XX市第七中学智慧校园解决方案

XX

中国XX

XX市第七中学智慧校园

设计和建设方案

（初稿）

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目录第一章总体设计1.1学校概况.........................................................................................................................41.2设计原则........................................................................................................................41.3建设的意义1.4总体建设指导思想.......................................................................................................71.5建设目标.........................................................................................................................81.6用户角色分析................................................................................................................81.7设计标准和规范第二章校园网设计..................................................................................................................102.1概述................................................................................................................................102.1.1XX市第七中学校园网现状2.1.2网络现状分析..................................................................................................102.2建设原则与设计思路2.2.1建设原则2.2.2设计思路2.3网络设计.......................................................................................................................152.3.1总体设计2.3.2核心交换机设计2.3.3接入交换机设计2.4无线网设计2.4.1无线网络设计..................................................................................................192.4.2无线安全2.4.3无线实施方案..................................................................................................212.5网络安全设计..............................................................................................................212.5.1防火墙设计.......................................................................................................212.5.2接入层安全设计2.5.3网络管理设计..................................................................................................24第三章智慧校园系统设计3.1电子校徽系统..............................................................................................................313.1.1系统概述3.1.2设计依据3.1.3设计原则3.1.4系统设计3.2视频监控系统.............................................................................................................363.2.1系统概述3.2.2设计依据3.2.3设计原则和目标3.2.4系统设计3.3公共广播系统.............................................................................................................463.3.1系统概述3.3.2设计依据3.3.3设计原则和目标

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3.3.4系统设计3.4LED大屏系统..............................................................................................................543.4.1系统概述3.4.2设计依据3.4.3设计原则..........................................................................................................563.4.4系统设计..........................................................................................................563.5视频会议系统.............................................................................................................643.5.1系统概述3.5.2设计依据3.5.3设计原则3.5.4系统设计3.5.5会场环境要求..................................................................................................763.6校园一卡通系统3.6.1系统概述3.6.2系统特点与优势3.6.3一卡通系统结构3.6.4各子系统功能描述.........................................................................................843.7数据中心机房系统..................................................................................................1093.7.1机房设计概述3.7.2机房工程的设计指标...................................................................................1103.7.3机房工程设计依据3.7.4系统设计3.8综合布线系统...........................................................................................................1203.8.1系统概述3.8.2设计原则3.8.3用户需求分析................................................................................................1223.8.4设计方案第四章智慧校园多媒体综合管控集成平台第五章工程建设进度计划

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第一章总体设计

1.1学校概况

XX市第七中学占地面积50余亩。学校建筑物有分为教学楼、行政楼和艺术楼。现有在校学生1351人，教职工总共120人。学校从行政方面是以年级为单位进行统一管理的。XX市第七中学，先后获得市办学水平优质等级学校，市行风评议优胜单位，市师德教育先进单位，市级绿色学校，市级平安校园，省体育传统项目学校并获得全国先进，省艺术教育先进单位，省“体教结合”先进单位，省青少年思想道德建设先进单位等称号，2004年被市政府、市教育局名为市级示范中学。

1.2设计原则

先进性原则系统设计既要采用超前思维、先进技术和系统工程方法，又要注意项目的合理性，技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有发展潜力，能保证未来若干年内占主导地位。先进性与成熟性并重，考虑到近年来的应用发展特点，把先进性放在重要位置。可靠性和安全性数据和系统的可靠性和安全性对一个应用系统是至关重要的，因此对于信息系统来说，要充分考虑到可能出现的问题，必须把这一原则作为极为重要因素考虑。数据交换、业务集成和信息展现所处理、传送和管理的信息，可能涉及到不同部门和系统的秘密或敏感信息，此类信息处理和传递的任何环节如果

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出现漏洞，其损失将是巨大的。因此，系统的安全性将是十分重要的原则。其次，数据交换、业务集成和信息展现承受着大批量的关键性数据的流转、交换和存储，系统的可靠性将是系统建设需要重点考虑的问题。开放性和互操作性信息系统建设的根本目的在于信息交换，因此在系统建设中采用的各硬件产品和软件支撑平台必须符合开放性原则，符合当前国际标准或者事实上的国际标准、国家标准、学院标准。为适应学院应用系统不断拓展的需要，应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境，通信环境，软件环境，操作平台之间的相互依赖小。系统的实用性主要技术和产品必须具有成熟、稳定、实用的特点，实用性放在首位，既要便于用户使用，又要便于系统管理。可扩充性和升级能力为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的可扩充性。可管理性和可维护性整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台自身。建立基于标准的数据交互由于学院信息种类比较多，涉及的数据和信息格式比较繁杂，如果没有一个良好的规范来约束，在内部系统之间进行信息交换的时候就会由于格式表述的不统一带来巨大的消耗。整合平台上定义的各种内部信息交换格式应该基于统一的标准，通过标准定义的接口对于未来业务发展具有重要意义。现有各种业务系统内部维护着自身的信息格式，但在交换到平台上处理时，所有的信息先转成标准的信息逻辑结构，然后在平台上以这种通用的格式进行处理，处理完毕后再转换成相应的目标系统的格式，送入目标系统。当规划新业务系统时，按照标准定义信息交换格式，使未来的系统逐渐向标准化演变。

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促进XX市第七中学教学和管理过程和模式的全面信息化加速XX促进XX市第七中学教学和管理过程和模式的全面信息化加速XX市第七中学教育教学的转变学校领导管理、决策数字化6

