小區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

緒論網(wǎng)絡(luò)改變了人們的生活。地球變成了地球村，全世界的人可以隨時(shí)進(jìn)行交流。全世界的資源所有共享，人們的生產(chǎn)力空前提高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)與人們生活越來越密切，有些人的生活已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)上證券期貨交易、遠(yuǎn)程電子視頻會議、網(wǎng)上購物等，信息高速公路的建設(shè)變得十分重要。建立社區(qū)網(wǎng)絡(luò)可認(rèn)為社區(qū)居民提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能家居、物業(yè)服務(wù)和管理、電子商務(wù)平臺、社區(qū)服務(wù)信息網(wǎng)等全方位信息服務(wù)的多媒體綜合信息系統(tǒng)。通過這些服務(wù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)高速INTERNET接入、網(wǎng)上教育、網(wǎng)上游戲、家中視頻點(diǎn)播等多種功能，還可實(shí)現(xiàn)辦公家居自動化管理。第一章社區(qū)網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)通過短短幾十年的發(fā)展，已在世界各地逐步普及。近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)的普及和建筑電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對居住環(huán)境規(guī)定的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)化的住宅不僅成為房地產(chǎn)開發(fā)商投資的重點(diǎn)，并且也是人們購房的新熱點(diǎn)。現(xiàn)如今，越來越多的人已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò)，無論是工作、學(xué)習(xí)、休閑娛樂，都已經(jīng)和網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)，出行前不熟悉交通的上網(wǎng)查路線、外出吃飯會前往查哪家餐館受好評、買書去卓越網(wǎng)、想看新聞去新浪、買IT產(chǎn)品必上導(dǎo)購網(wǎng)站查報(bào)價(jià)、網(wǎng)上購物去淘寶等等，我們發(fā)現(xiàn)生活的每個(gè)角落似乎都是在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。1.1網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)通過對社區(qū)建筑群四個(gè)基本要素（結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)）的優(yōu)化考慮，提供一個(gè)投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)的系統(tǒng)組成重要涉及三大部分，即大樓自動化、通信自動化和辦公自動化，他們是網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)中最重要的，并且必須具有的基本功能。有些網(wǎng)絡(luò)社區(qū)在此基礎(chǔ)上又增長了防火自動化、信息管理自動化、保安自動化等。按智能社區(qū)的總體目的進(jìn)行分解，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可具體分解成以下幾個(gè)子系統(tǒng)，其每個(gè)子系統(tǒng)均具有一項(xiàng)具體功能。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；社區(qū)綜合布線系統(tǒng)；社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng)；社區(qū)CATV系統(tǒng)；社區(qū)設(shè)備自控（BA）系統(tǒng)；社區(qū)安全防范系統(tǒng)；社區(qū)對講系統(tǒng)；社區(qū)三表抄表系統(tǒng)；社區(qū)物業(yè)管理及一卡通消費(fèi)系統(tǒng)；社區(qū)停車庫管理系統(tǒng)；社區(qū)增值服務(wù)管理系統(tǒng)。1.2社區(qū)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)涉及1.提供窄帶話音、寬窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)2.支持高速上網(wǎng)、電子商務(wù)等3.提供家居住宅智能信息服務(wù)4.提供網(wǎng)絡(luò)電視，支持VOD視頻點(diǎn)播5.提供遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等6.支持閉路電視監(jiān)控和保安巡更等業(yè)務(wù)7.支持停車場管理業(yè)務(wù)1.3社區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在我國的發(fā)展趨勢由于建設(shè)帶網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)造價(jià)比普通社區(qū)不多，多數(shù)用戶對網(wǎng)絡(luò)需求開始增多，再加上ADSL搭配無線路由器組網(wǎng)方式的流行，建設(shè)帶網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)是大勢所趨，它能提供更快的網(wǎng)速和更多的服務(wù)，，所以有必要對社區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)細(xì)致的分析，組建適合現(xiàn)狀的網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)。本文重點(diǎn)是對社區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入部分的分析和設(shè)計(jì)，其他功能只做簡樸介紹。第二章寬帶網(wǎng)絡(luò)簡介2.1網(wǎng)絡(luò)分類簡樸來講，網(wǎng)絡(luò)就是把多個(gè)計(jì)算機(jī)以一定方式連接，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信、資源共享等功能。而現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)，不僅可以連接計(jì)算機(jī)還涉及其他設(shè)備，目前網(wǎng)絡(luò)向3G發(fā)展，手機(jī)也能告訴訪問Internet。網(wǎng)絡(luò)按不同的分類方法可以提成不同的網(wǎng)絡(luò)類型，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃重要是局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)，所以在此重要介紹局域網(wǎng)（LAN）。先就目前常見的局域網(wǎng)類型進(jìn)行對比，從中選擇最適合網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。按網(wǎng)絡(luò)的地理位置分類：1.局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork,簡稱LAN）一般限定在較小的區(qū)域內(nèi)，小于10km的范圍，通常采用有線的方式連接起來。2.