实验学校校园网规划与设计

摘    要

在互联网技术飞速 进步的背景下， 民族不但大力推进中小学教育信息化建设，而且重点落实“互联网 + 教育”政策，这使得教育教学与信息技术融合成为大势所趋， 这篇文章小编将选取实验学校作为典型案例，深入剖析该校校园网络建设需求， 接着结合未来信息化 进步 动向，精心设计稳定安全高效的校园网方案，最终满足现代教育多样化需求。

研究背景和核心 价格需要重点阐述，延伸来看，虽然当前校园网络 进步存在架构不完善、资源不足等 难题， 然而通过对实验学校现有网络全面调研，精准明确该校在教学管理、资源共享等方面的具体需求， 接着为后续规划打下基础，不但制定校园网建设基本 制度，而且开展细致需求分析，还提出整体规划方案与目标，这样既保证方案符合实际需要，又能助力学校长远 进步。

在具体实施层面， 难题在于需要详细规划拓扑结构、功能设计、设备选型等要素， 接着在使用华为eNSP模拟器测试方案可行性时，仿真 结局显示出三层扁平化架构的优势，这个架构虽然统一了接入层配置， 然而简化了汇聚层设置，同时还实现了关键设备冗余备份，监听网络采用集中控制组网方式，不但明显 进步了用户体验，而且 进步了网络稳定性，建立学校与外部的安全VPN链路，为数据传输提供了保障，该方案不仅提升了网络安全性，而且具备良好扩展性，为同类学校网络建设提供了重要参考依据。

关键词：校园网；网络规划；网络设计；网络 体系；网络拓扑

実験学校キャンパスネットワークの計画と設計

はじめに

インターネット技術が目まぐるしいスピードで発展する背景の下、国は小中学校教育の情報化建設を積極的に進めるだけでなく、「インターネット＋教育」政策を重点的に実施しており、これにより教育と情報技術の融合が大きな流れとなっています。本論文では、実験学校を典型的なケースとして選び、同校のキャンパスネットワーク建設のニーズを深く分析します。その後、未来の情報化発展のトレンドと結びつけて、安定で安全かつ効率的なキャンパスネットワークの案を精緻に設計し、最終的に現代教育の多様化するニーズを満たします。

研究背景と核心的な価値については重点的に説明する必要があります。更に見ると、現在のキャンパスネットワークの発展には、アーキテクチャが不完全で、資源が不足しているなどの問題が存在していますが、実験学校の既存ネットワークを全面的に調査することで、同校の教育管理、資源共有などの面での具体的なニーズを正確に明確にし、その後の計画の土台を築きます。キャンパスネットワーク建設の基本原則を策定するだけでなく、細かいニーズ分析を行い、全体計画の案と目標も提示します。これにより、案が実際のニーズに合致することを保証するだけでなく、学校の長期的な発展を支援することができます。

具体的な実施レベルでは、トポロジー構造、機能設計、機器選択などの要素を詳細に計画する必要があります。そして、華為 eNSP シミュレータを使用して案の実行可能性をテストする際、シミュレーション結果は 3 層のフラット化アーキテクチャの優位点を示しました。このアーキテクチャは、アクセス層の設定を統一するだけでなく、集約層の設定を簡素化し、同時に重要な機器の冗長バックアップも実現しました。ワイヤレスネットワークは集中制御ネットワーク構成方式を採用しており、ユーザー体験を明らかに向上させるだけでなく、ネットワークの安定性も向上させました。学校と外部との安全な VPN リンクを構築し、データ伝送を保障しました。この案は、ネットワークのセキュリティを向上させるだけでなく、良好な拡張性を備えており、同じような学校のネットワーク建設に重要な参考基準を提供します。

キーワード：キャンパスネットワーク；ネットワーク計画；ネットワーク設計；ネットワークシステム；ネットワークトポロジ

目    录

引    言

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文的主要研究内容

1.4 论文的组织结构

2 校园网络的需求分析及整体规划

2.1 校园介绍

2.2 校园网的需求分析

2.2.1 网络应用需求分析

2.2.2 业务流量需求分析

2.2.3 出口带宽需求分析

2.2.4 网络安全需求分析

2.3 校园网设计的基本 制度

2.4 校园网整体规划方案

2.5 校园网建设的预期目标

3 校园网络建设的关键技术

3.1 端口聚合技术

3.2 虚拟局域网技术

3.3 三层交换技术

3.4 监听AP技术

3.5 虚拟专用网（VPN）

4 校园网络的网络规划设计

4.1 校园网拓扑结构

4.1.1 接入层设计

4.1.2 汇聚层设计

4.1.3 核心层设计

4.2 设备选型

4.2.1 核心层设备选型

4.2.2 汇聚层设备选型

4.2.3 接入层设备选型

4.3 IP 地址及 VLAN 规划

4.4 综合布线规划

5 校园网的仿 诚恳现

5.1 华为eNSP模拟器

5.2 网络功能实现

5.2.1 VLAN实现

5.2.2 MSTP实现

5.2.3 VRRP实现

5.2.4 链路聚合实现

5.2.5 DHCP实现

5.2.6 OSPF实现

5.2.7 监听功能实现

5.2.8 远程登录实现实现

5.3 集群功能实现

5.3.1 WEB服务器实现

5.3.2 DNS服务器实现

5.3.3 MSTP验证

5.4 网络测试

5.4.1 DHCP测试

5.4.2 MSTP测试

5.4.3 OSPF测试

5.4.4 内网连通性测试

5.4.5 测试

5.4.6 NAT测试

结    论

参 考 文 献

致    谢

引    言

随着互联网被广泛使用，智能教育、在线教育和终身教育成了教育领域的新 路线，而且 民族这些年不断加大信息技术与教学 职业的结合力度，特别是在“互联网 + 教育”的大环境下，中小学网络建设成了重要任务， 因此在这样的背景下，实验学校迫切需要找到适合的校园网络规划方案，以满足现代教育模式的需求。