1.3建设的意义

智慧校园将计算机信息技术等融于教育的各个环节，使信息工具成为教师教学、学生学习、校务管理必要手段。它建立在高速网络平台、分布式计算，WEB、多媒体等新技术的基础上并最大限度地体现了教育的本质。不容否认，信息技术在教学中的整合应用将带来教学模式以及教学管理方式的深层变革。运用网络技术开展教学、教务管理、课程的安排与选修等工作，可以克服目前学分制管理上存在的误区，使成功地进行弹性学分制的教学改革成为可能。通过智慧校园的建设和教育应用功能开发，构建一个集教学、管理、生活为一体的数字化教育环境，最终实现教育过程的全面信息化，与之相适应的是一系列教育制度和教育方式将发生变革。目前，形成共识的是，信息技术的应用有助于教学模式和教学观念的转变。在教学中，教师们可以充分利用网络资源，开展网上多媒体教学实践，建立学科网站或教学资源库，构建多媒体网络教育体系。它不仅仅是将课本知识数字化，也是对课程体系的科学重组和改革，使课堂教学的有效补充和扩展。利用多媒体网络还能实现教学方式的转变，确立学习者在教学过程中的中心地位。教师将从传统的知识传授者转变为学生学习的导航员、学习活动的主持人。各门课程的学习更多地围绕着深入问题的本质讨论而展开，与有关的考试和课题结合起来，学生可以利用数字化图书馆以及各种网络资源库搜索自己需要的信息，进行研究性学习，解决各种学习问题，同时利用互联网与其他教师或学生进行广泛的讨论交流，并将学校以外的信息资源和智力资源引入到教学中。使领导决策实现数字化，决策支持系统通过结合个人的智力资源和计算机的能力来辅助改进领导决策的质量。为校领导提供决策所需的数据、信息和背景材料，帮助明确决策目标和进行问题的识别，建立或修改决策模型，提供备选方案，并对各种方案进行评价和优选，通过人机交互功能进行分析、比较和判断，为正确决策提供必要的支持。

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夯实基础构建平台Internet/Intranet创建教学新模式逐步推进应用管理和应用集成数据集中7

XX市第七中学智慧校园解决方案夯实基础构建平台Internet/Intranet创建教学新模式逐步推进应用管理和应用集成数据集中7

1.4总体建设指导思想

建立一个安全、舒适、节能、便捷的校园环境，是智慧校园的基础，因此LED大屏系统、公共广播及背景音乐系统、视频监控系统、周界报警系统、电子校徽系统、计算机网络系统、信息发布系统、AV音视频系统、UPS系统、机房工程系统的建设必须一步到位，作到落实基础。为了建成一个完整统一、技术先进、高效稳定、安全可靠的智慧校园系统的传输、交换路由、计算、存储、备份等的综合运行平台。综合布线系统、网络系统设计必须满足性能指标的设计要求，为保证各项应用可用、安全，应该选用成熟的技术和平台，要对网络结构、网络设备、服务器设备等各方面进行高可靠性的设计和建设，集群是较为先进可靠的技术手段，可尽量避免系统的单点故障。在建设适度冗余、可靠备份及安全保护措施的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制，控制手段和事故监控与网络安全保密等技术措施提高整个智慧校园计算机网络及应用系统的安全可靠性。校园是以教学为本，利用智慧校园基础设施，基于综合运行平台，构建多媒体教学系统、网络教育系统，为校园提供全新的教学手段和模式，突破了传统教学的模式，扩展了新的“教学新空间”，同时实现校园对教学的集中管理、监控和评估，为提高教学效率、教学质量和教学管理提供了手段。应用系统建设从全局出发，高度统一规划，避免因部门各自为政出现信息孤岛；建立好应用平台基础，有利于提高应用系统建设水平，避免低水平重复建设；减少因技术技术更迭出现的浪费，从系统整体角度规划，达到应用系统、系统平台和底层网络之间的无逢联结，从而提高网络、操作系统、数据、应用系统等各层面的可用性和安全性。实现领导决策数字化，通过数据挖掘和数据分析工具对数据进行处理得到有效信息，再将有效的信息以合适的方式呈现在领导面前，使决策的完成基于

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基础建设：包括网络、主机等基础网络硬件、操作系统，是智慧校应用支撑平台：包括公共服务平台和公共管理工具，是智慧校园的应用系统：包括教学、学习、管理等方面的管理信息系统和业务系个性化门户：包括组织级信息门户和个人工作平台，为用户提供与信息安全体系：包括系统安全、信息安全、安全管理、安全审计标准规范体系：包括管理规范、实施规范、维护规范等，是保障智8

XX市第七中学智慧校园解决方案基础建设：包括网络、主机等基础网络硬件、操作系统，是智慧校应用支撑平台：包括公共服务平台和公共管理工具，是智慧校园的应用系统：包括教学、学习、管理等方面的管理信息系统和业务系个性化门户：包括组织级信息门户和个人工作平台，为用户提供与信息安全体系：包括系统安全、信息安全、安全管理、安全审计标准规范体系：包括管理规范、实施规范、维护规范等，是保障智8

真实可靠的信息。

1.5建设目标

XX市第七中学智慧校园系统建设主要包括六个方面的内容：园建设的基础；信息传输中间平台；统，是智慧校园的核心；其身份相对应的个性化信息与服务是智慧校园的门面；等，是保障智慧校园安全可靠运行的左翼；慧校园安全可靠运行的右翼。

1.6用户角色分析

用户角色的分析是系统需求分析的重要内容，是系统设计中使用对象的界定和基础，整个学校智慧校园系统建设的成功关键在于是否尽可能满足各种角色在校园内的各种功能需要。校园的用户角色可以归纳为以下主要几种类型：1.本校学生：在学校内学习的学生，主要功能有：注册、课堂学习、课外学习、网络学习、学习查询、生活、交际、文体娱乐、与教师交流等；2.教师：主要实现与教学业务相关的功能；3.校领导：行政管理，教学业务管理，学校运营和后勤管理等功能；4.管理部门：教务处、保卫处等部门，分别完成其对应方面的管理；5.后勤服务部门：完成学校的后勤服务功能。

