教育城域網(wǎng)IP 地址分配方式分類：城域網(wǎng)技術(shù)類 摘要：本文簡要介紹了在教育城域網(wǎng)建設(shè)中存在的三種主要的IP 地址分配方式，并祥細(xì)分析了這三種方式各自的優(yōu)點和缺點，以期為廣大教育信息化工作者提供一點

教育城域網(wǎng)IP 地址分配方式

分類：城域網(wǎng)技術(shù)類 摘要：本文簡要介紹了在教育城域網(wǎng)建設(shè)中存在的三種主要的IP 地址分配方式，并祥細(xì)分析了這三種方式各自的優(yōu)點和缺點，以期為廣大教育信息化工作者提供一點借鑒

關(guān)鍵詞：教育城域網(wǎng)；IP 地址；市（區(qū)）教育信息中心

教育城域網(wǎng)是城域網(wǎng)的一個類別，是教育行業(yè)的城域?qū)＞W(wǎng)，它為教育組織擁有和使用，提供學(xué)校、教育單位等局域網(wǎng)的互連途徑，是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的區(qū)域教育整體信息化集成應(yīng)用系統(tǒng)。教育城域網(wǎng)一般在一個地級市的范圍內(nèi)建設(shè)，主要包括市教育信息中心、區(qū)（縣）教委信息中心、學(xué)校等，由市教育信息中心統(tǒng)一出口上互聯(lián)網(wǎng)。它的拓樸圖一般采用三層樹狀結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

在這個三層樹形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上如何規(guī)劃、分配IP 地址是教育城域網(wǎng)建設(shè)者首先考慮的問題之一，筆者實地考察了山東的濟(jì)寧、煙臺、淄博、壽光等地區(qū)的教育城域網(wǎng)建設(shè)，并結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗，就教育城域網(wǎng)IP 地址分配方式進(jìn)行了歸納總結(jié)，主要有以下三種方式：

一、網(wǎng)內(nèi)全部采用教育網(wǎng)IP 地址段。

這種方式比較簡單，網(wǎng)內(nèi)IP 地址單一。由于全部采用教育網(wǎng)IP 地址段，根據(jù)目前教育城域網(wǎng)可申請到的IP 地址段一般為16個C 或32個C ，總共4096個IP 地址或8192個IP 地址。而一個地級市的教育城域網(wǎng)內(nèi)一般有1千到幾千所學(xué)校，上萬臺或幾萬臺機(jī)器，更有甚者幾十萬臺機(jī)器，所以受IP 地址數(shù)量限制不可能給網(wǎng)內(nèi)的每一臺機(jī)器分配一個教育網(wǎng)IP 地址，必須有一部分機(jī)器通過代理或地址轉(zhuǎn)換（NAT ）上網(wǎng)。一般是市（區(qū)）教育信息中心全部采用真實教育網(wǎng)IP 地址，可對內(nèi)部用戶和外部用戶提供WEB 、DNS 、FTP 、MAIL 、資源等服務(wù)。學(xué)校只分配少量的教育網(wǎng)IP 地址，學(xué)校內(nèi)部用戶此時要通過NAT 上網(wǎng)，學(xué)校的WEB 、FTP 、資源等服務(wù)根據(jù)學(xué)校自身和占有的網(wǎng)絡(luò)帶寬等情況可把它們放到學(xué)校的服務(wù)器上或市（區(qū)）信息中心的服務(wù)器上。

這種IP 地址分配方式的優(yōu)點是：區(qū)（市）信息中心只做IP 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)工作，不做占用CPU 和內(nèi)存較大的NAT 工作，所以主干網(wǎng)比較暢通，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)較快，可減輕作為網(wǎng)絡(luò)樞紐的區(qū)（市）信息中心的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載?？梢哉f是一種比較合理的IP 地址分配方式。

缺點是：各接入學(xué)?；蚪逃姓块T上外網(wǎng)或?qū)W校之間的數(shù)據(jù)交換都

要做NAT 工作，所以根據(jù)學(xué)校的機(jī)器數(shù)量要配備性能不等的NAT 設(shè)備。根據(jù)筆者的實踐經(jīng)驗，用一臺LINUX 服務(wù)器做NAT 效果很好，可省去昂貴的硬件防火墻。LINUX 服務(wù)器配置如下： CPU， P4 1.7G；內(nèi)存，256M ；兩塊高性能的100M 網(wǎng)卡。此時的配置可支持30M 以下的網(wǎng)絡(luò)出口流量和大約最高500用戶同時在線的校園網(wǎng)。如果考慮到網(wǎng)絡(luò)安全，還可在LINUX 服務(wù)器上配置性能較好包過濾防火墻。當(dāng)然，就整個網(wǎng)絡(luò)來說還要每月支付一定數(shù)量的教育網(wǎng)費用。