当前，学校网络建设不但要支持教育应用和在线资源共享，而且要应对学生数量增加和教学活动多样化带来的压力， 因此网络承载能力和稳定性必须得到提升，建立高效稳定的校园网络，不仅能 进步教学质量，还能优化管理效率，这成为推动教育现代化的重要步骤。

在网络技术方面，网络拓扑结构设计和设备选型需要综合考虑，比如说IP地址划分时，虽然要考虑当前网络需求， 然而还要考虑未来扩展空间， 接着具体建设方案包括整体架构和监听网络覆盖设计，这些要素能确保满足教学管理的多样化需求， 并且设备选型方案将为建设提供 学说支持，从而有效验证方案的可行性。

最后在通过仿真测试验证建设方案时，使用网络仿真软件模拟不同运行条件，测试网络稳定性和数据传输效率，仿真数据不仅支持方案实施，而且帮助应对实际应用挑战，这项研究不但为尚德实验学校提供可行方案，还为同类院校的网络规划提供参考案例，具备显著代表 价格和 操作指导意义。

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绪论

研究背景及意义

随着互联网技术的不断 进步，人类社会将进入信息化、智能化时代，智能教育、在线教育、终身教育正在形成新的 进步 动向。而 民族和政府也一直在推动着教育信息化和教育现代化的 进步。2024年《教育信息化2.0行动 规划》提出要建设“互联网+教育大平台”；2024年《中共中央国务院关于深化教育教学改革全面 进步义务教育质量的意见》明确提出要“建立覆盖义务教育各年级各学科的数字教育资源体系、积极探索基于互联网的教学、整合建设 民族中小学生网络 进修平台”； 2024年疫情期间开通了“ 民族中小学网络云平台”； 2024 年由教育部牵头、多部门联合印发了《关于大力加强中小学线上教育教学资源建设与应用的意见》，这些举措都表明了 民族对于教育的高度重视而根据 2024 年所公布的《中国教育 进步报告》可知：对于国内高校，科技的渗透程度已经几乎接近饱和，但对于中小学来说就稍微逊色了许多。 因此，为了适应当前“互联网十教育”背景下高中教育改革 进步的新态势，结合中小学自身特色，探索规划中小学校园网络，融合中小学的线上教育和线下教育，成了当前各中小学校面临的紧迫 难题。因此，本课题将会立足于实际应用，就目前普通高中校园网建设中普遍存在的 难题进行具体分析和研究[1]。

实验学校校园网规划与设计课题的研究意义主要体现在 下面内容四个方面：

提升教育质量：通过构建高效稳定的校园网络，学校能够更好地整合和利用在线教育资源，支持多样化的教学活动。这样不仅能增强教师的教学能力，还能 丰盛学生的 进修体验，从而整体提升教育质量[2]。 促进信息化管理：现代校园管理需要依赖信息技术的支持。校园网的规划与设计能够为学校提供实时的数据管理和监控 体系，提升学校行政管理的效率，优化资源配置，为决策提供有力的数据支持。 支持 特点化 进修：良好的校园网络环境可以促进 特点化 进修的实现。通过网络，学生可以根据自己的兴趣和需求选择 进修内容，参与在线课程和活动，从而实现更灵活的 进修方式，满足不同学生的 进修需求。 应对未来挑战：随着科技的不断 提高，教育模式也在不断变化。通过本课题的研究，学校能够提前规划网络基础设施，确保其具有良好的扩展性和适应性，能够应对未来在教育技术方面的挑战和变化，保持教育现代化的步伐。

国内外研究现状

国外研究现状

在国外，校园网络规划与设计的研究现状呈现出多样化和 体系化的特点，主要集中在美国、欧洲和亚洲的部分 民族[3]。

在美国，许多高等院校和K-12学校积极探索基于云计算和大数据的校园网络架构。研究集中在 怎样利用云服务提升网络的灵活性和可扩展性，如斯坦福大学和麻省理工学院等高等院校已经实现了全面的 网络覆盖，支持移动 进修和在线教育。同时，安全性和数据隐私 难题也受到重视，各校建立了多层次的网络安全防护机制，以保障学生和教职员工的信息安全[4][5]。

在欧洲，例如芬兰和荷兰，校园网络的建设多强 育公平与可及性。芬兰的“数字化教育 规划”推动学校网络基础设施的提升，确保每个学生都能接入互联网和数字 进修资源。荷兰则在智能校园建设方面进行了深入研究，探索物联网技术在教育环境中的应用，促进 进修环境的智能化和互动性[6]。

亚洲 民族如新加坡和中国的研究也在快速 进步。新加坡的教育部大力推广“ 聪明校园”建设，强调无缝的网络体验和互动 进修环境，通过网络基础设施的提升，促进学生的自主 进修能力。在中国，许多地方学校的网络规划开始与地方教育政策相结合，研究 怎样利用信息技术推动教育公平和资源共享[7]。

国内研究现状

在中国，校园网规划与设计的研究正在迅速 进步，主要集中在高等院校和中小学，以应对数字化教育的需求。

高等院校的校园网络建设多聚焦于基础设施的升级和智能化管理。例如，一些重点大学如清华大学和北京大学已建立了全面的 网络覆盖，支持大规模在线课程和科研数据共享。 除了这些之后，这些院校还引入了云计算、大数据和物联网技术，推动“ 聪明校园”的建设。研究人员探讨 怎样通过智能化管理 体系 进步网络安全性和资源利用效率，以适应不断增长的网络流量和使用需求[8]。

在中小学方面，随着 民族对信息化教育的重视，许多地方政府和教育机构开始探索适合不同年龄段学生的网络环境。例如，教育部推出的“教育信息化2.0行动 规划”明确提出要加强校园网络基础设施建设，推广信息技术与教育教学的深度融合。研究者们已关注 怎样在校园内 创新安全、稳定的网络环境，支持信息化教学的实施[9]。

