白鹤中学网络规划与设计

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1.项目背景...........................................................1

1.1学校简介.....................................................1

1.2项目简介.....................................................1

2.需求分析...........................................................2

2.1多元化需求分析................................................2

2.2网络架构方案..................................................3

2.2.1网络架构设计原则与目标..................................3

3.相关技术介绍.......................................................4

3.1技术方面......................................................4

3.2网络配置技术.................................................4

3.3.1NAT技术...............................................4

3.3.2防火墙技术..............................................5

3.3.3VLAN技术...............................................5

3.3.4DHCP协议..............................................5

3.3.5ACL技术................................................6

3.3.6OSPF路由协议...........................................6

4.网络规划与设计.....................................................7

4.1网络拓扑结构..................................................7

4.2IP地址规划以及VLAN划分......................................7

4.3设备选型......................................................8

4.3.1接入层交换机............................................8

4.3.2汇聚层交换机............................................9

4.3.3核心层交换机............................................9

4.3.4路由器选型.............................................10

5.项目实施..........................................................10

5.1交换机设备配置...............................................10

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5.1.1各区域交换机配置.......................................10

5.2路由器配置...................................................14

5.2.1各路由器配置...........................................14

6.结果测试..........................................................15

6.1网内互通性测试...............................................15

6.2校园网与外网互通性测试.......................................16

6.3结果分析.....................................................16

7.小结..............................................................17

参考资料............................................................18

II

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白鹤中学网络规划与设计

1.项目背景

1.1学校简介

白鹤中学是一个中等教育的学校，随着信息技术的不断发展，校园网已经

成为校园生活中不可或缺的一部分。校园网络不仅为师生提供了便捷的信息获

取和资源共享途径，还为教学、科研、管理等工作提供了强有力的支持。然而，

随着用户需求的不断增加和技术的不断进步，传统的校园网络已难以满足日益

增长的需求，本项目的目的是通过对校园网络的全面规划与设计，提升网络的

性能和服务质量，满足用户、应用、技术和管理等方面的需求，为高校信息化

建设提供更好的支持和保障，具体来说，本项目将结合学校的实际情况和未来

信息化、现代化发展的需求，依托华为等企业的网络产品设备和产品指导手册，

对校园网络进行全面的规划与设计，将对学校的网络需求进行深入分析，选择

合适的网络设备并进行合理的配置，设计高效稳定的网络架构，并考虑网络安

全和管理的需求。

1.2项目简介

随着信息技术的迅猛发展和教育信息化的深入推进，校园网络作为学校基

础设施的重要组成部分，已经成为支撑学校教育、教学、科研和管理活动不可

或缺的关键因素。校园网络不仅提供了师生日常学习、交流、获取资源的平台，

更是推动学校信息化、智能化发展的核心驱动力。

在此背景下，校园网络规划设计项目的提出显得尤为重要。一方面，随着

学校规模的不断扩大和业务的日益增多，原有网络架构可能面临性能瓶颈、安

全隐患和管理困难等问题；另一方面，新技术、新应用的不断涌现，为校园网

络带来了新的发展机遇和挑战。

因此，本项目旨在通过系统性的规划和设计，构建一个稳定、安全、高效、

可扩展的校园网络，以满足学校当前及未来一段时间内的业务需求。同时，通

过引入先进的技术和管理理念，提升校园网络的智能化水平，为学校的教育、

教学、科研和管理活动提供更加全面、便捷的支持。本项目的实施将有助于提

升校园网络的整体性能和服务质量，满足学校日益增长的信息化需求，推动教

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育信息化进程的发展。同时，通过引入先进的网络技术和设备，本项目还将为

