絡(luò)安全和信息化 2020年12期
        關(guān)鍵詞:總公司公用局域網(wǎng)

        ■ 武漢 陳銘師 郭小玲 滿建文 呂冀周

        編者按:VLAN 作為一項重要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它解決了用交換機(jī)式LAN 無法限制廣播、通信中商業(yè)機(jī)密泄露、網(wǎng)絡(luò)單元連接靈活管理等問題。本文提出一個大型局域網(wǎng)方案,結(jié)合VLAN 技術(shù),對局域網(wǎng)優(yōu)化提供借鑒。

        本文設(shè)計一個大型企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),對局域網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計,并模擬仿真。小型局域網(wǎng)建設(shè)亦可以參照相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化設(shè)計,便于后期企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大之后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)升級。過程中,不斷進(jìn)行優(yōu)化,融合考慮了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率和網(wǎng)絡(luò)安全等多方面因素。通過應(yīng)用VLAN 技術(shù),減少對軟硬件設(shè)備的依賴,實現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)域的邏輯隔離,對局域網(wǎng)優(yōu)化提供良好的借鑒。

        網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)?/h2>

        如圖1 所示,該結(jié)構(gòu)基于一個大型企業(yè)自建局域網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計。該結(jié)構(gòu)可作為一個企業(yè)整體獨(dú)立建網(wǎng)方案。亦適用于分公司通過互聯(lián)網(wǎng)上聯(lián)總公司,下接地區(qū)辦事處的地區(qū)接入局域網(wǎng)方案。該方案有如下特點(diǎn):

        1.多個子公司,可以是遍布各個省份,也可以是省內(nèi)各個城市。

        2.總公司含有多棟建筑,或包含單一業(yè)務(wù),或包含多部門業(yè)務(wù)。

        3.組織結(jié)構(gòu)扁平化設(shè)計,各業(yè)務(wù)部門設(shè)置精細(xì)化。

        4.各業(yè)務(wù)部門有獨(dú)立業(yè)務(wù)系統(tǒng),邏輯上進(jìn)行隔離。

        5.分公司結(jié)構(gòu)相似于總公司,同一部門上下有互聯(lián)需求。

        6.不 同部門之間通過郵件或者FTP 服務(wù)器進(jìn)行日常辦公交流。

        7.配備大量的自助服務(wù)機(jī)或臨時接入終端等,便于其訪問互聯(lián)網(wǎng)。

        該結(jié)構(gòu)設(shè)計將業(yè)務(wù)系統(tǒng),即服務(wù)器區(qū),整體布局在總公司,便于信息安全管理??紤]到子公司日常辦公存在臨時交流,可在其相應(yīng)增加本地服務(wù)器,其設(shè)計和配置參考總公司即可。

        圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

        IP 地址規(guī)劃及VLAN 劃分

        1.IP 地址規(guī)劃

        除了良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計之外,還需要對IP 地址進(jìn)行規(guī)劃,便于后續(xù)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容、調(diào)整及訪問控制策略的配置等。

        (1)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用三段私網(wǎng)地址:10.0.0.0/8;172.16.0.0/12;192.168.0.0/16。

        (2)對IP 地址規(guī)劃采用先功能類別、再業(yè)務(wù)部分原則進(jìn)行區(qū)分,功能類別指VPN及互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)辦公、臨時(無線)網(wǎng)絡(luò)接入。

        (3)不同業(yè)務(wù)部門采用不同的IP 地址段,網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備和公用服務(wù)器使用某一獨(dú)立地址段。

        2.VLAN 劃分原則

        (1)VLAN 按照部門劃分,采用基于IP 地址劃分和基于端口劃分相結(jié)合。

        (2)每個VLAN 暫定為一個地址段,總公司和分公司共用,采用VTP(VLAN Trunking Protocol)進(jìn)行配置。

        如表1 所示,外網(wǎng)和臨時(無線)接入采用DHCP 動態(tài)獲取IP 地址的方式,便于地址的收回,通過NAT 進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換,只訪問有限的內(nèi)網(wǎng)區(qū)域。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和公用服務(wù)器共用172.16.0.0/24的地址段,其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和部分公用服務(wù)器端口采用Trunk 模式,而將各個業(yè)務(wù)服務(wù)器劃分到對應(yīng)的VLAN。每個部門劃分一個VLAN,如果接入設(shè)備太多,可以再細(xì)分限制廣播域。VLAN 之間互不通信,但是都能訪問公用服務(wù)器區(qū)。

        3.主要設(shè)備的具體配置

        (1)邊界路由器

        邊界路由器配置NAT地址池和轉(zhuǎn)換入口和出口,實現(xiàn)內(nèi)部局域網(wǎng)訪問Internet,并隔離網(wǎng)絡(luò):

        (2)總公司核心交換機(jī)

        對總公司核心交換機(jī)進(jìn)行VTP 配置,并劃分基于IP地址劃分VLAN:

        對總公司核心交換機(jī)進(jìn) 行ACL(Access Control List)配置,主要基于IP 進(jìn)行訪問策略配置,可適當(dāng)結(jié)合MAC-ACL 進(jìn)行強(qiáng)制管控,下面以VLAN 10 為例,其他VLAN 配置類似:

        (3)分公司核心交換機(jī)及匯聚交換機(jī)

        對分公司核心交換機(jī)進(jìn)行VTP 配置,并將端口模式轉(zhuǎn)換成Trunk,其他與總公司直連的交換機(jī)配置類似:

        (4)邊界路由器

        接入(無線)路由器配置NAT 地址池和轉(zhuǎn)換入口和出口,實現(xiàn)臨時訪問內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)(Internet),并隔離網(wǎng)絡(luò):

        通過在模擬器上進(jìn)行配置,實現(xiàn)了大型局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的連通測試。各個VLAN 能夠Ping 通外網(wǎng)(Internet)和公用服務(wù)器,VLAN 之間不能互相Ping 通,只通過公用服務(wù)器實現(xiàn)日常辦公流轉(zhuǎn)。總公司和分公司通過VTP 實現(xiàn)VLAN 一致管理,同一個VLAN 內(nèi)的計算機(jī)終端能夠互相Ping 通??赏ㄟ^臨時路由(無線路由器)接入公司內(nèi)網(wǎng),并能Ping 通公用服務(wù)器和外網(wǎng)(Internet)。

        5)服務(wù)器區(qū)交換機(jī)

        對連接到服務(wù)器區(qū)交換機(jī)采用STP 生成樹配置,提供鏈路冗余,結(jié)合VLAN 技術(shù)進(jìn)行負(fù)載均衡。亦可以采用鏈路聚合技術(shù),提供更高的帶寬,提升用戶對服務(wù)器區(qū)的訪問速度:

        4.網(wǎng)絡(luò)測試結(jié)果

        通過在模擬器上進(jìn)行配置,實現(xiàn)了大型局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的連通測試。各個VLAN 能夠Ping 通外網(wǎng)(Internet)和公用服務(wù)器,VLAN 之間不能互相Ping 通,只通過公用服務(wù)器實現(xiàn)日常辦公流轉(zhuǎn)??偣竞头止就ㄟ^VTP 實現(xiàn)VLAN 一致管理,同一個VLAN 內(nèi)的計算機(jī)終端能夠互相Ping 通。可通過臨時路由(無線路由器)接入公司內(nèi)網(wǎng),并能Ping 通公用服務(wù)器和外網(wǎng)(Internet)。

        優(yōu)化策略

        1.網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT),是通過將局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為公用地址,達(dá)到對外隱匿內(nèi)部的IP 地址,使得整個局域網(wǎng)只需要一個外網(wǎng)IP地址就可以連接Internet,優(yōu)點(diǎn)是從外部網(wǎng)絡(luò)無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而降低了局域網(wǎng)絡(luò)受到攻擊的風(fēng)險。

        2.通過VLAN 劃分個業(yè)務(wù)區(qū)域地址段,減少不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流,避免出現(xiàn)廣播風(fēng)暴,增加信息通信效率。隔離不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)區(qū)域,避免非相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與終端交互,導(dǎo)致信息泄露。

        3.建立DHCP 服務(wù)器用以分發(fā)網(wǎng)絡(luò)IP 地址,采用自動獲取的方式進(jìn)行設(shè)置,便于網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過服務(wù)器驗證IP 地址與其他參數(shù)配置,同時降低網(wǎng)絡(luò)資源占用。局域網(wǎng)內(nèi)及特殊設(shè)備采用靜態(tài)IP 地址設(shè)置,使其不受租約限制,便于實時數(shù)據(jù)交互,和用戶管理。

        4.基于端口進(jìn)行VLAN劃分,減少終端配置,便于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,設(shè)備增減。通過遠(yuǎn)程端口配置實現(xiàn)設(shè)備和終端管理,降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本,便于遠(yuǎn)程維護(hù)。

        5.通過STP(Spanning-Tree Protocol)二層的鏈路管理協(xié)議提供鏈路冗余的同時防止網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生環(huán)路,與VLAN 配合實現(xiàn)鏈路負(fù)載均衡。每個VLAN.有自己的根網(wǎng)橋,每條VLAN 中繼鏈路只轉(zhuǎn)發(fā)所允許的VLAN 數(shù)據(jù)幀。

        結(jié)語

        本文從VLAN 技術(shù)出發(fā),探索一個大型網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計和構(gòu)建方案,改善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、網(wǎng)絡(luò)管理困難和網(wǎng)絡(luò)信息安全薄弱等問題,提供一個網(wǎng)絡(luò)搭建的通用方案,以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施,盡可能通過技術(shù)擺脫設(shè)備依賴,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能、管理和安全防護(hù)提升。

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