国内的研究还强调网络安全和用户体验。随着校园网络用户的增加，网络安全 难题日益突出，相关研究集中于 怎样构建多层次的安全防护体系，以保护学生和教师的个人信息安全。同时，研究者们还已关注网络使用的便捷性和友好性，强调用户体验在校园网设计中的重要性。

中国校园网规划与设计的研究现状呈现出多样化的 进步 动向，涵盖了基础设施建设、智能管理、信息安全和用户体验等多个方面，逐步为教育信息化的 进步提供了支持和保障[10]。

论文的主要研究内容

这篇文章小编将以实验学校为研究范例，充分考量其当下校园网络建设的实际需求，以及未来信息化 进步的相关要求，精心设计出一套适用于普通高中的校园网络 体系。此 体系融合了有线、监听以及监控技术，网络架构采用从集中 到核心设备的三层扁平化模式，接入层配置统一，汇聚层配置得以简化， 并且划分 VLAN 后统一于核心层实施管理，以此保障网络运行的高效性与安全性。

在网络设计方案里，对关键设备及链路均设置了备份冗余，实现了万兆骨干传输、千兆到桌面以及高速互联网访问。监听网络采用集中控制结合直接转发的组网形式，确保 覆盖全面且稳定。 除了这些之后，在学校与上海市教育局之间搭建了 VPN 安全链路，有效保障数据传输安全。针对学生的学业水平测试，特别构建了网络监控 体系，以便实时监测网络 情形和流量状况[11]。

该方案的 创造点体现如下：其一，依据实验学校的特定需求，科学规划校园网络建设方案，针对性与实用性强；其二，从技术诞生的背景或缘由出发，详细阐释关键技术，让整个方案逻辑更清晰、条理更分明，助力构建科学的 智慧体系；其三，给出了详尽且 体系的设备选型方案，为方案的可行性筑牢 学说根基，同时为后续类似研究提供借鉴；其四，附上监听网络设计方案的仿真热图，直观展现监听网络覆盖效果。

这套校园网络规划与设计方案，不仅能够切实满足当下使用需求，还具备出色的扩展性与稳定性，为学校的信息化 进步奠定了坚实基础。

论文的组织结构

第一章着重阐释实验学校校园网络规划与设计课题的研究背景及意义。涵盖当下校园网络建设的重要意义、国内外校园网 进步的现实状况，以及本研究的主要内容与文章架构。此章凸显了在当前教育信息化大环境下，开展校园网络建设研究的紧迫性与必要性。

第二章对校园网络建设的基本准则予以简述，深入剖析实验学校校园网建设的各项需求，进而提出校园网的整体规划构想及预期达成目标。该部分重点强调依据学校具体情况和长远 进步需求来规划网络，以此保障网络运行高效且具备可持续性。

第三章从技术演进的背景及成因切入，详细解读此次校园网络建设所涉及的关键技术，诸如端口聚合、VLAN、VRRP、MSTP、NAT、ACL、DHCP 以及 IPSec VPN 等。这些技术的选用与应用，极大地增强了网络的安全性与稳定性，为实现网络高效管控 创新了条件。

第四章依照实验学校的实际需求，规划并设计了具体实施方案，其中包含总体网络拓扑架构，接入层、汇聚层、核心层及出口 的功能规划。同时，对设备选型、IP 地址及 VLAN 划分进行详细说明，并展示监听 AP 覆盖方案与 仿真热图，旨在确保 网络全面覆盖且信号强劲。

第五章借助华为 eNSP 仿真软件对实验学校校园网络展开模拟仿真，凭借仿真 结局验证方案的合理性与可行性。这一环节不仅呈现了设计方案在实际应用中的成效，还为后续的优化完善提供了数据支撑。

校园网络的需求分析及整体规划

对实验学校在进行校园网络需求分析与整体规划时，关键是要全面满足教育教学与管理 职业的实际需求，在教学方面，不但要保障多媒体互动教学的流畅性，而且要为师生 创新良好体验，激发 进修兴趣， 接着在管理环节，需要让行政 体系高效运转，提升办公效率，优化学校运营流程， 并且在资源共享环节，要推动教学资源广泛流通，打破信息壁垒，覆盖全体师生，整体规划要从宏观视角统筹网络建设与资源整合，确保架构稳定安全且具备扩展性，这对学校长远 进步很关键，能帮助学校在信息化时代实现教育质量跃升。

校园介绍

上海民办尚德实验学校成立于2003年9月，该校坚持扎根中国大地办学，目标是培养能影响 全球的中国人，在2010年成功拿到国际文凭组织授权，成为IB World School成员， 并且在 2024年列入市教委公布的21所高中国际课程试点学校，如今师生规模达到4300人，该校办学定位不但强调实验性和示范性，而且注重 特点化和国际化。

由于学校定位 特殊， 并且规模持续扩大， 因此建设信息化校园显得非常关键， 由于信息化校园不仅能更好地配合国际化、 特点化教育理念，还能帮助教学 创造和管理优化，进而为师生提供更便捷高效的环境， 接着以图2.1的校园平面图作为基础依据，为后续网络规划和布局打下基础，从而推动学校教育质量在信息化时代持续提升。

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图 2.1 

目前，实验学校的网络建设尚处起步阶段。仅领导办公室配备了少量计算机，学校实验室的微机房也设有计算机。尚未构建起完善且投入运行的网络体系，中学的网络使用模式及网络设备均未成型，亟待深入开发与建设。但这一现状也为校园网络建设带来契机，我们能够充分借助当下成熟的先进技术，对校园网络展开全面且整体性的规划与搭建，实现校园网络的优化整合。

校园网的需求分析

网络应用需求分析

为了为全校师生 创新一个优质的校园网络环境，针对普通高中日常所需的网络应用，提出了 下面内容主要建设需求：（1）基础网络服务：包括DHCP服务、WWW服务等，为用户提供基本的网络连接和访问功能。（2） 关键网络应用：涵盖学生管理 体系、教务管理 体系、OA办公 体系以及财务管理 体系等，以支持学校日常管理和教学活动。（3） 网络安全应用：已关注学籍档案的安全传输和内网的安全防护，确保数据的安全性和隐私保护[12]。