学校的师生员工提供更加便捷、高效的网络服务，促进学校的教学、科研和管

理工作的顺利开展，本项目的目标受众为学校的师生员工，以及校园内的各类

组织和服务机构，本项目包括校园网络的拓扑结构设计、网络设备选型与配置、

网络安全规划、网络管理系统设计等多个方面，通过本次ENSP校园网络规划与

设计，将为学校打造一个稳定、安全、高效的校园网络环境，满足学校日常运

营、教学科研、文化交流的需求，未来将继续关注网络技术的发展，不断优化

网络设计方案，为学校提供更加优质的网络服务。

2.需求分析

2.1多元化需求分析

在进行校园网络规划设计之前，需要对学校的需求进行深入的分析，以确

保所设计的网络能够满足学校的实际要求。以下是针对校园网络规划设计的需

求分析：

1.多样化的网络接入需求：学校师生需要通过网络进行各种学习和教学活

动，包括在线课程、资源共享、学术交流等。因此，校园网络需要提供灵活多

变的接入方式，如有线网络、无线网络等，以满足不同场景下的使用需求。

2.高速稳定的网络性能：随着高清视频、大数据、云计算等技术的广泛应

用，校园网络需要具备高速、稳定的性能，以确保师生能够顺畅地进行在线学

习、远程教学、科研合作等活动。

3.安全可靠的网络环境：学校网络承载着大量敏感信息，如学生个人信息、

教学资料等，因此网络安全是校园网络规划设计的重中之重。需要采取多种安

全措施，如防火墙、入侵检测、数据加密等，确保网络的安全性和数据的保密

性。

4.易于管理的网络架构：随着网络规模的扩大和设备的增多，网络管理变

得越来越复杂。因此，校园网络规划设计需要考虑到网络的易管理性，采用集

中式的网络管理系统，简化管理流程，降低维护成本。

5.可扩展和可升级的网络设计：随着技术的不断发展和学校业务的不断扩

展，校园网络需要具备可扩展和可升级的能力。在规划设计时，需要考虑到未

来可能出现的新技术、新应用和新需求，确保网络能够平滑升级和扩展。

6.网络通信需求：学校师生在日常教学、学习、生活中需要稳定、快速的

网络连接，以支持在线学习、远程教学、学术交流等活动。

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7.多媒体教学需求：多媒体教学已成为现代教育的标配，校园网络需要支