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《XX市第七中学图纸》《高层民用建筑设计防火规范（2005版）》（GB50045-95）《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）《报警工程技术规范》（GB50348-2004）《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-94）《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）《出入口控制系统工程设计规范》（GB50396-2007）《建筑物防雷设计规范(2000年版)》（GB50057-94）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《通信光缆的一般要求》（GB/T7427-87）《XX市第七中学图纸》《高层民用建筑设计防火规范（2005版）》（GB50045-95）《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）《报警工程技术规范》（GB50348-2004）《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-94）《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）《出入口控制系统工程设计规范》（GB50396-2007）《建筑物防雷设计规范(2000年版)》（GB50057-94）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《通信光缆的一般要求》（GB/T7427-87）《工业企业通信设计规范》（GBJ42-81）《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254~50259-96）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）信息产业部和广电总局有关中国电视制式要求；GA/T75-94《安全防范工程程序和要求》；《安全技术防范产品管理办法》（国务院第421号令）；《安全防范系统验收规则》；《安全防范系统通用图形符号》；《防盗报警中心控制台》；9

1.7设计标准和规范

在整个方案设计过程中，我们遵循以下主要标准：

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XX市第七中学智慧校园解决方案1800S，核心10第二章校园网设计

2.1概述

校园网是“智慧校园”的运行平台，是校园教学、科研和管理系统、网络多媒体教学系统、家校通服务系统、录播教室、电子校徽等应用系统不可缺少支撑环境。是实现校内外资源共享、互相交流的重要途径。校园网的建设关乎未来各类应用的运行。所以建立一个适合各类业务的、兼容性好、可扩展的综合传输平台非常重要。

2.1.1XX市第七中学校园网现状

校园网是以应用为目的，基于Internet/Intranet技术的计算机网络和它的使用者以及相关规章制度的集合，即各大中小学等教育单位的网络。校园网是一个基本能覆盖整个校园范围的计算机网络，将学校内各种计算机、服务器、终端设备连接起来，并通过一定接口连接到广域网。在这些网络基础上，形成在校园内部、校园与外部进行信息沟通的体系、建立满足教学、科研和管理需求的计算机环境，为学校各种人员提供充分的网络信息服务。目前XX市第七中学校园网网络设备整体运行正常，网络状况基本满足校区内学生、教职工和后勤应用的需求。

2.1.2网络现状分析

目前XX市第七中学校区网络设备整体运行正常，网络状况基本满足校区内学生、教职工和后勤应用的需求，其中出口防火墙为神州数码交换机是神州数码6804E，核心交换再通过网线至教学楼，每栋教学楼接入交换机为TP-LINK16口或24口交换机，还有一个IBM网站网站服务器。XX市第七中学现网架构图如下，目前接入与核心交换机采用单线互联，无冗余线路，存在单线故障，部分设备单引擎单电源运行，存在单点故障。

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学校大部分设备已在网运行时间过长，设备比较老旧，故障率较高，转发性能较弱。而且接入交换机不是千兆网络结构，大大约束了网络的传输性和稳定性。而且教学楼到主机房均不是千兆上联，满足不了网络需求。

2.2建设原则与设计思路

2.2.1建设原则

计算机网络系统设计必须适应当前XX市第七中学各项应用，又可面向未来信息化发展的需要，因此必须是高质量的。在设计网络时，需要遵循以下原则：

实用性和先进性

采用先进成熟的技术满足大规模数据、语音、视频综合业务需求，兼顾其他相关的管理需求，尽可能采用先进的网络技术以适应更高的数据、语音、视频（多媒体）的传输需要，使整个系统在相当一段时期内保持技术的先进性，以适应未来信息化的发展的需要。

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➢兼容性

网络可能会出现多个计算机厂家的各种网络设备。要求网络管理系统在同一个网管平台对不同厂家的网络设备上能够同样提供完善的管理和服务。

➢安全可靠性

为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，尽量避免系统的单点故障。要对网络结构、网络设备、服务器设备等各个方面进行高可靠性的设计和建设。在采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，在网络设计方案中要应用网络管理手段，保证接入网络用户身份的合法性；采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控与网络安全保密等技术措施提高整个网络系统的安全可靠性。

➢灵活性和可扩展性

计算机网络系统是一个不断发展的系统，所以它必须具有良好的灵活性和可扩展性，能够根据XX市第七中学不断深入发展的需要，方便灵活的扩展网络覆盖范围、扩大网络容量和提高网络的各层次节点的功能。具备支持多种通信媒体、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。

➢开放性和互连性

具备与多种协议计算机通信网络互连互通的特性，确保本计算机网络系统的基础设施的作用可以充分的发挥。在结构上真正实现开放，基于开放式标准，包括各种局域网、广域网、计算机等，坚持统一规范的原则，从而为未来的发展奠定基础。IP地址设计须遵循科技厅计算机网络TCP/IP地址编码规范；设备及端口模块、光网卡的选型须满足国内外相关的技术标准，并保证与业界主流的网络设备厂家的设备互联、互通。

➢经济性和投资保护

应以较高的性能价格比构建本计算机网络系统，使资金的产出投入比达到最大值。能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。尽可能保留延长已有系统的投资，充分利用以往在资金与技术方面的投

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充分利旧，节约开支万兆骨干，千兆接入扁平化结构虚拟交换机技术13

