在全球數(shù)字化浪潮的影響下，高等學校數(shù)字化校園建設受到廣泛的重視，各高校在中國教育科研網(CERNET)建設的強力推動下，正從各個側面接觸數(shù)字化校園建設這個主題。校園“一卡通”管理系統(tǒng)已被很多高校采納為校園綜合管理系統(tǒng)的平臺之一，同時VLAN作為新興的網絡技術，因其靈活的特性、簡便的使用方式，在校園網絡中得到了廣泛應用。文章主要討論了在校園網絡環(huán)境中如何利用VLAN技術低成本地構建專網系統(tǒng)，如何提高網絡的安全等級。如何構建校園的“一卡通”系統(tǒng)。
目前，校園“一卡通”管理系統(tǒng)在許多高校得到了應用。網絡技術的不斷發(fā)展，尤其是局域網技術，從傳統(tǒng)LAN到交換LAN，再發(fā)展到虛擬LAN即VLAN(VirtuallLocalAreaNetworks)，網絡的性能和功能得以不斷地改進和完善，使得VLAN技術在高校網絡中被廣泛應用，校園“一卡通”系統(tǒng)就是其中之一。
1校園“一卡通”管理系統(tǒng)整體構架
校園“一卡通”管理系統(tǒng)中，校園卡一般采用非接觸式IC卡，同時與磁條相結合，使校園卡既具有校內結算功能，又具有銀行金融服務功能。目前，很多學校都是由幾個校區(qū)合并而成，為了保證各校區(qū)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，在原來校園網基礎上，又建成了校園“一卡通”物理專網。
校園“一卡通”系統(tǒng)的網絡構架為二層結構。第一層由專網主干TCP／LP網絡構成，其上主要有主服務器以及為數(shù)眾多的控制主機(主干網絡客戶端)；第二層由控制主機與IC卡終端機之間的RS485通汛網絡構成。
其中控制主機具有通訊協(xié)議的翻譯功能，它將RS485協(xié)議轉換成TCPHP協(xié)議，再通過專網主干通道，上傳數(shù)據(jù)給主服務器。
2VLAN的特點與劃分
所謂虛擬局域網(VLAN--virtuaILAN)，是指組網所依據(jù)的不是站點的物理位置，而是邏輯位置(MAC地址、IP地址或其它)，即網絡所聯(lián)結的是所渭“邏輯上相關而物理上分散”的站點。一般來講，VLAN具有以下幾個重要特征：
(1)同一虛擬網的所有成員組成一個“獨立于物理位置而具有相同邏輯的廣播域”，共享一個VLAN標識(VLANID)。
(2)VLAN的所有成員都能收到由同一VLAN的其它成員發(fā)送來的廣播包，但收不到不同VLAN的成員發(fā)送的廣播包。
(3)同一VLAN的成員之間的通信不需要路由的支持，而不同VLAN的成員之間的通信則需要路由支持(無論采用傳統(tǒng)路由器方式還是采用虛擬路由的方式)。
對于一個校園網絡，如果不進行VLAN劃分，那么將影響到網絡的正常使用：首先，在終端大量增加后，在同一個廣播域里，很容易產生廣播風暴，嚴重影響網絡性能；其次，整個網絡的安全性能將大大降低，網絡上的信息將有可能被其它站點截取，并且整個網絡結構雜亂無章，很難進行管理。
劃分VLAN所依據(jù)的標準是多樣的，運用最多是按交換機端口來進行VLAN的劃分。[nextpage]
這種方式是把交換機的某些端口的集合，作為VLAN的成員。這些集合有時只在單個交換機上，有時則跨越多臺交換機。虛擬局域網的管理應用程序，根據(jù)交換機端口的標識ID，將端口對應到各分組中，分配到某個VLAN的各個端口上的所有站點都在一個廣播域中。它們相互可以通信，不同的VLAN站點之間進行通信需經過路由器來進行。這種VIAN方式的優(yōu)點在于簡單，容易實現(xiàn)，從一個端口發(fā)出的廣播，直接發(fā)送到VLAN內的其他端口，也便于直接監(jiān)控。它的缺點是自動化程度低，靈活性不好。
3基于802．1QVLAN技術的校園“一卡通”的實現(xiàn)