持高清视频、实时互动等多媒体内容的传输。

9.校园管理需求：学校的行政、教学、科研、后勤等部门都需要通过网络

进行信息共享、流程协同和数据管理。

2.2网络架构方案

运用专业知识和技术，需要综合考虑学校的网络通信、多媒体教学和校园

管理需求，制定一个全面、均衡的网络架构方案。这包括选择合适的核心交换

机、汇聚交换机和接入设备，设计合理的网络拓扑结构，配置高效的路由协议

等。校园网络必须具备足够的灵活性和可扩展性，以适应未来技术的发展和学

校的扩张。可以采用模块化、层次化的设计理念，预留足够的端口和带宽，方

便未来设备的接入和扩容。同时，选择支持最新技术和标准的网络设备，确保

网络能够平滑升级。

2.2.1网络架构设计原则与目标

1.设计原则

可扩展性：网络架构应能支持未来的增长和技术发展。

可靠性：确保网络的高可用性和数据的完整性。

安全性：保护数据免受未经授权的访问和损害。

灵活性：允许快速适应变化的需求和业务模式。

成本效益：在满足性能需求的同时，实现成本最优化。

2.设计目标

提供一个稳定、高效、安全的网络环境，支持多种业务需求，包括数据、

语音和视频通信，实现无缝的集成和扩展，优化网络性能，提升用户体验。

在进行校园网络规划时，始终遵循几个基本原则：一是要保证网络的高速

和稳定性，以满足不同场景（如教学区、信息中心、图书馆等）下的教学科研

需求，二是要注重网络的可扩展性和安全性，以适应未来技术的发展和保障信

息安全；三是要考虑网络的易用性和管理性，方便师生使用和管理，在规划与

设计过程中，采用了先进的方法论和技术选型，如基于云计算的网络架构、高

速无线覆盖技术等，以应对校园网络面临的诸多挑战，如用户数量众多、业务

需求多样化等。同时，还充分考虑了网络的可持续发展，为未来的网络升级预

留了空间。

3

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3.相关技术介绍

3.1技术方面

本项目包括校园网络的拓扑结构设计、网络设备选型与配置、网络安全规

划、网络管理系统设计等多个方面。拓扑结构设计：根据学校实际情况和需求，

设计合适的网络拓扑结构，确保网络的可扩展性、可用性和可管理性，网络设

备选型与配置：选择性能稳定、技术成熟的网络设备，进行合理的配置，以满

足校园网络的各种需求。

1.网络安全规划：设计并实施全面的网络安全策略，确保校园网络的安全

性、保密性和完整性。

2.网络管理系统设计：建立高效的网络管理系统，实现对校园网络的实时

监控和快速响应。

3.校园网网内：使每个子网内的任意PC向其他子网的网络节点发送ICMP

报文，检测本子网的主机能否与其他子网通信。

4.校园网与外网通信：用校园网内的任意PC向外网的PC发送ICMP报文，

检测能否与外网通信。

3.2网络配置技术

3.3.1NAT技术

NAT即网络地址转换，是一种将私有IP地址转换为公有IP地址的技术。它

主要用于解决IPv4公网地址不足的问题，并隐藏和保护内部网络的计算机免受

外部攻击。

NAT的实现方式有三种：静态转换、动态转换和端口多路复用。静态转换是

指一对一的映射关系；动态转换则是随机地将内部私有IP地址映射到公用IP

地址池中的某个地址上；而端口多路复用则允许多个内部主机共享同一个公共

IP地址的不同端口进行通信。这样不仅可以节省大量的IPv4地址资源，还能提

高网络安全性和灵活性。但使用NAT也会增加网络延迟和一些应用的复杂性等

问题。

此外，虽然NAT作为一种过渡技术能够暂时缓解IPv4地址短缺问题，但从

长远来看仍需采用支持更大地址空间的下一代IP协议——IPv6来根本解决问题。

4

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3.3.2防火墙技术

防火墙技术是一种网络安全措施，监控和控制进出网络的通信流，旨在保

护内部网络资源免受未经授权的访问和攻击。防火墙通常部署在内部网络和外

部网络之间，以阻止潜在的恶意流量，同时允许合法的通信通过,防火墙技术

是保护网络安全的关键组件之一,通过了解防火墙的定义、发展历程、类型、作

用以及最佳实践等方面的知识，可以更好地部署和管理防火墙，从而有效地保

护内部网络资源免受外部威胁的攻击。

3.3.3VLAN技术

VLAN是一种网络技术，可以将局域网在逻辑上划分为多个相互独立的子网

络。这些子网络可以根据需求进行灵活配置，并且不受物理位置的限制。VLAN

的划分基于逻辑连接，而不是物理连接，因此可以在不改变物理网络布局的情

况下对网络结构进行调整和优化。

VLAN的划分可以通过多种方式实现，包括基于接口的划分、基于MAC地址

的划分、基于IP子网的划分等。这些划分方式可以根据实际需求进行选择和组

合，以满足不同的网络需求。

使用VLAN技术可以带来许多优点，如简化网络管理、提高网络安全性、控

制广播活动等。通过划分VLAN，可以将不同部门或不同角色的用户划分到不同

的逻辑网络中，从而实现网络资源的隔离和访问控制。此外，VLAN还可以限制

广播报文的传播范围，减少广播风暴对网络性能的影响。

需要注意的是，VLAN的划分和管理需要专业的网络管理员进行配置和维护。

同时，在划分VLAN时，需要考虑网络的拓扑结构、用户的访问需求以及安全策

略等因素，以确保网络的稳定性和安全性。

3.3.4DHCP协议

DHCP是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途:给

内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为

对所有计算机作中央管理的手段，在RFC2131中有详细的描述。DHCP有3个端

口，其中UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口，分别作为DHCPServer和DHCP

Client的服务端口;546号端口用于DHCPv6Client，而不用于DHCPv4，是为DHCP

failover服务，这是需要特别开启的服务，DHCPfailover是用来做"双机热备

"的。

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3.3.5ACL技术

ACL技术，全称为访问控制列表，是一种网络过滤器，用于控制网络流量

的进出。它通过读取每个数据包的报文头信息，如原地址、目的地址、使用的

协议以及原端口和目的端口等，并与预先定义的规则进行比较。如果数据包与

规则匹配，设备会按照预定的策略处理该数据包，例如允许或阻止它进入或离

开网络。

ACL基于包过滤技术，在路由器上读取OSI七层模型的第三层及第四层包头

中的信息。通过在路由器接口处控制是转发还是丢弃数据包，ACL可以过滤通信

流量。路由器根据ACL中指定的条件来检测通过路由器的数据包，从而决定是

转发还是丢弃数据包。

ACL可以应用于多个领域，如QoS、路由过滤、用户接入等。它通过限制网

络数据流可以提高网络性能，例如在公司网络中配置ACL限制传输视频数据流，

可以降低网络负载并提高网络性能。此外，ACL还可以提供流量控制和基本的网

络访问安全。

ACL本质上是一种报文过滤器，其规则可以是报文的源地址、目的地址、端

口号等。设备基于这些规则进行报文匹配，可以过滤出特定的报文，并根据应

用ACL的业务模块的处理策略来允许或阻止该报文通过。

3.3.6OSPF路由协议

OSPF路由协议是一种典型的链路状态的路由协议，一般用于同一个路由域

内。在这里，路由域是指一个自治系统，即AS，它是指一组通过统一的路由政

策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路由器都

维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应

链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。

作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态组播数据LSA传送给在某

一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由

协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。

在信息交换的安全性上，OSPF规定了路由器之间的任何信息交换在必要时

都可以经过认证或鉴别，以保证只有可信的路由器之间才能传播选路信息。OSPF

支持多种鉴别机制，并且允许各个区域间采用不同的鉴别机制。OSPF对链路状

态算法在广播式网络中的应用进行了优化，以尽可能地利用硬件广播能力来传

递链路状态报文。通常链路状态算法的拓扑图中一个结点代表一个路由器。若K

个路由器都连接到以太网上，在广播链路状态时，关于这K个路由器的报文将

6

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达到K的平方个。为此，OSPF在拓扑结构图允许一个结点代表一个广播网络。

