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摘要
在当今的信息时代，校园网络需要一个良好稳定的网络，这不仅有利于正常的教师教学，而且充分提高了学生课堂的效率。可以注意到，规划和保护校园网络非常重要，主要侧重于改进和构建现有校园网络的缺点，并对当前网络进行安全分析。从校园网络缺乏无线部署、网络带宽低、网络安全性低、网络可扩展性差等几个方面入手，通过网络转型，可以构建高性能、高可靠性、可扩展的安全稳定的校园网络。
本文基于现有的核心局域网技术和先进的发展，分析了本课题背景的重要性、校园网的现状、建设的原则和目标，制定了非常详细的方案设计过程，并提供了设计结果的测试。本文综合考虑了系统的结构、网络安全、网络设计方案、布局等方面，以设计出一所中学郊区学校的实施网络设计方案。在这个项目中，我们将详细介绍地址分配、VLAN分区、防火墙应用、无线网络配置、扩展访问、ACL配置和其他相关功能。

关键词：网络规划；网络安全；校园网；无线网络；三层架构

Network scheme planning, design and simulation implementation of the first secondary school in Zalut Banner
Abstract
In today’s information age, campus network needs a good and stable network, which is not only conducive to teachers’ normal teaching, but also fully improves students’ class efficiency. It can be seen that the planning and security of the campus network is very important. This paper mainly focuses on the improvement and construction of the existing campus network and the security analysis of the current network. From the aspects of no wireless deployment in campus network, low network bandwidth, low network security, and poor network scalability, a high performance, high reliability, scalable, secure and stable campus network is constructed through network transformation.
Based on the original basic LAN technology and advanced development, this thesis analyzes the background significance of this topic, the current situation of campus network, construction principles and purposes, describes a very detailed program design process, and gives a test of the design results. This thesis designs a feasible network design scheme of suburban middle school from the aspects of system structure, network security, network design scheme and layout. In this design, the address allocation, VLAN division, firewall application, wireless network configuration, extended access, ACL configuration and other related functions are introduced in detail.

Key Words: network planning; Network security; Campus network; Wireless

目 录
摘要 1
Abstract 2
1绪论 3
1.1选题背景 3
1.2选题意义 4
1.3本文主要内容 4
2相关技术描述 6
3项目分析 10
3.1项目现状及布局要求 10
3.2功能需求分析 11
3.3校园网规划与设计方案 13
4网络总体设计 14
4.1网络层次化设计 14
4.2部署方案 14
4.2.1 AC设备选型 15
4.2.2 AP设备选型 15
4.2.3 接入交换机设备选型 15
4.2.4 汇聚交换机设备选型 15
4.2.5 核心路由器设备选型 15
4.2.6 出口防火墙设备选型 16
5详细设计 16
5.1 软件介绍 16
5.2 校园网拓扑图 17
5.3 相关技术配置 17
5.3.1 vlan技术配置 17
5.3.2 ip地址技术配置 18
5.3.3 生成树技术配置 18
5.3.4 DHCP技术配置 18
5.3.5 静态路由技术配置 19
5.3.6 VRRP技术配置 19
5.3.7 OSPF技术配置 19
5.3.8 防火墙技术配置 19
5.3.9 无线技术配置 20
5.3.11 网络安全技术配置 25
5.4 网络连通性测试 26
总 结 34
参考文献 35
致 谢 36