二、網(wǎng)內(nèi)全部采用假地址。

網(wǎng)內(nèi)全部采用假地址的教育城域網(wǎng)主要是為了節(jié)省教育網(wǎng)每月要交的那部分費用，出口ISP 一般為電信或網(wǎng)通，每月所需費用要比教育網(wǎng)低的多，而且可提供比教育網(wǎng)高的多的網(wǎng)絡(luò)帶寬。它們分配一定數(shù)量的公網(wǎng)IP 地址（當(dāng)然，比教育網(wǎng)分配的IP 地址要少的多，一般能分配一個C 的地址就不錯了，根據(jù)雙方協(xié)商情況而定。）作為網(wǎng)內(nèi)的地址轉(zhuǎn)換或WEB 、DNS 、FTP 、MAIL 、資源等服務(wù)。這些公網(wǎng)IP 根據(jù)情況可設(shè)置到市（區(qū)）信息中心或?qū)W校，各接入學(xué)校用戶通常只能使用假地址了，根據(jù)學(xué)校機(jī)器數(shù)量分配一個段（256個）或多個段的假地址，如果學(xué)校有放置的WEB 、FTP 、資源等服務(wù)器要對外發(fā)布，通常采用靜態(tài)NAT 映射或公網(wǎng)IP 的端口映射等方式實現(xiàn)。

采用這種方式的優(yōu)點是：如果采用10.0.0.0/8段的IP 地址，那么它的地址空間相對于網(wǎng)內(nèi)機(jī)器數(shù)量來說應(yīng)當(dāng)是足夠大，可保證分到每一臺機(jī)器上一個假地址，所以采用這種方式對于學(xué)校局域網(wǎng)絡(luò)接入信息中心非常方便，不論學(xué)校的校園網(wǎng)的規(guī)模如何，只要在每臺機(jī)器上配置好信息中心

統(tǒng)一分配的IP 地址就可以了。此時學(xué)校內(nèi)部或?qū)W校之間的數(shù)據(jù)交換可以直接進(jìn)行，不需要做NAT ，在市（區(qū)）信息中心的交換機(jī)上開啟三層路由以后，從一個學(xué)校的某臺機(jī)器甚至可以通過“網(wǎng)上鄰居”直接訪問另一所學(xué)校的某臺機(jī)器上的文件。同時，由于IP 地址是直接、平等的分到每一臺機(jī)器上的，可以很方便的啟用windows 的域用戶管理，通過windows 的“域”來方便的管理網(wǎng)內(nèi)的每一臺機(jī)器。如果學(xué)校機(jī)器數(shù)量較多，修改每臺機(jī)器原有的地址比較麻煩，那么只在學(xué)校的出口處再做一次NAT 就可以了，接入信息中心方式比較靈活。再一個就是學(xué)校一般不需要配備NAT 設(shè)備，節(jié)約了學(xué)校開支。

采用這種方式的缺點是：由于網(wǎng)內(nèi)全部采用了假地址，所以在教育城域的統(tǒng)一出口處要做NAT ，這樣對出口設(shè)備的NAT 性能要求很高，一般要配備價格比較昂貴的硬件防火墻或路由器。

三、混合方式

這種方式就是網(wǎng)內(nèi)既有教育網(wǎng)IP 地址用戶，也有假地址用戶。使用教育網(wǎng)IP 地址的學(xué)校一般是那些規(guī)模較大，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用較多的學(xué)校，這樣就分配給它較多的教育網(wǎng)IP 地址，甚至是每臺機(jī)器上都配置教育網(wǎng)IP 地址。對于那些學(xué)校微機(jī)數(shù)量較少，不對外提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的學(xué)校，只分配給他們假地址就可以了。分配給它們假地址以后，就要進(jìn)行地址翻譯（NAT ）工作，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，NAT 工作可以由學(xué)校內(nèi)部做，也可以由市（區(qū)）信息中心統(tǒng)一做。就實際應(yīng)用來看，一般都是由市信息中心統(tǒng)一做NAT ，主要目的是為了方便學(xué)校接入。在市（區(qū)）信息中心的交換機(jī)上啟來三層路由以后，分配教育網(wǎng)地址的學(xué)校和分配假地址的學(xué)校之間一樣可