业务流量需求分析

在实验学校的校园网络中，网络终端主要包括台式计算机、IPad、 和笔记本电脑。根据以往的经验和常见的网络使用情况，若每台设备的带宽分配为2048Kbps到4096Kbps，通常会出现卡顿现象。因此，为了 进步网络的流畅性，建议将每台设备的带宽定为4096Kbps到8192Kbps。 除了这些之后，如果接入交换机的端口峰值利用率为80%到85%，则汇聚交换机的级联带宽可以通过 下面内容公式计算：

汇聚交换机的级联带宽 = 用户访问使用的带宽 × 端口数 × 峰值利用率。具体数据可见表 2.1 级联带宽估算。

表 2.1 级联带宽估算

访问内网的用户带宽	端口数量	峰值利用率	汇聚层的级联带宽
3096Kbps	48	80%	1638.4Mbps
8192Kbps	24	85%	1747.2Mbps
4096Kbps	36	80%	1092.48Mbps

因此，当接入交换机的端口带宽为8192Kbps时，24口的级联带宽为163.2Mbps，而48口的级联带宽为326.4Mbps。为了确保用户能够流畅地访问内网资源，接入层应选用千兆接入交换机，并确保所有端口均能实现线速转发。 除了这些之后，如果从接入层到汇聚层的流量为4条，则计算如下：326.4Mbps × 4 = 1305.6Mbps，这一数值大于1000Mbps。因此，汇聚层的交换机应选用上行口为10G的汇聚交换机。

出口带宽需求分析

网络出口带宽包含内网访问外网的带宽和外网访问内网的带宽两部分。

（1） 内网访问外网的流量分析

对于实验学校的内网用户访问外网，全校师生的业务流量主要集中在网上 进修、资料下载、网上作业、网上测试以及在线视频等。考虑到大多数业务都是非实时性的，这里将每个用户访问外网的带宽按4096Kbps到8192Kbps处理。目前，全校师生规模约为1300人，但不可能所有人同时在线，预计同时在线人数在500到600人之间。

关于学校网络的 难题，虽然该校师生规模较大，但计算出来的带宽并未考虑到高峰时段的流量波动、网络设备的容量限制以及网络拓扑结构可能存在的 难题。学校的网络带宽可能不适合所有学生和教职工同时在线，特别是在多个用户进行带宽消耗较大的操作时，网络可能出现拥堵现象。因此，建议进一步优化网络带宽分配和负载均衡，提升整体网络质量。

具体数据可见表 2.2。

表 2.2互联网流量估算

用户使用带宽	同时在线人数	非实时业务并发率	访问互联网业务的总带宽
4096Kbps	500	20%	4.096Mbps
8192Kbps	600	20%	9.8304Mbps
4096Kbps	550	20%	4.4928Mbps
8192Kbps	500	20%	8.192Mbps

（2） 外网访问内网的流量分析

下面内容表 2.3是针对实验学校对外互联网带宽估算的新数据：

表2.3对外互联网带宽估算

体系	峰值在线人数	业务流量值 (Kbps)	对外业务流量带宽 (Mbps)
校园网站	40	2048	81.92
教务管理 体系	10	1024	10.24
学生管理 体系	10	1024	10.24
OA 办公 体系	10	1024	10.24

怎样样？经过上面的分析带宽需求分析，可以得出 下面内容结论：访问互联网的最大业务带宽在800Mbps至960Mbps之间，而互联网对外的业务带宽为112. Mbps。因此，互联网出口带宽的最大峰值流量应为912. Mbps至1072. Mbps。基于这些数据，建议选择接入带宽为1000Mbps的产品，以确保满足学校在高峰时段的网络需求。

网络安全需求分析

校园网络面临遭受来自外部的攻击，诸如病毒侵袭、木马植入以及黑客恶意入侵等。此类攻击极有可能致使学校数据泄露、 体系陷入瘫痪 情形，进而导致教学活动被迫中断。 因此，为有效应对这些潜在风险，学校需部署防火墙、入侵检测 体系（IDS）以及入侵防御 体系（IPS）。通过这些安全设备，能够对网络进行实时监测，及时察觉并抵御各类潜在的安全威胁，全力保障校园网络的安全稳定运行 。 内部安全同样重要。教师和学生的设备若感染恶意软件，可能会传播到校园网络，影响整体安全。因此，需定期进行安全培训， 进步师生的安全 觉悟，避免随意点击不明链接和下载可疑文件。

学校还需加强对网络访问的管理，实施身份认证机制，限制未授权用户访问关键 体系和数据。同时，定期更新和维护网络设备和软件，以修补安全漏洞，确保 体系的最新安全 情形。

校园网设计的基本 制度

校园网规划设计应遵循 下面内容基本 制度：

（1）安全性和可靠性

在实验学校校园网的规划设计中，安全性和可靠性都 特别的关键。为了确保整个网络的安全性及稳定性，应采用多种措施来实现这一目标，包括链路备份和设备冗余设计。这不仅能有效防止网络故障导致的教学和管理中断，还能确保数据的安全传输，保护用户信息免受潜在威胁。

（2）易管理性和可扩展性

在网络建设的初期，必须充分考虑后期网络的维护和管理的便利性。这将有助于减少在日常管理中可能遇到的诸多麻烦，从而 进步运维效率。同时，随着信息技术的快速 进步，高中校园信息化的需求也在不断变化，因此，在组网设计时应预留充足的扩展空间，确保网络能够灵活适应未来的 进步需求。

（3）实用性和经济性

在校园网的规划设计中， 虽然需要考虑适应未来 进步的多种需求，但过度超前的设计往往会导致资源的浪费。因此，应以学校当前的实际需求为主，合理评估网络建设的实用性和经济性。在预算范围内，优先满足当前需求的基础上，适度考虑未来可能的扩展性，以确保网络的高效利用和可持续 进步。