XX市第七中学智慧校园解决方案充分利旧，节约开支万兆骨干，千兆接入扁平化结构虚拟交换机技术13

入。

➢可管理性

由于系统本身具有一定复杂性，随着业务的不断发展，网络管理的任务必定会日益繁重。所以在网络设计中，必须建立一套全面的网络管理解决方案。网络设备必须采用智能化，可管理的设备，同时采用先进的网络管理软件，实现先进的分布式管理。最终能够实现监控、监测整个网络的运行情况，合理分配网络资源、动态配置网络负载、可以迅速确定网络故障等。通过先进的管理策略、管理工具提高网络的运行性能、可靠性，简化网络的维护工作，从而为办公、管理提供最有力的保障。

网络设计需要从网络的稳定性、可靠性、先进性、扩展性、高性价比、易用性等多方面综合考虑。

2.2.2设计思路

针对XX市第七中学校园网各业务系统运行需求，结合当前智慧校园网络建设原则，XX市第七中学校园网络设计思路如下：

XX市第七中学校园网现有的在网运行设备，为节约开支，在保证网络质量的前提下，对原有设备进行充分利旧。

为满足学校对于高速上网的需求，因此在本次建设中，网络平台将采用万兆骨干、千兆接入的设计思路，整体提高网络吞吐能力，满足教育多媒体等应用需求，遵循网络实用性和先进性的建设原则。

整体网络为扁平化设计，二层架构（BRAS设备）再结合“核心-汇聚-接入”三层交换架构组网，简化网络结构，减少生成树(STP)、ARP等协议的管理开销，提高收敛速度，增强网络健壮性。

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纵向虚拟化MDC一虚多CLOS架构安全准入14

纵向虚拟化MDC一虚多CLOS架构安全准入14

可以将多台交换机虚拟成一台逻辑交换机。通过交换机热备技术，在整个虚拟架构内实现控制平面和数据平面所有信息的冗余备份和无间断的数据转发，极大的增强了虚拟架构的可靠性和高性能，同时消除了单点故障，避免了业务中断；通过分布式跨设备链路聚合技术，实现多条上行链路的负载分担和互为备份，从而提高整个网络架构的冗余性和链路资源的利用率；整个弹性架构共用一个IP管理，简化网络设备管理，简化网络拓扑管理，提高运营效率，降低维护成本。

可以在纵向维度上支持异构虚拟化，将核心和接入设备通过纵向虚拟化技术形成一台纵向逻辑虚拟设备，相当于把一台盒式设备作为一块远程接口板加入主设备系统，以达到扩展I/O端口能力和进行集中控制管理的目的。纵向虚拟化技术可以简化管理，大幅度降低网络管理节点；简化布线，二层变为一层，节省横向连接线缆；最终实现数据转发平面虚拟化，便于简化业务部署和自动编排。

可以通过MDC技术可以实现1：N的虚拟化能力，即一台物理交换机虚拟化成N台逻辑交换机，满足多客户共享核心交换机。一方面可以充分利用核心交换机的能力；另一方面也降低了用户的投资成本；同时可以通过MDC技术实现对业务的安全隔离。

核心、BRAS等设备建议采用先进的CLOS多级多平面交换架构，提供持续的带宽升级能力；支持高密40GE和100GE以太网端口，充分满足数据中心应用及未来发展需求；具备独立的交换网板卡，控制引擎和交换网板硬件相互独立，最大程度的提高设备可靠性，同时为后续产品带宽的持续升级提供保证。

在网络接入层部署安全准入方案，控制用户访问网络的接入权限，并保证用户终端安全，从而降低病毒、非法访问等安全威胁对学校网络带来的危害。同时，对用户终端资产进行有效管理，包括软硬件、U盘、外设等。

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统一网络管理网络安全防护15

XX市第七中学智慧校园解决方案统一网络管理网络安全防护15

XX市第七中学新部署一套网络管理软件，可实时监测网络状态（包括设备CPU使用率、内存使用率、链路状况等）、及时发出故障告警、准确定位网络故障、定期输出网络维护日志、实现有线、无线网络统一化管理等，减少网络管理成本。

随着学校信息化的不断深入，对信息系统的依赖将越来越大，信息系统的局部或全局的瘫痪，不仅对学校的日常教育造成严重的影响，也对学校学生的个人信息造成不可估量的损失。而由于信息技术的飞速发展，实施攻击的技术要求越来越简单，成本越来越低，同时操作系统的漏洞却不断被发现，加上全球性的病毒一次又一次的爆发，信息系统所面临的安全威胁越来越大。所以学校网络及整个信息系统的安全与稳定极为重要。

2.3网络设计

2.3.1总体设计

从XX市第七中学整个校园的计算机网络规划来看，其目的是为XX市第七中学提供内部信息传输、交换平台，并提供Internet出口及安全限制，建设成为XX市第七中学的网络核心区。我们在设计中采用多层交换网络的思想，以便使网络工作在最佳状态的前提下，具有较好的可伸缩性、容错性和可操作性。引入网络管理系统，使整个网络的管理变得非常容易，排错也相对简单。网络拓扑结构如下图所示：

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核心交换机运行，而且电16页

XX市第七中学智慧校园解决方案核心交换机运行，而且电16页

如上图所示，通过本次改造，新增两台高性能万兆核心交换机，核心交换机万兆互联，并采用虚拟化技术，提高设备性能利用率，接入交换机采用千兆接入交换机，全部通过光缆光路双上联至两台核心交换机，既提高了上行带宽，也增加了网络的稳定和安全性。出口防火墙采用高吞吐量防火墙设备，无线AP采用瘦AP方式，统一通过无线控制器来控制。