以互訪。與以上兩種方式相比較而言，這種方式可以說是一種比較靈活的連接各學(xué)校的方式。

如果教育城域網(wǎng)只有一個教育網(wǎng)出口，就出口IP 分配來說，按第一種方式配置就可以了。如果此時有多個出口，還有電信出口或網(wǎng)通出口，那么此時網(wǎng)內(nèi)即有公網(wǎng)IP 地址段，也有教育網(wǎng)IP 地址段和假地址段，此時的IP 地址分配方式更加靈活，原因是：

（１）教育城域網(wǎng)內(nèi)對外提供的服務(wù)，像WEB 、DNS 、FTP 、MAIL 、資源等服務(wù)可能同時給它們分配教育網(wǎng)IP 地址和公網(wǎng)IP 地址，域名解析也申請教育網(wǎng)上的和公網(wǎng)上的，這樣可提高訪問這些資源的效率。當(dāng)外網(wǎng)用戶通過教育網(wǎng)線路訪問本地的WEB 服務(wù)器時，WEB 服務(wù)器就通過教育網(wǎng)線路返回給用戶，相應(yīng)的，通過公網(wǎng)線路訪問本地的WEB 服務(wù)器時也是如此。 （２）可利用策略路由實現(xiàn)出口訪問的優(yōu)化配置：ChinaNET 通常是包月形式，無論網(wǎng)內(nèi)使用的流量有多大，每月固定收取一定費用。但是由于通過ChinaNET 訪問CERNET 的資源速度比較慢，而且教育網(wǎng)中有些資源是對ChinaNET 屏蔽的，通過ChinaNET 完全無法訪問，所以如果網(wǎng)內(nèi)只使用ChinaNET 的出口，則會造成無法正常利用教育網(wǎng)資源。而完全通過教育網(wǎng)來對外訪問，則會因為流量巨大造成網(wǎng)絡(luò)資費過高（教育網(wǎng)資費可由如下網(wǎng)址查詢http://www.edu.cn/20020405/3024422.shtml）?；谒俣?、資源利用情況和費用的考慮，教育城域網(wǎng)一般采用如下方式確定訪問方式：訪問賽爾網(wǎng)絡(luò)提供的免費地址列表中的地址，通過CERNET 出口訪問，訪問CERNET “免費”地址列表以外的地址，通過ChinaNE 出口。

（３）由于公網(wǎng)IP 不可能分配太多，所以公網(wǎng)IP 地址一般用在出口位置

做NAT 或用在對外提供的應(yīng)用服務(wù)器上。教育網(wǎng)IP 地址段要分配在出口位置、應(yīng)用服務(wù)器上和部分學(xué)校用戶。根據(jù)目前實際應(yīng)用的情況看，由于可申請到的教育網(wǎng)IP 地址空間也不是足夠大，還必須有一部分用戶使用假地址。當(dāng)使用教育網(wǎng)IP 地址用戶要訪問教育網(wǎng)時要從教育網(wǎng)出口直接出去，訪問公網(wǎng)時做NAT ；使用假地址的用戶訪問教育網(wǎng)和公網(wǎng)時都要做NAT 。實現(xiàn)上述功能的出口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖中交換機(jī)A 為二層交換機(jī)，只做數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；核心交換機(jī)上配置教育網(wǎng)IP 地址用戶到教育網(wǎng)和公網(wǎng)的策略路由，可根據(jù)教育網(wǎng)的目的IP 地址段做轉(zhuǎn)發(fā)；假地址用戶的外網(wǎng)訪問請求數(shù)據(jù)包要全部路由到NAT 設(shè)備，然后通過NAT 設(shè)備翻譯成真實地址后，再根據(jù)教育網(wǎng)的目的IP 地址段做轉(zhuǎn)發(fā)。 以上討論了三種主要的IP 地址分配方式，在實際應(yīng)用中還有采用無線接入市（區(qū)）教育信息中心情況，它們IP 地址分配一般采用動態(tài)IP 地址（DHCP ）分配方式，還有直接在區(qū)信息中心采用DHCP 方式分配IP 地址的等等?？傊煌腎P 地址規(guī)劃、分配方式都要與當(dāng)?shù)氐膶嶋H應(yīng)用情況相結(jié)合，關(guān)鍵是我們這些教育城域網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)者們一定要在建設(shè)前做好詳細(xì)的IP 地址分配規(guī)劃