（4）用户体验

良好的用户体验是校园网规划的重要目标 其中一个。在设计 经过中，应考虑用户的实际使用需求，包括网络的带宽、延迟、访问速度等 影响，确保师生在教学和 进修 经过中能够顺畅地使用网络资源。 除了这些之后，合理布局监听AP和接入点，以提供全面的覆盖和稳定的连接，也是提升用户体验的重要环节。

以上 制度旨在为实验学校的校园网规划与设计提供一个全面、 体系的指导框架，以确保网络的高效性、安全性和可持续 进步。

校园网整体规划方案

实验学校构建的校园网采用扁平化的三层网络架构，该架构使得每层功能清晰、结构稳固，为后期维护 职业带来极大便利。在三层架构底层的接入层，主要承担为各类终端提供接入点以及隔离广播域的任务，同时将流量汇总至汇聚层。接入层设备一般配备大量接入端口，借助基于端口的 VLAN 划分这一常见且简便的方式即可实现相关功能。

汇聚层作为主干网络与接入网络的连接枢纽，其核心功能在于汇总接入层传来的流量，并将其转发至核心层。通常情况下，汇聚交换机连接两台核心交换机，以此构建冗余链路， 并且可配置 MSTP 来实现流量均衡分担。

核心层作为整个校园网络的主干部分，主要负责高效的数据交换，为各汇聚节点或接入节点提供最优路由。核心交换机是网络的关键组成部分，一旦出现单点故障，极有可能致使网络全面瘫痪。 因此，建议选用两台核心交换机，这样即便其中一台出现故障，另一台也能够维持网络的正常运转。

为切实保障校园网的安全性，学校的出口路由器需完成如下部署：其一，利用 IPSec VPN 在学校与教育局之间搭建安全链路，用于学生档案的加密传输；其二，借助 NAT 的 EasyIP 功能，完成私有 IP 地址与公有 IP 地址的映射，确保部分主机能够正常访问互联网；其三，在路由器上配置 NAPT，限制外网用户对校内部分资源的访问，进而强化校园网络的安全防护。

校园网建设的预期目标

（1）网络性能提升：网络连接更加稳定，日常使用中掉线和连接不上的情况大幅减少。

（2）用户满意度 进步：师生在教学和 进修中更加频繁地使用校园网相关资源和工具。

（3）安全性增强：敏感数据和个人信息的保护得到加强，降低了信息泄露的风险。

校园网络建设的关键技术

端口聚合技术

在实验学校校园网规划与设计中，网络性能和可靠性是保障教学、办公与管理 职业顺利开展的关键。端口聚合技术凭借其提升带宽和冗余性的优势，成为校园网建设的重要技术支撑。​

学校内，教学楼、办公楼、图书馆等场所的网络设备需要处理大量数据传输任务。例如，在多媒体教学 经过中，高清教学视频的实时传输、学生在线提交作业、教师访问教学资源平台等操作，都对网络带宽提出了较高要求。通过端口聚合技术，将多个物理网络端口组合成逻辑端口，能够有效增加数据传输的总带宽。以连接核心交换机与教学楼接入交换机的链路为例，将多条物理链路捆绑后，形成高带宽逻辑链路，可满足大量师生同时在线 进修、办公的网络需求，避免网络拥堵，提升教学和办公效率。​

在协议选择方面，IEEE 802.3ad（LACP）协议凭借自动识别和管理聚合链路的功能，简化了校园网的配置 经过。网络管理员无需繁琐地手动配置每一条链路，只需通过简单的设置，即可灵活管理带宽需求，优化网络流量。随着学校规模的扩大和网络应用的不断 丰盛，管理员可以方便地根据实际需求调整端口聚合的配置，保障校园网始终处于高效运行 情形，如图 3.1所示。

图 3.1 端口聚合图

端口聚合还可以 进步网络的吞吐量，减少延迟，并提升整体性能。在高流量环境中，例如数据中心或大型企业网络中，端口聚合可以显著提升用户体验，减少瓶颈 难题。

虚拟局域网技术

在实验学校校园网规划设计中，虚拟局域网（VLAN）技术为满足多样化网络需求提供了高效解决方案。校园内不同区域、不同群体对网络使用存在差异，如教学区师生需要流畅访问教学资源，办公区教职工处理行政事务，宿舍区学生用于日常娱乐 进修。通过 VLAN 技术，可基于部门、功能或用户群体，将物理网络划分为多个逻辑网络，如教学 VLAN、办公 VLAN、宿舍 VLAN 等。每个 VLAN 形成独立广播域，大幅减少广播流量干扰，像教学 VLAN 内的多媒体课件更新广播，不会影响办公区网络，确保各区域网络高效运行，提升师生使用体验。​

VLAN 的应用显著增强了校园网的安全性与管理灵活性。学校网络承载着教学资料、学生信息等重要数据，不同 VLAN 间默认隔离，通信需经路由器，有效阻止未经授权的跨区域访问。例如，学生无法随意访问教职工办公区的教学管理 体系，降低数据泄露风险。同时，网络管理员能根据教学安排、部门调整等需求，便捷修改设备 VLAN 配置。新班级组建或教师岗位调动时，无需重新布线，快速完成网络调整，保障教学管理 职业的连续性，也降低了校园网的运维成本与管理难度。​

随着实验学校的 进步，网络规模不断扩大，VLAN 技术为校园网的逻辑扩展提供有力支持。学校增设新校区、新建教学楼或引入新的网络应用时，借助 VLAN 可快速构建新的逻辑网络，无缝融入现有校园网架构。例如，学校开展 聪明校园项目，部署智能安防、物联网设备等，可划分专属 VLAN 承载新业务，与传统教学网络互不干扰。这种扩展方式使校园网在重组与升级 经过中更加便捷，有效适应学校未来 进步需求，确保校园网始终具备良好的可扩展性和适应性。