1绪论
1.1选题背景
随着技术教育的发展，构建高中校园网络已成为提高教学质量、创建具有现代教育特色的学校的重要手段。建设中学校园网可以为教师和学生提供更丰富、更多元化的教学资源和学习平台，促进教师和学生之间的沟通交流，提高教学效率，营造良好的学习氛围。同时，构建中学校园网络也是实现信息化教育管理的重要基础，可以更好地管理学校的教学资源、学生信息和讲座信息，提高学校管理效率和服务水平。
教师和学生在教学过程中需要更多的教学资源和教育平台。高中校园网可以为他们提供在线课程、教育视频、数字教科书等资源，丰富教学内容，提高学习效率。学校需要更好地管理和汇编教学资源、学生信息和讲座信息。高中校园网络可以实现教育资源的数字化管理，提高学校管理的效率和质量。随着信息技术教育的发展，学校必须营造良好的学习环境。高中校园网可以提供更多的在线学习和交流平台，促进师生之间的互动和交流，打造具有现代教育特色的学校。
1.2选题意义
构建中学校园网络可以为教师和学生提供更丰富、更多样化的教学资源和学习平台，促进教师和学生之间的互动和交流，提高教学效率，培养学生兴趣，最终提高教学质量。构建高中校园网可以实现教育资源的数字化管理，帮助学校更好地管理和收集教学资源、学生信息和讲座信息，提高学校管理效率，为学校教学管理提供良好支持。构建中学校园网络是信息化教育发展的基础和重要载体，支撑着学校现代教育教学和管理模式的建设，促进了学校信息化教育的深入推进。构建中学校园网络可以提供更多的学习和在线交流平台，促进师生之间的沟通和互动，增强师生之间的情感联系，激发学生的学习热情和创造力。
综上所述，中学校园网络建设选题具有重要意义，不仅对提高教学质量、提高管理效率、促进信息化教育发展具有积极作用，而且有助于加强师生之间的沟通与互动，促进教育教学工作的全面发展。因此，选择课题构建中学校园网络具有重要意义和价值。
1.3 国内外研究动态
国外数字校园网络建设发展较早，起点大，投资大，发展速度快。克莱蒙特大学首先提出了“校园计算”（Campus information）的概念，并于同年开始在美国大学实施信息研究项目——校园计算项目（CCP），这是大学信息化建设的第一步。美国政府高度重视并支持大学信息化的发展和建设。作为促进政府政策的一部分，美国大学的计算机化取得了快速发展，能够很好地满足教学、研究、管理以及学生日常学习和生活的需要。美国大学通常采用CIO（首席信息官）组织管理系统。首席信息官负责学校信息技术领域的工作，负责学校信息资源的统一管理和管理，管理学校信息技术和服务部门，制定信息系统建设发展规划。以加州大学伯克利分校的CIO系统为例，该校校园的信息化建设是全球公认的大学信息化建设模式。首席信息官领导三个部门，即首席信息官办公室、信息技术及服务部和学校技术委员会。美国大学的首席信息官组织管理体系相对完整，师资设置合理，职责权限明确，人员配置齐全。这种组织体系有效地促进了美国大学信息化建设的发展。在美国大学的IT机构中，通常有一个专门的IT服务部门，可以为教师、学生和工作人员提供细致全面的服务。从教学技术支持到师生信息系统管理，从无线网络服务到计算机安装和维护，服务范围涵盖了教学、科研、管理和学生生活的不同方面。良好的IT服务不仅提高了IT应用水平，而且改变了用户的工作方式，大大提高了工作效率。此外，美国大学网络的日常管理非常严格和规范，确保了校园网络运行的安全。经过二十多年的不断发展和完善，美国大学已经建立了非常完整的信息运营和服务体系，其发展水平、管理水平和应用水平均处于世界领先地位。
法国在教育领域制定了一项“实施社会信息化行动计划”政策，优先发展教育部门的信息结构。在这一政策的指导下，法国的校园网络迅速普及。英国被称为教育信息化领域的先驱，政府在信息技术建设方面投入了大量资金。英国大胆接受与校园信息化建设行业企业的合作。自1989年以来，英国政府和通信公司合作在全国各地的大学实施了CTI（计算机教学倡议）项目，希望通过计算机和通信技术的结合，对高等教育机构的所有学科从教学模式、教学内容到教学组织形式进行深刻变革。这个项目正日益成为世界各地关注的焦点。经过多年的建设，国外大型大学已经建立了相对成熟的校园网络模式。基于校园网络的信息技术可以帮助提高教学、科研和大学管理水平，最终培养出能够适应信息社会要求、更好地服务社会的人才。作为培养人才的大学校园，大学计算机化建设处于时代前沿。