2.3.2核心交换机设计

XX市第七中学完全依赖与一台神州数码6804E源单主控，并且在整个校区中处于网络的核心部分，对于网络可靠性有很大的威胁，一旦出现故障将导致整体网络中断。核心交换机在整个网络中不仅需要具备高性能等，还必须具备高可靠性、高稳定。因此，本次设计在网络核心部署两台高性能交换机，并且双电源双主控，使核心设备具有高可靠性。本次产品采用无单点故障设计，所有关键部件，如主控板、交换网、电源和风扇等采用冗余设计；无源背板避免了机箱出现单点故障；所有单板和电源模块支持热插拔功能；可以在恶劣的环境下长时间稳定运行，达到99.999％的电信级可靠性。利用IRF虚拟化技术扩展性能，又保护投资。

IRF2（第二代智能弹性架构）

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IRF是一种网络虚拟化技术，具有多台核心交换机虚拟化成一台的功能。

1）性能翻番

使用IRF2前，核心设备和汇聚设备都是一主一备的方式---两台设备当一台用；无论是接入到汇聚，还是汇聚到核心的双链路上行都是一主一备的方式---两条链路当一条用。使用IRF2后，核心设备和汇聚设备都是负载分担的方式---两台设备当两台用；接入到汇聚以及汇聚到核心的双链路上行都是负载分担方式---两条链路当两条用。

2）网络更简单

使用IRF2前，二层启用生成树，VLAN规划复杂；三层启用VRRP，路由规划复杂；每台单独配置，管理复杂。使用IRF2后，二层不需要生成树；三层不需要VRRP；多台设备只需配置一次，让网络更简单。

3）网络更可靠

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IS-IS（IntermediateSystem-to-Intermediate18

XIS-IS（IntermediateSystem-to-Intermediate18

相比与VRRP三层环路保护协议、MSTP二层环路保护协议，IRF虚拟化实现故障秒级到毫秒级的切换时间，业务不断！

➢数据中心虚拟化和网络融合技术

作为企业级云计算数据中心核心设备，产品在云计算数据中心虚拟化和网络融合方面都提供了一系列技术解决方案：TRILL/纵向虚拟化：随着服务器和交换机规模的增加，数据中心网络越来越倾向于扁平化的网络架构以便于维护管理，这就要求构建一个大型的二层网络；产品支持通过TRILL技术和纵向虚拟化技术来进行数据中心大二层网络的构建。数据中心大二层技术TRILL（TRansparentInterconnectionofLotsofLinks，多链路透明互联）协议将三层路由技术System，中间系统到中间系统）的设计思路引入二层网络，并对其进行了必要的改造。从而将二层的简单、灵活性与三层的稳定、可扩展和高性能有机融合起来；而纵向虚拟化技术则可以提供更高密度的端口和更扁平化的网络架构，满足数据中心更多服务器的接入，同时简化管理。MDC：产品已经可以通过MDC技术可以实现1：N的虚拟化能力，即一台物理交换机可以虚拟化成N台逻辑交换机，满足多业务客户共享核心交换机，这样，一方面可以充分利用核心交换机的能力；另一方面也降低了用户的投资成本；一举两得，而且还可以通过MDC技术实现对业务的安全隔离。FCOE：产品支持FCOE技术；FCOE技术主要用来解决云计算数据中心LAN网络和存储网络异构的问题，通过FCoE和CEE技术的部署，可以实现数据中心前端网络和后端网络架构的融合，解决数据、计算和存储三网割裂的技术难题，从而大大降低数据中心的采购和扩容成本；

➢全面的IPv6解决方案

IPv6作为下一代网络的基础协议以其特有的技术优势得到广泛的认可，S7500E系列全面支持IPv6协议族，支持IPv6静态路由、RIPng、OSPFv3、IS-ISv6、BGP4+等IPV6路由协议，支持丰富的IPv4向IPv6过渡技术，包括：IPv6手工隧道、6to4隧道、ISATAP隧道、GRE隧道、IPv4兼容自动配置隧道等隧道技术，保证IPv4向IPv6的平滑过渡。

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2.3.3接入交换机设计

XX市第七中学校园网接入交换机在整体网络建设中主要用于用户接入，对于接入交换机的设计主要考虑支持高密度的千兆接入、接入总带宽与上行带宽存在收敛比、线速两种模式。另外，对于用户接入交换机，如果采用机架设计、支持灵活扩展、支持堆叠、支持虚拟化技术、上行链路冗余等技术，对于后期整体网络的扩容、管理、根据XX市第七中学系统需求以及结合接入交换机设计原则，我们选择XX市第七中学校园网的接入交换机具有以下特点：

该交换机是长期跟踪教育行业用户需求定制开发的万兆上行、千兆下行以太网交换机

可以满足校园网常见的安全，接入密度的需求

针对于IPv6技术发展的趋势以及校园网IPv6部署的落地，提供完善的解决方案

还支持IRF2（第二代智能弹性架构）技术，就是把多台物理设备互相连接起来，使其虚拟为一台逻辑设备。

方案设计每栋楼每层布放一台24口千兆接入交换机，除了满足教室和教师办公室的网络需求外，每层还负责接入数字监控和无线AP，根据现场测算，每层最多12个办公室加3个AP，多余端口可作为数字高清监控录入。

2.4无线网设计

2.4.1无线网络设计

伴随着企业信息化水平的提高，人们对随时随地接入网络进行办公的需求越来越普遍；与此同时，无线技术迅速发展，WLAN已经由最初只支持11Mbps速率的802.11b标准发展到支持54Mbps速率的802.11a和802.11g标准，目前支持300Mbps和450Mbps速率的802.11n产品、支持800Mbps速率的802.11ac终端也已经开始商用。无线终端日渐普及，伴随着笔记本电脑的普及，无线网卡成