三层交换技术

在实验学校庞大且复杂的校园网络环境中，教学楼、办公楼、图书馆等不同区域划分多个子网，各子网内又基于教学、办公、管理等需求设置不同 VLAN。三层交换技术的引入，完美解决了子网间与 VLAN 间的通信难题。传统二层交换机仅能在同一局域网内转发数据，而三层交换机凭借 IP 地址识别与路由功能，能快速处理跨子网的数据包转发。例如，当学生在图书馆通过校园网访问教学楼服务器上的教学资源时，三层交换机可依据目的地 IP 地址，快速且精准地将数据路由至目标服务器，保障教学资源的高效传输，大幅提升师生跨区域使用网络资源的流畅度。​

实验学校利用三层交换技术，有效实现了不同 VLAN 间的流量管理与隔离。校园网中教学 VLAN、办公 VLAN、安防 VLAN 等相互独立，三层交换机支持的 VLAN 间路由功能，确保各 VLAN 间数据安全且有序交互。比如，教学 VLAN 内师生访问办公区的教学管理 体系，三层交换机依据路由表进行数据包转发，在保证数据传输的同时，防止非法访问，保障校园网安全。 除了这些之后，三层交换机支持的动态路由协议，如 OSPF，能根据校园网实时变化自动调整路由策略。当某条链路出现故障或新增网络设备时，动态路由协议迅速更新路由表，确保网络持续稳定运行，极大增强了校园网的灵活性与可扩展性。

AP技术

在实验学校的校园环境中，监听 AP 是实现 聪明校园建设的关键一环。从开放式的图书馆自习区，到充满活力的多媒体教室，再到师生生活的宿舍区域，监听 AP 的部署打破了传统有线网络的束缚。课堂上，学生可通过笔记本电脑、平板电脑等设备，利用监听 AP 接入校园网，实时参与互动教学、在线答题；教师也能借助监听设备便捷地调取云端教学资源，提升教学效率。图书馆内， AP 提供稳定的信号覆盖，满足师生查阅电子文献、在线 进修的需求，营造高效的 进修 气氛。​

校园内的各类活动同样离不开监听 AP 的支持。运动会、文艺汇演等大型活动期间，师生使用智能定位器拍摄、直播，实时分享 精妙瞬间，监听 AP 确保大量 设备同时接入网络而不卡顿。 除了这些之后，宿舍区的监听 AP 部署，让学生在课余 时刻能够 自在访问互联网，开展在线 进修、娱乐活动。 AP 的存在，不仅提升了校园网络部署的灵活性，更让校园生活与 进修充满科技感，契合实验学校培养 创造型人才的教育理念，助力打造智能化、现代化的校园网络环境。

虚拟专用网（VPN）

在实验学校的教学与管理 操作中，虚拟专用网（VPN）技术成为打破空间限制、保障数据安全的重要工具。寒暑假期间，教师需要在家中备课、批改作业，学生也常需远程查阅图书馆电子资源、访问在线课程平台，此时 VPN 技术的部署就显得尤为关键。通过在校园网中搭建 VPN 服务器，师生可利用公共互联网，经由加密通道安全接入校园网络。例如，教师能远程登录学校的教务管理 体系处理教学事务，学生则可突破地域限制，获取校内学术数据库中的论文资料用于课题研究，有效提升了教学与 进修的灵活性。​

除了这些之后，当学校组织线上学术交流活动、开展远程教学培训时，VPN 技术同样发挥着重要 影响。它不仅能确保校外专家安全访问校内教学资源，还能为参与活动的师生提供稳定、私密的网络环境，防止数据在传输 经过中遭到窃取或篡改。这一技术的应用，既满足了师生远程访问校园资源的迫切需求，又保障了校园网络数据的安全性，助力实验学校构建更加开放、高效且安全的现代化教学网络环境。

校园网络的网络规划设计

校园网拓扑结构

在本方案里，鉴于实验学校信息点数量庞大，属于大型网络范畴，为实现高效管理并提升性能，我们将整个校园网依照标准的三层网络结构进行设计，即核心层、汇聚层与接入层。

核心层网络设计：校园网络的核心网承担着关键 责任，主要负责在整个校园内部，实现不同区域教学单位、行政部门之间的高速数据路由转发，同时进行全网路由的维护与计算。

汇聚层网络设计：汇聚层网络在校园网络体系中至关重要，主要 职业是实现校园内各教学楼宇以及相关教育教学单位的内网接入，完成交换机的汇聚操作，开展数据交换 职业，并进行 VLAN 中继。

接入层网络设计：接入层网络采用两层交换网络架构，其主要 影响是为终端用户提供网络连接入口。依据上述网络结构规划，我们绘制出了实验学校的网络拓扑图，具体可参照图 4.1 网络拓扑图。

设备选型

核心层设备选型

（1）防火墙

防火墙所提供的承载级性能，能够契合大型企业网络以及服务提供商的需求。作为 全球领先的RG-WALL 1000千兆防火墙系列的一员，RG-WALL可为当下的网络客户提供卓越的安全性、可靠性与性能。该防火墙将静态防火墙以及IP安全（IPSec）虚拟专网（VPN）功能，与千兆位以太网吞吐量灵活融合，能够很好地满足实验学校校园网的复杂需求，防火墙的相关参数详见表4.1。

表 4.1 产品技术参数

产品型号	RG-WALL 1000千兆防火墙
设备样品
价格	5万
端    口	固化2个10/100BaseT+2个10/100/1000BaseT接口，可选配最多4个千兆电口/千兆SX/LX光口
最大并发连接数	1,000,000sessions
吞吐量	1.8Gbps
（最大）策略数	65,535
VPN并发通道数	10,000tunnels
VPN吞吐量 (SHA-1,3-DES)	400Mbps

（2）交换机

在实验学校的校园网架构里，核心层设备无疑是最为关键的主干部分。其核心功能在于以极高的速度进行数据交换，承担着传输贯穿整个校园网络数据流的重任。相较于其他层级，核心层所处理的数据流规模庞大，这就要求在设备选型时，务必选用传输速率极高的设备。