全国校园网现已渗透到各商学院，为教学、科研、人事、财务、财务管理、学生管理等方面的综合管理系统提供业务支持。目前，不同专业大学有许多操作平台，许多数据库和其他操作平台可能会导致信息和数据标准不一致，以及数据资源无法有效共享的情况。在管理系统中使用校园网可以有效提高工作效率和质量，全面提高管理服务水平。高职院校应建立校园IT支撑系统和基于校园的安全措施，逐步提高高职院校信息化建设标准。
目前，高职院校相对完整的网络系统是综合信息管理办公自动化应用系统，实现了财务、人事、物流、会议管理、档案管理、综合信息服务等多方面的办公工作，以及相关信息的加密、认证、网络安全等。因此，校园网络不再局限于日常办公平台，而是学校知识管理的综合平台。现代校园网可以实现统一标准数据、统一标准开发平台、统一标准用户管理和统一标准外部门户。当前对校园网的研究主要体现在以下几点：
1、校园网络集成化管理
高职院校的主要工作是学生管理和教学。目前，专业校园网络主要侧重于教学，学生管理内容有限，只能提供在线支持。因此，高职院校网络综合管理是学校学生管理的发展方向，主要体现在参与、卫生、安全、美食、事务和信息支持等方面。
目前，校园一卡通在大多数学校得到了广泛的应用，但在学生管理方面没有显示出任何优势。如何充分利用一卡通的特点，对实现学生管理起着重要作用。例如，通过移动标签来识别谁迟到或缺席，可以管理学生在课堂上的出勤情况。教师可以随时随地即时查看学生在课堂上的违纪行为，学生也可以实时查看自己的违纪行为。系统会自动更新存在违规行为，并随时报告。一旦学生进入宿舍，安全和卫生至关重要。校园网络连接到实时学生监控系统。宿舍管理员可以实时评估宿舍并报告结果，这些结果通过卫生管理系统直接上传到校园网络。学生管理人员可以快速识别和解决问题。通过该系统平台，学校可以管理学生身份验证、信息披露等方面。将IT概念与学生管理活动紧密结合是校园网络发展的方向。
2、校园网有线与无线的结合
职业院校校园网以往主要是以有线网络为主，学校的教学活动主要集中在多媒体教室、实验室、机房、图书馆等场地进行，这些场所都会提供有线网络。当前教学场所向着学生宿舍、广场、食堂、操场以及开放的场所延伸，学生可以在学校任何场所开展学习，这些场所就需要无线网络的覆盖。无线网络覆盖后，学生的学习将不再受时间和空间的限制，随时随地都可进行学习并获得共享的学习资源。
无线网络必须和有线网络的有效结合才能充分发挥效力，无线网络与有线网络相比有一定的移动性优势，但无线网络受到信号的衰减比较大，应用受到一定的制约。随着校园网络技术的发展，无线网络技术将日趋走向成熟，成为未来校园网的主力。
3、校园网的网络远程教育
在在线教育中综合运用现代信息技术和网络技术是实现互动式在线学习的一种新的教育模式，是对传统教育的有力补充。远程教育校园网是一个多功能系统，包括实时远程多媒体教学、远程视频广播、开放式网络阅览室、在线教育空间和网络监控。远程教育最大限度地利用了校园网络资源，体现了学生的学习主动性，满足了现代教育和终身学习的需求。通过远程互动交流和学习，它促进了学生和教师之间以及学生之间的三维交流。远程学习的形式改变了人们接受教育的传统方式，提供了一种实用有效的个性化教学方式；远程教学管理的自动应用，如学生提问、咨询登记、支付、选课、成绩查询、考试管理等。，可以通过网络远程完成。在线远程学习改善了教师教学方法，缓解了师生之间沟通距离的局限性，增加了师生之间的沟通机会。从网络的角度来看，校园网提供的远程网络教育功能必须首先解决带宽问题。随着当今网络技术的发展，带宽将不再是问题。
综上所述，校园网是实施现代教育的有效载体。校园网中各种支持系统的建立和应用，极大地推动了高职院校信息化建设的步伐。它可以有效地改善学习环境和条件，为学生提供现代化的学习氛围，激发他们学习专业知识的兴趣。。
1.4 本文主要内容
本文主要根据现有网络的缺点、未来的需求和扩展、实地调研和具体分析，分析和设计一个高质量、快速、稳定的校园网。从学生和教师的需求出发，VLAN拆分、IP地址分配、WLAN、DHCP、STP协议、链路聚合、VRRP RIP、远程登录控制、网络SNMP协议、网络安全ACL和防火墙、外部通信NAT。最后，设备的选择是基于网络，并考虑到许多面额，以确保高网络性能、高可靠性和成本效益。
通过确定学校的实际网络需求并预测未来的发展趋势，根据现有原则选择合适的网络结构和技术，确保网络系统的可靠性和可靠性，更好地为学校提供维护和保修服务。