每个广播网络上所有路由器发送链路状态报文，报告该网络中的路由器的链路

状态。

4.网络规划与设计

图2网络拓扑

图1网络拓扑

4.1网络拓扑结构

4.2IP地址规划以及VLAN划分

子网划分如表1所示：

表1子网划分

区域目前接入终端数量划分

生活区320010.10.0.0/16

教学区200010.11.0.0/16

行政区150010.12.0.0/16

公共区100010.13.0.0/16

图书馆(信息中心)20010.14.0.0/24

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VLAN规划如表2所示：

表2VLAN规划

区域VLAN

生活区VLAN5

教学区VLAN6

行政区VLAN7

公共区VLAN8

图书馆(信息中心)VLAN9

IP地址规划如表3所示：

表3IP地址规划

（1）Vlan号IP地址子网掩码

Vlan510.10.255.25416

Vlan610.11.255.25416

Vlan710.12.255.25416

Vlan810.13.255.25416

Vlan910.14.255.25424

Vlan10192.168.5.125

（2）核心路由器R1IP地址子网掩码

G0/0/0192.168.5.225

G0/0/1192.168.3.130

（3）路由器R2IP地址子网掩码

G0/0/0192.168.3.230

G0/0/166.66.66.25424

4.3设备选型

4.3.1接入层交换机

接入交换机S5720-28P-SI-AC如表4所示：

8

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表4接入交换机S5720-28P-SI-AC

S5720-28P-SI-AC

包转发率96Mpps/126Mpps

交换容量672Gbps/6.72Tbps

固定端口24个10/100/1000Base-T，4个复用SFP千兆端口（Combo），4个千

兆SFP

VLAN特性支持4K个VLAN；支持GVRP协议；支持基于MAC/协议/IP子网/策略/

端口的VLAN。

4.3.2汇聚层交换机

汇聚交换机CloudEngineS6730-S24X6Qr如表5所示：

表5汇聚交换机CloudEngineS6730-S24X6Q

CloudEngineS6730-S24X6Q

包转发率720/792Mpps

交换容量2.56/25.6Tbps

固定端口24个10GESFP+端口，6个40GEQSFP端口

VLAN特性支持VxLAN二层网关、三层网关；支持集中式网关，分布式网关；

支持BGP-EVPN；支持通过Netconf进行配置。

4.3.3核心层交换机

核心交换机CloudEngineS6735-S24X6C如表6所示：

表6核心交换机CloudEngineS6735-S24X6C

CloudEngineS6735-S24X6C

包转发率1260Mpps

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交换容量2.56T/25.6Tbps

固定端口24个万兆SFP+，6个40/100GEQSFP28

VLAN特性支持4K个VLAN；支持GuestVLAN、VoiceVLANs；支持

GVRP协议；支持MUXVLAN功能；支持基于MAC/协议/IP子

网/策略/端口的VLAN；支持VLANMapping功能。

4.3.4路由器选型

路由器NetEngineAR6710-L26T2X4如表7所示：

表7路由器NetEngineAR6710-L26T2X4

NetEngineAR6710-L26T2X4

处理器ARM644核

固定端口固定WAN接口：2*10GE光，2*GE电

固定LAN接口：24*GE电（所有LAN口可切换为WAN口）

QoS优先级映射，流量监管（CAR），流量整形，拥塞避免，拥塞管理，

MQC（流分类，流行为，流策略），端口三级调度和三级整形

（HierarchicalQoS），智能应用控制（SAC）

安全ICMP防攻击，URPF，CPCAR，攻击源追踪

5.项目实施

5.1交换机设备配置

5.1.1各区域交换机配置

1.教学区交换机配置

表8教学区交换机配置

intg0/0/2

portlink-typeaccess#更改口的类型

quit

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vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

intg0/0/1

portlink-typetrunk#更改口的类型为trunk

口

porttrunkallow-passvlan6#允许VLAN6通过

quit

2.行政区交换机配置

表9行政区交换机配置

intg0/0/2

portlink-typeaccess#更改口的类型

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

intg0/0/1

portlink-typetrunk#更改口的类型为trunk口

porttrunkallow-passvlan6#允许VLAN6通过

quit

3.生活区交换机配置

表10生活区交换机配置

intg0/0/2

portlink-typeaccess#更改口的类型

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

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quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