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MAC地址过滤：目前支持基于MAC地址的过滤，限制具有某种类型的SSID管理：是一种网络标识的方案，将网络进行一个逻辑化标识，对终WEPMAC地址过滤：目前支持基于MAC地址的过滤，限制具有某种类型的SSID管理：是一种网络标识的方案，将网络进行一个逻辑化标识，对终WEP加密：WEP加密是一种静态加密的机制，通信双方具有一个共同支持AES加密，AES安全机制是一种动态密钥管理机制，同时密钥生成20

为笔记本电脑的标准配置之一；WLAN技术和学校需求相结合，推动了无线技术的发展。

相比目前其它几种无线通信技术，Wi-Fi技术优势非常明显，和2G/3G等技术相比，Wi-Fi带宽是3G的10倍以上，而布网成本比3G便宜10倍。

本次主要采用目前业界领先的X-Share无线覆盖技术，信号更均匀，部署更灵活。X-Share技术，是将无线AP智能的虚拟化到多个天线的技术，采用X-Share技术，获得双频无线信号对房间的完美延伸，此外，一般每根天线覆盖一个房间（较大房间可以采用双天线入室），1个AP能够覆盖4个教室或教师办公室。由于采用了智能天线技术，每根天线都能感知用户所在位置，X-Share保证了无线的发射随用户而动，即用户在进行通信时，信号会如影随形的跟随，而同时其他房间内不在通信的用户，则不受其他用户通信的影响，无线辐射减少80%。

2.4.2无线安全

无线网络由于其开发性的特点，此时网络安全问题在建网时必须考虑问题。无线网络安全部分主要包括以下方面的内容：

MAC地址特征的终端才能进入网络中；

端上发的报文都要求进行上带SSID，如果没有SSID标识则不能进入网络；

的密钥，终端发送的空口信息报文必须使用共同的密钥进行加密；

也基于不对称密钥机制来实现的，同时密钥的管理也定期更新，具体的时间由系统可以设定，一般情况都设定为5分钟左右，这样非法用户要想在5分钟之内进行获取足够数量的报文进行匹配出密钥出来，从无线空口的流量来看，基本上是不可能的；

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可根据用户名来划分权限，即相同用户在不同地点接入无线网络其权限与流量分析软件配合实现流量异常、报文异常监管，从而保护网络的进楼层12123412127221教室（办公室）数6612126636可根据用户名来划分权限，即相同用户在不同地点接入无线网络其权限与流量分析软件配合实现流量异常、报文异常监管，从而保护网络的进楼层12123412127221教室（办公室）数6612126636所需AP数66

保持一致；密钥设置可能根据SSID信息与用户信息进行组合，即不同的SSID下不同的用户的密钥生成可以不一样，这样一定程度上保证用户之间串号问题产生，从而保护投资；

一步安全；

2.4.3无线实施方案

XX市第七中学目前有1栋教学楼，每层常规的教室和教师办公室均采用智能X分系统进行无线覆盖，1个AP可以覆盖4个教室或教师办公室，各楼层办公室分布如表：

楼宇名称

12

教学楼

56合计

2.5网络安全设计

XX市第七中学网络系统，在设计支撑网络系统时必须考虑安全方面的设计。考虑到互联网的开放性，必须新增一台高性能的防火墙来支撑保护整个网络的安全性。

2.5.1防火墙设计

根据XX市第七中学网络系统规模以及实际应用需要，另外结合后期管理等多方面的考虑，我们建议采用机架式高性能防火墙设备。

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该设备采用电信级硬件平台，通过多内核系统实现核心用户对安全设备线性处理能力的需求。

1）支持通过Web方式进行远程配置管理。

2）支持通过网管软件实现与网络设备的统一管理。

3）支持对数量众多、位置分散的设备提供智能和高效管理。

4）支持对VPN进行动态和图形化业务管理和状态监控。

2.5.2接入层安全设计

端口＋IP＋MAC地址的绑定

用户上网的安全性非常重要，接入交换机可以做到，端口+IP+MAC地址的绑定关系，接入交换机可以支持基于MAC地址的802.1X认证。MAC地址的绑定可以直接实现用户对于边缘用户的管理，提高整个网络的安全性、可维护性。如：每个用户分配一个端口，并与该用户主机的MAC、IP、VLAN等进行绑定，当用户通过802.1X客户端认证通过以后用户便可以实现MAC地址＋端口＋IP＋用户ID的绑定，这种方式具有很强的安全特性：防DDOS的攻击，防止用户的MAC地址的欺骗，对于更改MAC地址的用户（MAC地址欺骗的用户）可以实现强制下线。

接入层防Proxy的功能

考虑到大学用户的技术性较强，在实际的应用的过程当中应当充分考虑到Proxy的使用，对于Proxy的防止，接入交换机的802.1X的客户端，一旦检测到用户PC机上存在两个活动的IP地址（不论是单网卡还是双网卡），接入层交换机将会下发指令将该用户直接踢下线。

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MAC地址盗用的防止

在校园网的应用当中IP地址的盗用是最为经常的一种非法手段，用户在认证通过以后将自己的MAC地址进行修改，然后在进行一些非法操作，网络设计当中我们针对该问题，在接入层交换机上提供防止MAC地址盗用的功能，用户在更改MAC地址后，接入交换机对于与绑定MAC地址不相符的用户直接将下线，其下线功能是由交换机来实现的。