核心层具备 下面内容具体功能：实现交换区段的连接；构建与其他区段（比如广域网区段）的通信链路；以最快速度完成数据帧或数据包的交换。为契合实验学校校园网当下的带宽要求与服务需求，经综合考量，我们选用了华为的 S7706 核心交换机。该交换机能够充分满足校园网络的日常运转需求，其详细技术参数呈现于表 4.2 。

表 4.2 核心交换机设备选型

设备名称	核心交换机
设备样品
设备型号	华为S7706
价格	7.5万
产品类型	企业级交换机
应用层级	三层
传输速率	10/100/1000Mbps
端口数量	28个
背板带宽	32Gbps
VLAN	支持
包转发率	1152Mpps/2880Mpps
网络标准	IEEE 802.3 ， IEEE 8
端口结构	非模块化
交换方式	存储-转发
传输模式	支持全双工
堆叠功能	可堆叠
QOS	支持
其它特点	安装了 I

（3）服务器

在网络体系中，服务器占据着极为关键的地位，堪称核心设备 其中一个。其主要 责任是为 职业站供应处理器、内存、磁盘、打印机、软件以及数据库等各类资源与服务，同时肩负着对这些资源进行协调管理的重任。鉴于网络服务器需同时服务网络上的全体用户，故而对其性能有着较高要求。

结合当前实验学校校园网络的实际应用情况与规模 大致，可选用的服务器类型包含高档 PC 服务器、UNIX 职业站以及小型机等。在挑选网络服务器时，主要需考量 下面内容关键 影响：CPU 的运行速度与数量多寡；内存的容量 大致及性能优劣；总线的结构形式与具体类型；磁盘的总容量以及性能表现；容错性能的高低。经综合权衡校园网络建设需求，我们选定了戴尔 PowerEdge R930 机架式服务器。该服务器能够充分契合当下实验学校校园网的使用要求，其详尽技术参数列于表 4.3 。

表 4.3 服务器设备选型

产品型号	戴尔PowerEdge R930 服务器
产品样品
价格	5万
基本参数	机架式、4U
处理器	CPU类型Intel 至强E7-4800 v3、CPU型号Xeon E7-4820 v3 CPU频率1.9GHz、CPU数量6颗 制程工艺22nm 缓存25MB 总线规格QPI 6.4GT/s CPU核心十核、CPU线程数20线程
主板	主板芯片组Intel C602J

汇聚层设备选型

在实验学校的校园网络架构里，汇聚层处于接入层与核心层之间的关键位置，充当着二者的分界点，进一步明晰了核心层的界限范围。汇聚层具备执行一些复杂且消耗 体系资源较多的数据包操作的能力。接入层的设备会汇集连接到一台或者多台汇聚层设备上，由汇聚层设备在接入层交换机之间搭建起第二层连接， 并且提供第三层功能，以支持路由选择以及网络层服务。

汇聚层的重要 影响 其中一个，是保障交换区段不受网络其他部分故障的影响。举例来说，倘若一个或者多个网段遭遇广播风暴，汇聚层设备能够阻止该风暴蔓延至核心层以及网络的其他区域，进而实现对每个区段的保护，使其免受其他区段故障的波及。

在实验学校校园网的整体规划中，关于汇聚层设备的选型， 规划在行政楼、综合楼、物理系楼、英语系楼、教学楼、宿舍楼等场所部署汇聚分中心。随着当下网络技术的 进步，众多产品的兼容性 难题得到了良好解决。鉴于要确保实验学校校园网最终设备管理的便捷性以及网络的平滑性，本方案选用了华为 S5720 – 36PC – EI – AC 三层全千兆以太网交换机。在众多实验学校校园网场景中，单个楼宇内往往存在大量信息点，这种情况下，可在单个楼宇内选用一款相对低端的三层交换机，用于汇聚楼宇内部众多接入层交换机的数据。综合对比核心层与汇聚层设备的选型情况，经多方面考量，最终选定 S5720 – 36PC – EI – AC 作为楼宇内部的汇聚层设备，该设备能够充分满足实验学校当前对流量和带宽的需求，其详细技术参数列于表 4.4 。

表 4.4 产品技术参数

产品外观
主要参数	产品类型	千兆以太网交换机
	产品结构	三层
	价格	2万
	传输速率	10/100/1000Mbps

接入层设备选型

接入层作为最终用户获准接入网络的关键节点，能够在此层面借助过滤手段或访问控制列表，对用户流量实施更深入的管控。不过，其主要 责任还是为最终用户搭建起网络接入的桥梁。在接入层，第二层交换机负责将用户连接至网络，为每个端口分配专属带宽。

针对当前实验学校校园网的流量状况以及带宽需求展开评估后，我们明确了接入层交换机的选型 路线。经综合考量，选用支持 QoS、VLAN 且具备百兆到桌面能力的华为 S2700 – 26TP – SI 交换机，采用 “接入 – 汇聚 – 核心” 的三层架构来实现网络接入。 操作证明，该交换机能够充分契合实验学校当下对流量和带宽的实际需求，其详细技术参数列于表 4.5 。

表 4.5 产品技术参数

设备名称	接入层交换机
设备样品
设备型号	华为S2700-26TP-SI
价格	3000元
设备基本参数
产品类型	智能交换机
应用层级	二层
传输速率	10/100Mbps

IP 地址及 VLAN 规划

实验学校选用了 114.115.0.0/16 这一私有 IP 地址段，作为校园网的基础 IP 地址范围。该地址段拥有充裕的可用地址数量，足以契合学校网络设备数量不断增长的需求。学校依据不同区域与部门的实际情况，开展了细致的子网划分 职业。举例来讲，教学楼区域被分配 114.115.10.0/24 子网，宿舍楼区域采用 114.115.50.0/24 子网，办公区域则使用 114.115.30.0/24 子网。每个子网内设备数量的分配，均依照实际需求而定，以此保障 IP 地址得以充分运用。