城域網(wǎng)（MetropolisAreaNetwork,簡稱MAN）規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，10～100km的區(qū)域。3.廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork,簡稱WAN）網(wǎng)絡(luò)跨越國界、洲界，甚至全球范圍。目前局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)。局域網(wǎng)是組成其他兩種類型網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，城域網(wǎng)一般都加入了廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)的典型代表是Internet網(wǎng)。常見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路和站點(diǎn)（計(jì)算機(jī)或設(shè)備）的幾何排列形式。1.星型網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心節(jié)點(diǎn)相連。特點(diǎn)是很容易在網(wǎng)絡(luò)中增長新的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但中心節(jié)點(diǎn)的故障會引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。圖2.1.1星型網(wǎng)絡(luò)2.環(huán)形網(wǎng)絡(luò)各站點(diǎn)通過通信介質(zhì)連成一個(gè)封閉的環(huán)形。環(huán)形網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，難以增長新的站點(diǎn)。圖2.1.2環(huán)形網(wǎng)絡(luò)3.總線型網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道?？偩€型網(wǎng)絡(luò)安裝簡樸方便，需要鋪設(shè)的電纜最短，成本低，某個(gè)站點(diǎn)的故障一般不會影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。但介質(zhì)的故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增長新站點(diǎn)也不如星型網(wǎng)容易。圖2.1.3總線型網(wǎng)絡(luò)以上三種為最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，還可以拓展出樹型網(wǎng)、簇星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)等其他類型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，最常用的是樹型網(wǎng)結(jié)構(gòu)，我采用的是星型樹型相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。樹型結(jié)構(gòu)是分級的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找途徑比較方便，易診斷、易維護(hù)，但除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線路外，任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響，此外，假如在樹形結(jié)構(gòu)中，適當(dāng)?shù)募尤霟o線網(wǎng)絡(luò)，成本將進(jìn)一步減少，并且，用戶使用網(wǎng)絡(luò)也更方便。2.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI是OpenSystemsInterconnection的英文縮寫，即“開放系統(tǒng)互聯(lián)”。這是一種數(shù)據(jù)通信模型。OSI模型把聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)喚醒應(yīng)用程序的活動領(lǐng)域劃分為七層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、話路層、表達(dá)層和應(yīng)用層。為什么要把網(wǎng)絡(luò)分層？由于計(jì)算機(jī)世界是復(fù)雜多樣的，有各種各樣的通信終端，比如PC機(jī)、蘋果機(jī)、工作站、小型機(jī)、大型機(jī)，尚有各種掌上電腦和智能家電等等；通信介質(zhì)除了最常用的雙絞線，尚有電話線、電纜、光纖、無線電波等等。我們需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來定義復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信，定義操作的規(guī)范，解決異種網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)所碰到的兼容性問題，只有這樣，才干組成協(xié)調(diào)互通的網(wǎng)絡(luò)。加入分層的概念，是為了將整個(gè)體系的不同組成部分更好地按不同功能級別來劃分；同時(shí)在層次中引入了服務(wù)、接口和協(xié)議這三個(gè)概念，服務(wù)說明某層為上一層提供什么功能，接口說明上層如何使用下一層的服務(wù)，而協(xié)議定義如何實(shí)現(xiàn)本層的服務(wù)。OSI參考模型各層的功能：表2.2.1應(yīng)用層面向用戶服務(wù)表達(dá)層數(shù)據(jù)表達(dá)會話層會話控制傳輸層網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)包遞交信任監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址、路由等數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)物理地址、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路存取方法物理層電及機(jī)械的有關(guān)定義1.物理層：物理層的任務(wù)就是保證點(diǎn)到點(diǎn)鏈路在光、電和機(jī)械上是可以傳送數(shù)據(jù)流的。它定義了物理鏈路的電氣和機(jī)械特性，以及激活、維護(hù)和關(guān)閉這條鏈路的各項(xiàng)操作。解決單位是Bits。特性參數(shù)涉及：電壓、數(shù)據(jù)傳輸率、最大傳輸距離、物理連接媒體等。2.數(shù)據(jù)鏈路層：為區(qū)分和標(biāo)記不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，引入了物理地址的概念；物理鏈路有時(shí)會出現(xiàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)就是在物理層的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)流進(jìn)行包裝組織，使有差錯(cuò)的物理鏈路轉(zhuǎn)化成對沒有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)鏈路。它將位收集起來，按包解決數(shù)據(jù)。特性參數(shù)涉及：物理地址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤警告機(jī)制、所傳數(shù)據(jù)幀的排序和流控等。3.