2相关技术描述
1 vlan技术
VLAN是一种虚拟局域网技术，它在逻辑上将物理局域网划分为多个传输域。最终的项目旨在将VLAN网络划分为不同的建筑。汇聚交换机和核心路由器通过VLAN1000相互连接。建筑VLAN划分的总体设计如下表所示:

表4.1 vlan具体划分表
Vlan 规划
10 教学楼
20 浴室
30 图书馆
40 教学楼2
50 体育馆
60 食堂
70 宿舍区
80 图书馆2
1000 互联地址

2 ip地址规划
作为该竣工项目的一部分，为了确保IP地址的高可靠性，并考虑到建筑物之间IP地址预订的相关问题，我们采用了C类专用网络终端进行规划。每栋建筑物独立占用C类地址段，例如教学楼使用192.168.10.0网段，浴室使用192.168.20.0网段等。这不仅可以提供未来的扩展问题，还可以方便相关服务和维护人员的记忆。详细表格如下：

表4.2 ip具体划分表
Vlan 规划 Ip地址
10 教学楼 192.168.10.0/24
20 浴室 192.168.20.0/24
30 图书馆 192.168.30.0/24
表4.2 续表
Vlan 规划 Ip地址
40 教学楼2 192.168.40.0/24
50 体育馆 192.168.50.0/24
60 食堂 192.168.60.0/24
70 宿舍区 192.168.70.0/24
80 图书馆2 192.168.80.0/24
1000 互联地址 10.0.0.0

3 生成树技术
由于校园网对负载共享的需求以及网络线路和硬件的冗余，我们采用了MSTP树技术来满足客户的需求。因为MSTP树协议允许您为每个VLAN设置拉伸树。在构建校园网的过程中，我们使用MSTP树协议将不同的VLAN划分为不同的扩展树协议，从而实现了网络负载功能。如下表所示
表4.3 MSTP具体划分表
Vlan 规划 MSTP规划
10 教学楼 MSTP Instance 1
20 浴室
30 图书馆
40 教学楼2
50 体育馆 MSTP Instance 2
60 食堂
70 宿舍区
80 图书馆2