针对校园网内的关键设备与服务器，例如核心路由器、交换机以及服务器等，采用了静态 IP 地址分配方式。这些设备的 IP 地址被固定下来，不会轻易变动，极大地方便了网络管理员进行管理与维护。

在监听网络部分，为每个监听接入点均划分了独立的 IP 地址段， 并且借助 DHCP（动态主机配置协议）自动为监听接入用户分配 IP 地址。这种方式在保证 网络灵活性的同时，也便于开展用户管理与流量控制 职业。考虑到未来网络扩展的需求，在每个子网中都特意预留了一定数量的未使用 IP 地址。这些预留地址可在有新网络设备加入时进行分配，有力确保了网络的可持续 进步。具体的 VLAN 划分与 IP 地址规划情况，详见表 4.6。

表 4.6 VLAN划分与 IP地址规划表

楼宇	VLAN ID	网络号	地址范围	地址
教学楼	VLAN10	114.115.10.0/24	114.115.10.1-254	114.115.10.254
办公楼	VLAN30	114.115.30.0/24	114.115.30.1-254	114.115.30.254
食堂	VLAN80	114.115.80.0/24	114.115.80.1-254	114.115.80.254
图书馆	VLAN90	114.115.90.0/24	114.115.90.1-254	114.115.90.254
体育馆	VLAN92	114.115.92.0/24	114.115.92.1-254	114.115.92.254
学生公寓	VLAN50	114.115.50.0/21	114.115.50.1-254	114.115.50.254

综合布线规划

实验学校在校园网改革进程中，多栋新教学楼相继建成。这些新建建筑楼内部均已铺设网络线，为校园网组网 职业提供了诸多便利。 然而，仍有部分老式建筑楼尚未进行网络布线。倘若在这些老式建筑楼中单纯采用有线网络，存在诸多不便。况且，在整个校园内全面部署监听局域网也并非最佳方案，不仅布线工程繁琐复杂，还可能对建筑楼外观的美观性造成影响。

另外，诸如图书馆、会议厅等场所，为了给师生提供更为优质的网络服务，同样需要接入监听网络。学校各区域的信息点统计情况详见表 4.7 。

表 4.7 教学区与寝室区信息点分布表

教学区域信息点分布					寝室区域信息点分布
地点	楼层	教室	办公室	机房	地点	楼层	信息点
教学楼1栋	1层	8	0	0	宿舍1栋	1层	180
	2层	4	12	0		2层	180
	3层	8	0	0		3层	180
	4层	4	7	30		4层	180
	5层	8	0	0		5层	180
教学楼2栋	1层	8	0	0	宿舍2栋	1层	180
	2层	4	12	0		2层	180
	3层	8	0	0		3层	180
	4层	4	7	30		4层	180
	5层	8	0	0		5层	180
教学楼3栋	1层	8	0	0	宿舍3栋	1层	180
	2层	4	12	0		2层	180
	3层	8	0	0		3层	180
	4层	4	7	30		4层	180
	5层	8	0	0		5层	180
教学楼4栋	1层	8	0	0	宿舍4栋	1层	180
	2层	4	12	0		2层	180
	3层	8	0	0		3层	180
	4层	4	7	30		4层	180
	5层	8	0	0		5层	180
教学楼5栋	1层	8	0	0	宿舍5栋	1层	180
	2层	4	12	0		2层	180
	3层	8	0	0		3层	180
	4层	4	7	30		4层	180
	5层	8	0	0		5层	180
合计		324			合计	3600

结    论

本次实验学校校园网规划与设计项目，经过长 时刻调研以及多方面的深入研究与 操作，取得了显著成果。从校园网设计的基本 制度于设计理念出发，全面分析了学校的实际情况与需求，如网络应用、业务流量等方面，同时融合出口带宽与网络安全方面的 影响，以此为基础制定了科学合理的整体规划方案，明确了校园网建设的预期目标。

在关键技术的应用上，通过端口聚合，搭配虚拟局域网和三层交换技术来 进步可靠性， 接着安装 AP和专用网络扩大覆盖范围，同时网络布局与设备选择相互配合，IP地址安排与VLAN设置优化资源分配，依靠综合布线规划建立基础设施。利用华为eNSP模拟器进行实现与测试，验证了网络功能与服务的有效性，确保校园网能够满足学校日常教学、管理等各项业务的需求。

这次项目不仅成功打造了符合学校需求的校园网，也为未来校园网络的 进步积累了宝贵经验。未来，随着教育信息化的不断推进，持续已关注新技术的 进步，通过调整监听覆盖密度来提升访问速度，同时加强防火墙策略以防范新型网络威胁，最终为师生打造更顺畅的数字环境，助力学校教育教学质量的提升。

参 考 文 献

乌文波.中职学校校园网络的规划与设计[J].数码设计,CG WORLD. 2024,18(07):173-174. 陈岳.园区级校园网络规划与方案设计[J].信息技术与信息化, 2024(11):167-170. 李思雨.高校校园网综合规划与设计[J].信息记录材料, 2024,23(03):190-192. 刘晓亚.校园监听网络的规划设计与部署[J].计算机时代, 2024(6)：122-124. 钟机灵.高可靠性校园网规划与设计研究[J].电脑 智慧与技术, 2024,16(22):74-76. 王应求.高校校园网规划设计及智能化改造分析[J].现代信息科技, 2024,6(04):88-90. 廖伟文.广州工商学院校园网的规划及实现[D].华南理工大学, 2024.  林宜锋.基于ENSP的中学网络规划研究与设计[J].中国新通信, 2024,24(18):85-89.  张国才.基于敏捷网络的高校校园网架构规划与设计[J].山西电子技术, 2024,(02):66-68+91. 李恒鑫.基于空间网络分析的校园规划设计探讨[J].工程技术研究, 2024,7(11):31-33. 佐藤, 健二. ( 2024). スマートキャンパスにおけるネットワーク設計と運用. 『情報処理学会論文誌』, 62(4), 1200-1211.

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