防止ARP的攻击

随着网络规模的扩大和用户数目的增多，网络安全和管理越发显出它的重要性。由于校园网用户具有很强的专业背景，致使网络黑客攻击频繁发生，地址盗用和用户名仿冒等问题屡见不鲜。因此，ARP攻击、地址仿冒、MAC地址攻击、DHCP攻击等问题不仅令网络中心的老师头痛不已，也对网络的接入安全提出了新的挑战。

ARP攻击包括中间人攻击(ManInTheMiddle)和仿冒网关两种类型：

中间人攻击：

按照ARP协议的原理，为了减少网络上过多的ARP数据通信，一个主机，即使收到的ARP应答并非自己请求得到的，它也会将其插入到自己的ARP缓存表中，这样，就造成了“ARP欺骗”的可能。如果黑客想探听同一网络中两台主机之间的通信（即使是通过交换机相连），他会分别给这两台主机发送一个ARP应答包，让两台主机都“误”认为对方的MAC地址是第三方的黑客所在的主机，这样，双方看似“直接”的通信连接，实际上都是通过黑客所在的主机间接进行的。黑客一方面得到了想要的通信内容，另一方面，只需要更改数据包中的一些信息，成功地做好转发工作即可。在这种嗅探方式中，黑客所在主机是不需要设置网卡的混杂模式的，因为通信双方的数据包在物理上都是发送给黑客所在的中转主机的。

仿冒网关：

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攻击者冒充网关发送免费ARP，其它同一网络内的用户收到后，更新自己的ARP表项，后续，受攻击用户发往网关的流量都会发往攻击者。此攻击导致用户无法正常和网关通信。而攻击者可以凭借此攻击而独占上行带宽。

在DHCP的网络环境中，使能DHCPSnooping功能，交换机会记录用户的IP和MAC信息，形成IP+MAC+Port+VLAN的绑定记录。交换机利用该绑定信息，可以判断用户发出的ARP报文是否合法。使能对指定VLAN内所有端口的ARP检测功能，即对该VLAN内端口收到的ARP报文的源IP或源MAC进行检测，只有符合绑定表项的ARP报文才允许转发；如果端口接收的ARP报文的源IP或源MAC不在DHCPSnooping动态表项或DHCPSnooping静态表项中，则ARP报文被丢弃。这样就有效的防止了非法用户的ARP攻击。

XX市第七中学的计算机网络系统详细配置的工程量清单和设计图纸见本设计方案的附件。

2.5.3网络管理设计

网络管理架构概述

设计网管系统的架构，是一项复杂的工作，考虑的因素有很多，例如以下几个方面都是必须考虑的：

1．对多种类型设备的集中管理

外网中设备类型种类多，例如有路由器、以太网交换机、防火墙、IPS、服务器等。传统的管理方式往往是针对每种设备开发专门的网管软件，“铁路警察，各管一段”，各系统没有很好地组织在一起。随着网络的逐渐融合，一个实际业务的发放往往要穿越多种类型设备，这样原有的分离的专业管理软件无法提供快速端到端业务发放的能力，线路排障等等都存在问题。

2、网络管理能力

网络中会包含大量的各类设备。设备多带来的问题至少有两个：一个是如何解决单台网管站处理能力的问题，设想有1000台设备，仅仅是网管的轮询监视功能就将给网管工作站带来沉重的负担，而且还将造成大量的网管数据流。另一

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方面是网络管理信息的收敛问题，网管系统内部如何保证这些设备信息很好地收敛和组合，很好地进行操作对象的定位，这对我们的网管系统的框架和结构提出了新的要求。

3、保护投资，易于扩展

对于新城实验实验中学，建网的成本一直是必须考虑的关键问题之一，这其中当然也包括网管系统的建设投入。一般来说，网管系统的建设包括基础网络管理、ACL管理、用户接入管理、流量分析、QoS管理等众多层面，但实际情况是网管系统的投资预算一般比较有限，特别是在建网的初期，设备不是很多、业务相对简单时，不会一次性使用全部网管功能。当以后网络扩容时，需要不断增加网管功能，方便网络管理和维护，原来购买的网管软件是否能够利用上，保护以前的投资，也是值得重视的问题。

智能网管软件

为提高网络管理的效率，减轻网络维护的压力，在XX市第七中学的网络管理上，设计采用智能网管软件进行全网设备与用户的统一管理。要求智能网管软件在统一设备资源和用户资源管理的平台框架的基础上，实现的基础业务管理平台，包括基础网络管理和基本用户和接入管理。基础网络管理，需涵盖传统网管的主要功能，包括告警管理、性能管理、拓扑管理等、基本用户和接入管理。

随着网络的发展，其作用已经不仅是简单的互连互通，通信、计算、应用、存储、监控等各类业务应用和网络的融合，促使网络成为承载企业核心业务的平台，网络运行的安全、稳定、高效直接决定企业核心业务能否顺利开展。同时，网络的运营和管理也从“网络资源运营”向“信息服务和流程服务”、从“粗放的规模运营和管理”向“精确管理和精益运营”转变。这些都对网络管理和运营提出了新的挑战。

本次方案网络管理软件设计采用面向服务（SOA）的设计思想，按需装配的组件化结构，为客户提供业务、资源和用户的融合管理解决方案，帮助客户实现业务的端到端管理。通过智能管理软件能够灵活组织功能组件，可以形成直接面向客户需求的业务流解决方案，从根本上解决管理的复杂性问题。