一般來說，一個物理端口只屬于一個VLAN，這樣VLAN的數(shù)量必須與路由器以太網物理端口數(shù)量以及交換機用于級聯(lián)的端口數(shù)量保持一致，這將浪費大量的端口，并且極大地限制了VLAN的擴展和影響了劃分靈活性。為了解決這一問題，讓一個物理端口傳輸多個VLAN數(shù)據(jù)流，可以使用“標簽”(Tag)技術，即在此端13上對每個數(shù)據(jù)幀貼上標簽(Tag)用于標記該幀所屬VLAN。支持802．1Q的交換機其端13有Tag、Untag之分。所謂Unmg，就是將802．1QVLAN的信息從數(shù)據(jù)包的包頭去掉。具有去標記能力的(untaggingenabled)端口會將VID、優(yōu)先級和其它VLAN信息從所有進出該端口的數(shù)據(jù)包包頭中去掉。如果在此前數(shù)據(jù)包內沒有被標記過，那么端口將不對該數(shù)據(jù)包進行改動即去標記(untagging)，使得數(shù)據(jù)包能夠從一臺支持802．1Q的交換機傳送到其它不支持802．1Q的交換機上。系統(tǒng)利用其VLAN標識號即VLANID來確定數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)，需要網絡設備支持Tag封裝協(xié)議?；?02．1Q的VLAN技術具有很大的靈活性，我們用基于VLANTag技術組建私用專網。
由于各個校區(qū)相距比較遠，各工作部門分布于不同的校區(qū)，每個職能部門在各個校區(qū)都有自己的派出機構，因此，組建“一卡通”專網非常迫切。我們在各個校區(qū)配置一臺三層交換機，帶兩個千兆模塊用以校區(qū)間的互聯(lián)，用單模光纖在各個校區(qū)間組成一個環(huán)。
設：每個交換機的l，2口劃為—個VLAN，定義為Backbone，在VLAN為Backbone的Interface上定義IP，各個校區(qū)的互聯(lián)網關應該在同一個子網上，這樣就實現(xiàn)了IP互聯(lián)。有了環(huán)網就可以在上面開展各種應用，譬如：每個校區(qū)的三層交換機第3口用于食堂一卡通，就只需把l，2，3口劃為一個VLAN，定義為VLAN1，其中l(wèi)，2口標以Tag。該三層交換機是不開動態(tài)路由的，各個私用專網要互相分開，如果要有新用戶加入，只要把l，213打上Tag加入到自己的VLAN里就行，既方便，又容易查故障，是一種比較經濟的辦法。這種做法是把私網從公網中分開，如果要上公網就必須要有另外的物理通道，這樣有時又比較麻煩。另一種方法是用一臺二層交換機作為用戶的接入，把1-8口用于公網的用戶，把9一l6口用于私網的用戶，l7口為上連，把1-8，17口劃為VLAN1，其中l(wèi)7口為Untag，9-16，17臼劃為VLAN2，其中17口為Tag，三層交換機對應的下連13也要被劃為兩個VLAN，VLANID，Tag，Untag都要跟二層交換機的VLAN相對應。再在三層交換機用Acl控制，就能比較好的保護私網，做到公網、私網用戶共用同一物理線路。但其安全性也不是很好，如果中間有好幾層交換機，那要一路打Tag，維護就比較困難的。
用二層交換機來劃分VLAN主要是劃分沖突域，而三層交換機主要是劃分廣播域。
4結束語
基于VLAN技術的校園一卡通系統(tǒng)目前已在各個校園內實際運行，各方面性能良好。當然，基于VLAN技術的各種應用還有許多，如各類專用私網的構建，動態(tài)VLAN的應用等等，它是現(xiàn)今為止可以借助于現(xiàn)有組網交換設備而不需額外投入的較為節(jié)約的一種有效的專網構建手段。
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