intg0/0/1

portlink-typetrunk#更改口的类型为trunk口

porttrunkallow-passvlan6#允许VLAN6通过

quit

4.公共区交换机配置

表11公共区交换机配置

intg0/0/2

portlink-typeaccess#更改口的类型

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

vlan6#建VLAN

portg0/0/2#接口划分VLAN

quit

intg0/0/1

portlink-typetrunk#更改口的类型为trunk口

porttrunkallow-passvlan6#允许VLAN6通过

quit

5.核心层交换机配置

表12核心层交换机配置

systerm-view#进入系统视图模式

aaa#进入aaa认证模式

loucal-useryonghumpasswordsimple123456#创建用户名及密码\

loucal-useryonghumprivilegelevel3#设置新添加用户在命令行

可以使的命令级别

loucal-userservice-typetelnet

quit#退回系统视图

user-interfacevty04#进入远程配置视图模式

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authentication-modeaaa#远程连接使用aaa模式认证

quit

vlanbatch5678910#建多个VLAN

intg0/0/1

portlink-typetrunk#更改口的类型

porttrunkallow-pass6#配允许通过的VLAN

intg0/0/2

portlink-typetrunk

porttrunkallow-pass7

intg0/0/3

portlink-typeaccess

vlan9

portg0/0/3

quit

intg0/0/4

portlink-typetrunk

porttrunkallow-passvlan5

intg0/0/5

portlink-typetrunk

porttrunkallow-passvlan8

intg0/0/6

portlink-typeaccess

quit

interfacevlanif5#架桥

ipaddress10.10.255.25416#配置网关

interfacevlanif6

ipaddress10.11.255.25416

interfacevlanif7

ipaddress10.12.255.25416

interfacevlanif8

ipaddress10.13.255.25416

interfacevlanif9

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ipaddress10.14.1.25424

interfacevlanif10

ipaddress192.168.5.125

quit

iproute-static0.0.0.00.0.0.0192.168.5.2#配置静态路由信息

quit

5.2路由器配置

5.2.1各路由器配置

1.核心路由器配置

表13核心路由配置

intg0/0/0

ipaddress192.168.5.225

intg0/0/1

ipaddress192.168.3.130

quit

iproute-static66.66.66.024192.168.3.2#配置静态路由信息

iproute-static10.10.0.016192.168.5.1

iproute-static10.11.0.016192.168.5.1

iproute-static10.12.0.016192.168.5.1

iproute-static10.13.0.016192.168.5.1

iproute-static10.14.1.024192.168.5.1

quit

2.路由器配置

表14路由器配置

intg0/0/0

ipaddress192.168.3.230

inte0/0/0

ipaddress66.66.66.25424

quit

iprou-static0.0.0.00.0.0.0192.168.3.1

quit

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6.结果测试

6.1网内互通性测试

1.教学区PC发送ICMP报文

2.生活区向行政区、教学区发送ICMP报文

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6.2校园网与外网互通性测试

1.外网向教学区和生活区发送ICMP报文

2.行政区向外网发送ICMP报文

6.3结果分析

校园网网内相互之间发送ICMP报文，可以收到回声响应，网内各子网之间

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可以相互通信，访问外网也能够收到回声响应，与外网也是可以通信的，网络

规划策略分析，采用了分层架构来设计校园网络，包括核心层、汇聚层和接入

层。这种架构能够有效地实现流量控制、安全隔离和管理维护。核心层负责高

速数据传输，汇聚层负责汇聚和转发数据，接入层则负责为用户提供接入服务。

7.小结

经过这次校园结构的设计，了解了网络结构的基本应用和要求，基本理解

了校园网络的规划。根据校园的网络结构现状，设计画出校园网络拓扑结构图，

然后确定网络接入方案。同时也了解了架设网络的基本设备以及参数，选择合

适的设备，通过这次设计巩固了所学知识，也对网络的规划进行了更深的了解，

在设备选型上，综合考虑了性能、稳定性、扩展性和成本等因素，选择了业界

知名品牌和型号的设备。核心交换机采用高性能的模块化交换机，汇聚层和接

入层则选择性价比更高的设备，采用了有线和无线相结合的方式，为用户提供

多样化的接入方式。有线网络采用千兆以太网技术，无线网络则采用802.11ac

标准，确保网络速度和稳定性，分层架构和