4 DHCP技术
DHCP是一种动态主机配置协议，允许最终用户（计算机、手机、平板电脑等）自己获得适当的IP地址。它可以集中管理设备IP地址分配，以及网关分配、DSN等。在毕业过程中，DHCP技术被用来满足校园网客户的技术要求。
5 静态路由技术
静态路由是一种特殊类型的路由，需要管理员手动配置。当网络结构相对简单时，简单地设置静态路由可以使网络正常工作。如果设备无法使用动态路由协议或无法确定到目标网络的路由，也可以使用静态路由。在构建校园网的过程中，我们在输出防火墙上设置了默认路由，并将下一个跳转点指向运营商。
校园网在输出防火墙上配置静态路由（默认路由），下一跳地址保存给运营商（中国联通和中国移动运营商）。
6 VRRP技术
VRRP被称为虚拟路由冗余协议（VRRP）。本课程设计将此技术应用于聚合层。为了确保冗余，通用门将使用相对更稳定的协议。与单独门的配置相比，VRRP可以在当前网络中更好地展示其优势。
在本次校园网建设中，为了实现设备冗余，我们在汇聚交换机上配置了VRRP协议，以提供设备冗余和链路冗余。为了实现高链路可靠性和流量负载共享，我们对VRRP技术进行了适当的配置，并最终完成了实现。
7 OSPF动态路由协议
本次校园网络设计，在汇聚交换机与核心路由器以及出口防火墙上设备采用动态路由协议OSPF。
8 防火墙相关技术
在构建校园网的过程中，考虑到校园网的安全性，我们设计了一个输出防火墙，以实现内部和外部网络的隔离和相互访问配置。我们还使用Easy ip技术，使内部网络用户能够通过翻译源地址来将他们的网络地址转换为公共网络地址，以便访问互联网。采用适当的安全域概念来实现安全策略配置。为了使外部网络用户能够访问内部网络服务器，我们使用NAT服务器技术将内部网络服务器映射到公共网络，为公共网络用户提供对内部网络需求的访问。
9 无线相关技术
无线接入控制器（AC）是无线局域网中最重要的基础角色。在校园网络中，确定无线设备是否可以访问互联网的关键设备是AC设备。AC主要用于控制AP设备，确保AP设备可以在AC设备上执行设备的在线功能，然后为AP分配IP地址并建立适当的CAPWAP隧道。本课程的设备将使用AC和AP连接到网络。为校园网络用户提供无线互联网接入。
10 服务器相关技术
服务器是提供各种服务的计算机。在这个构建校园网络的项目中，我们设置了两个服务器，即DNS服务器和HTTP服务器。DNS服务器由域名解析器和域名服务器组成。HTTP服务器主要提供互联网服务的使用。
11 网络安全技术
在我们的校园网络中，网络安全非常重要，主要是防止网络黑客进行网络攻击，窃取我们有用的数据和教学资源。为了防止我们的机密信息泄露和数据操纵，我们启用了网络安全，无论是物理还是逻辑，这可以防止不必要的损失。
在这个校园网络项目中，我们使用华为防火墙来隔离内部和外部网络。在接受校园内部网络的接口上定义了许多访问规则。收到的每个包裹都必须符合所有访问规则。只有当其中一个访问策略允许我们的包裹通过时，我们的包裹才能进入我们的内部网络。否则，我们的包裹将直接在外部网络上被拒绝。。

3项目分析
3.1项目现状及布局要求
本次调研学校占地总面积为近60余亩，先后创建有2栋教学楼、2栋图书馆楼，1栋图书馆以及一座体育馆，总建筑面积近2000多平米。因为是全寄宿式中学，因此还建设有食堂，浴室，宿舍等（能够提供学生的学习和生活的休闲场所，在这里学生可以看电影，追剧，唱歌，绘画等。）
在校师生所必需的生活产所。学校教学设施完善，配备有多媒体教室、微机教室、教育管理系统、财务管理系统、学生管理系统等设施为在校的千余名师生提供一个良好的生活和学习的环境。整体校园的平面图如下图所示：