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设备兼容性要求灵活方便的拓扑功能26

XX市第七中学智慧校园解决方案设备兼容性要求灵活方便的拓扑功能26

.1智能网管软件需要实现的功能

1.更多的管理设备类型除了传统的路由器、交换机外，更能对网络中的无线、安全、语音、存储、服务器、打印机、UPS等设备进行管理，实现设备资源的集中化管理。

2.多厂家设备的统一管理

实现对业界其他主流厂家网络设备的管理。

3.灵活快捷的自动发现算法

能准确地发现网络资源，包括路由方式、ARP方式、IPSecVPN方式、网段方式等。

4.直观的设备面板管理

支持设备面板管理，所见即所得的显示设备的资产组成和运行状态。

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1.丰富、实用的网络拓扑视图

除传统的IP拓扑视图外，智能管理软件需支持自定义视图，使用户可以根据自己的组织结构、地域情况、甚至楼层情况清晰灵活地绘制出客户化的网络拓扑。

2.增强的二层拓扑

支持二层拓扑，实现了同一个VLAN或者网段内部PC与网络设备、二层网络设备之间的互连关系，更方便直观的体现了网络中设备的互联关系。

智能的告警管理1.清晰、直观的故障列表

支持自动汇总全网中故障设备，形成故障设备列表，使管理员能快速、清晰的找到需要关注的故障设备。

2.智能的告警关联提供对重复告警、突发的大流量告警、未知告警的自动过滤，用户还可以自定义过滤规则，以有效压缩海量网络告警，使得管理员直接关注真正的网络故障。3.丰富的告警转发机制

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方便易用的性能管理集中的设备配置和设备软件管理28

XX市第七中学智慧校园解决方案方便易用的性能管理集中的设备配置和设备软件管理28

除提供告警声光提示、转发Email、转发短信等方式外，还可以针对不同的告警定义不同的提示内容以及对应维护参考，当再次出现同类告警后能直接对应到相应的维护参考。4.结合拓扑直观的设备故障状态监控支持使用显著的颜色把故障状态直观的反映在拓扑中的设备和链路图标上，用户仅需要查看拓扑，即可知道网络的整体运行状态。

1.一目了然的网络TopN性能指标

智能管理软件支持对CPU利用率、内存利用率、带宽利用率、设备响应性能、设备不可达等问题的检测，是网络管理人员能清晰的了解网络性能情况。

2.性能与告警的深度结合智能管理软件支持对每一个性能指标设置两级阈值，发送不同级别的告警。用户可以根据告警信息直接了解到设备某指标的性能情况，有助于用户随时了解网络的运行状态，预测流量发展趋势，合理优化网络。3.详实的性能统计报表智能管理软件能对关键的性能监控内容形成实用、详实的统计报表，用户可以直接打印这些报表，也可以将报表导成Excel、Html、PDF、Word等形式的文件。1.资源化的设备配置和设备软件管理对于管理员来说，全网的配置文件、软件版本文件更像是一种资源；在日常维护中，要方便快捷地找到需要的配置和软件版本，完成恢复、升级等操作。以

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资源管理的角度提供了配置文件库和软件文件库的管理。

2.基线化的设备配置变更审计通过配置备份历史和软件升级历史的管理，实现基线化的设备配置变更审计功能，使配置文件管理和软件升级管理具有了可回溯性。

3.自动化的建立可追溯的网络配置自动备份功能帮助管理员自动地完成设备配置的历史备份，为用户自动建立起可追溯的网络配置。用户可以针对不同的设备设置不同的备份周期和备份时间点。网络运行设备的配置变化检查，一旦配置发生变化，立刻以告警方式通知管理员关注。

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4.批量的设备配置备份和恢复在网络出现问题，尤其是当网络瘫痪时，需要对大量设备快速的恢复配置；设备配置文件的批量恢复和备份功能极大提高了管理员的工作效率和网络故障的修复时间。

5.可靠的设备软件升级升级和备份网络中的设备软件是非常烦琐而复杂的事情。智能管理软件需提供可靠的软件升级功能：提供基于任务的工作向导，提供版本检查、空间检查、回滚等重要功能，降低用户操作的复杂性，确保用户的整个升级操作万无一失。

.2应用管理系统和用户认证系统

网络基础资源管理

基于全网资源的统一部署、管理和调配，包括对路由器、交换机、安全、语音、存储等设备资源，以及ACL/VLAN等网络配置资源和桌面等终端资源，为业务融合、资源调度提供必要手段。

应用管理系统

无需在被监控的服务器上安装监控代理，就可以通过Telnet、命令行等方式，对关键应用或资源进行远程监控，避免安装监控代理后对服务器造成的影响。提供强大的系统与应用监控管理能力，可以对不同的业务系统、应用和网络服务（如服务器、操作系统、数据库、Web服务、中间件、邮件、其他关键应用等），进行远程监控和管理，从而充分满足用户对各种关键业务和数据中心的监控管理需求。在应用监控的基础上，结合告警、报表等功能，对网络中的所有应用进行可用性和健康度评价，帮助网络管理员了解网络应用的运行状况，并及时发现网络

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应用的隐患。

应用管理系统对数据中心涉及应用服务器、数据库、操作系统、邮件服务器、Web服务器、服务等应用进行数据采集和监控。提供自动发现应用、应用监视、主机监视、分类监视、应用分组等模块，同时应具备报表功能。当被监视的应用出现异常时，应用管理系统能产生告警，通过这些告警，能鉴别出问题的根本原因。

用户安全准入管理

在身份接入基础上，支持终端安全准入控制，支持安全状态评估、网络中安全威胁定位、安全事件感知及保护措施执行等，预防因未打补丁、病毒泛滥、ARP攻击、异常流量、非法软件安装和运行等因素可能带来的安全威胁，并可根据终端的安全状态实现终端下线、隔离、提醒、监控等多种控制策略。从端点接入上保证每一个接入网络的终端的安全，从而保证网络安全。

第三章智慧校园系统设计

3.1电子校徽