图2.1 校园平面图
通在检查了现有的校园网络后，发现主要问题是校园网络的覆盖不够全面。目前，校园网络仅包括教学楼和图书馆，而男女宿舍、食堂和体育中心等其他设施位于校园网络之外。而且出口能力不足，只有约1000万台，只连接到一家移动运营商，这对出口安全构成了威胁。校园网络中的所有设备都是单独部署的，没有实现冗余部署。调查显示，目前的网络无法满足教师和学生随时随地访问互联网的需求，缺乏网络安全性。任何想使用校园网络的人都可以简单地连接到它并直接使用它，而无需采取适当的安全措施。无线网络没有覆盖，也没有统一的管理机制。它由用户自己设置和使用，没有统一的管理机制。如果没有管理不同网络的网络行为的机制，您就无法根据控制用户流量使用的机制来限制和管理它们。如果没有流量控制机制，就不可能区分每个动作的含义级别，也不可能区分不同的动作。以上是我在调查中发现的现有网络的缺点。具体网络拓扑如下图所示：

图2.2 校园网网络规划
3.2功能需求分析
本次毕业设计的主要目的是建设一个约有一千人的校园局域网，分为几栋楼。为了确保每栋建筑都能接入互联网，我们在每栋建筑中都安装了接入交换机。所有接入交换机均连接到汇聚交换机，汇聚交换机设置为2台，以实现链路冗余和硬件冗余。为了实现高可靠性，左教学楼、卫生间和图书馆通过联通运营商的一核一出一核融合接入互联网。右侧健身房的食堂和宿舍通过移动运营商通过2核融合2输出防火墙接入互联网。所有设备均设置为2（核心、聚合和输出防火墙），以实现设备冗余和链路冗余。校园网络堆叠着无线网络，专门用于宿舍和教学楼，使教师和学生能够通过无线信号访问互联网。
整体拓扑图如下图所示：

图2.3 校园网整体拓扑图

3.3校园网规划与设计方案
这个毕业设计模拟了一个由大约一千人组成的校园网络，分为几个建筑。这些是：教学楼、图书馆、健身房、咖啡馆、宿舍、浴室等。根据建筑，它们被分为VLAN 10、20、30、40、50、60、70、80。
校园网需要一个WEB服务器和一个DNS服务器。服务器www的域名是www.___XiaoYuan.com，必须对互联网上的每个人都可用。
为确保安全，在校园网络出口安装了两个防火墙，双机配置处于待机状态，两名操作员同时访问负载功能。Vlan10教学楼1，与VLAN 20、VLAN 30 1库和VLAN 40相关的数据流量必须从汇聚交换机1传输到核心路由器1，然后从防火墙1输出，由中国联通运营商传输，数据返回流量也应统一。
与Vlan50体育馆、Vlan60自助餐厅、Vlan70宿舍和Vlan80图书馆2相关的数据流量必须从汇聚交换机2传输到核心路由器2，然后传输到防火墙2的输出，由移动运营商承载，数据返回流量也应统一。
校园网络配置了DHCP服务器。我们使用校园内联网聚合交换机作为DHCP服务器，终端设备作为客户端设备，这样内联网上的每个主机（服务器除外）都可以自动获得IP地址[15]。
在内联网上配置OSPF协议，通过在聚合交换机、路由器和防火墙之间运行OSPF路由协议，实现跨网络的互操作性。内部防火墙端口可以知道内网终端的IP地址范围，并通过OSPF路由协议进行部署。内部网络服务器可以学习默认的外部OSPF路由来访问公共网络地址。
使用AC+AP网络方法，配置无线漫游技术，并将无线网络名称和密码设置为12345678。总体网络架构如上图所示。

4网络总体设计
4.1网络层次化设计
分层网络设计模型可以从下到上分为接入层、聚合层和核心层。完成设计采用三层网络架构，接入层交换机连接终端设备，汇聚层交换机连接接入交换机，主要为终端设备提供网关服务和DHCP功能。核心层路由器主要用于快速发货。
每层有独立的功能：
接入层本地的和远程的工作组的连接，主要是连接终端用户的，在这个校园的网络中，主要体现在连接各终端教室PC的交换机。