網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層也叫網(wǎng)間網(wǎng)層，對于各種不同底層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，為了隱藏物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，引入了邏輯地址（IP地址）這個(gè)概念，對各網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，無論基于何種底層技術(shù)，都用邏輯地址來編號；類似的，也引入了包（PACKET）這個(gè)概念，來隱藏不同物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路的不同數(shù)據(jù)傳送模式。通過邏輯信道技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)層解決了鏈路復(fù)用的問題，路由和尋址概念的引入和實(shí)現(xiàn)，使任意兩臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來。4.傳輸層：網(wǎng)絡(luò)層關(guān)心的是"點(diǎn)到點(diǎn)"的逐點(diǎn)轉(zhuǎn)遞，傳輸層關(guān)注的是“端到端”的最終效果；各種通信子網(wǎng)在性能上有很大的差異，電話互換網(wǎng)，分組互換網(wǎng)，公用數(shù)據(jù)互換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連，但它們的吞吐量，傳輸速率，數(shù)據(jù)延遲各不相同，傳輸層要負(fù)責(zé)隱藏各通信子網(wǎng)的差異，通過差錯(cuò)恢復(fù)，流量控制等功能，最終為會話層提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象重要是與會話層之間的界面端口。5.會話層：維持“面向連接”傳輸，為會話實(shí)體間建立連接；在兩個(gè)會話用戶之間實(shí)現(xiàn)有組織的，同步的數(shù)據(jù)傳輸；連接釋放。6.表達(dá)層：不同計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所使用的數(shù)據(jù)表達(dá)法不同，表達(dá)層為異種機(jī)通信提供一種公共語言，完畢應(yīng)用層數(shù)據(jù)所需的任何轉(zhuǎn)換，以便能進(jìn)行互操作。定義一系列代碼和代碼轉(zhuǎn)換功能，保證源端數(shù)據(jù)在目的端同樣能被辨認(rèn)，比如文本數(shù)據(jù)的ASCII碼，表達(dá)圖像的GIF或表達(dá)動畫的MPEG等。7.應(yīng)用層：最高層，是直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的。其作用是在實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)程互相通信的同時(shí)，完畢一系列業(yè)務(wù)解決所需的服務(wù)，這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的特性提成組，并稱為服務(wù)元素；有些可為多種應(yīng)用程序共同使用，有些則為較少的一類應(yīng)用程序使用。在數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸中，發(fā)送方將數(shù)據(jù)送到自己的應(yīng)用層，加上該層的控制信息后傳給表達(dá)層；表達(dá)層也將數(shù)據(jù)加上自己的標(biāo)記傳給會話層；以此類推，每一層都在收到的數(shù)據(jù)上加上本層的控制信息并傳給下一層；最后到達(dá)物理層時(shí)，數(shù)據(jù)通過實(shí)際的物理媒體傳到接受方。接受端則執(zhí)行與發(fā)送端相反的操作，由下往上，將逐層標(biāo)記去掉，重新還原成最初的數(shù)據(jù)。由此可見，數(shù)據(jù)通訊雙方在對等層必須采用相同的協(xié)議，定義同一種數(shù)據(jù)標(biāo)記格式，這樣才也許保證數(shù)據(jù)的對的傳輸。但是實(shí)際使用的協(xié)議并非嚴(yán)格的按照這七層來定義，OSI七層模型是一個(gè)理論模型，實(shí)際應(yīng)用則千變?nèi)f化，因此更多把它作為分析、評判各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的依據(jù)；對大多數(shù)應(yīng)用來說，只將它的協(xié)議族（即協(xié)議堆棧）與七層模型作大體的相應(yīng)，看看實(shí)際用到的特定協(xié)議是屬于七層中某個(gè)子層，還是涉及了上下多層的功能。TCP/IP協(xié)議與七層模型的相應(yīng)關(guān)系：表2.2.2應(yīng)用層應(yīng)用層表達(dá)層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層物理層OSI七層模型TCP/IPTCP/IP的多數(shù)應(yīng)用協(xié)議將OSI應(yīng)用層、表達(dá)層、會話層的功能合在一起，組成應(yīng)用層，典型協(xié)議有：HTTP、FTP、TELNET等；TCP/UDP協(xié)議相應(yīng)OSI的傳輸層，提供上層數(shù)據(jù)傳輸保障；IP協(xié)議相應(yīng)OSI的網(wǎng)絡(luò)層；TCP/IP的最底層功能由網(wǎng)絡(luò)接口層實(shí)現(xiàn)，相稱于OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，TCP/IP應(yīng)用已有的底層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳輸，對該層并未作嚴(yán)格定義。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是以“包”的形式傳遞的，但不同網(wǎng)絡(luò)的“包”，其格式也是不同樣的。假如在不同的網(wǎng)絡(luò)間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法傳送，于是網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備就充當(dāng)“翻譯”的角色，將一種網(wǎng)絡(luò)中的“信息包”轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)的“信息包”。信息包在網(wǎng)絡(luò)間的轉(zhuǎn)換，與OSI的七層模型關(guān)系密切。假如兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的差別限度小，則需轉(zhuǎn)換的層數(shù)也少。例如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)互連，由于它們屬于一種網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)包僅需轉(zhuǎn)換到OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所需網(wǎng)間連接設(shè)備的功能也簡樸（如網(wǎng)橋）；若以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)相連，數(shù)據(jù)信息需轉(zhuǎn)換至OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層），所需中介設(shè)備也復(fù)雜（如路由器）；假如連接兩個(gè)完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)（如PCLAN與IBM主機(jī)），其數(shù)據(jù)包需做所有七層的轉(zhuǎn)換，需要的連接設(shè)備也最復(fù)雜（如網(wǎng)關(guān)）。2.3網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備下面簡樸介紹幾種重要的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1.集線器(HUB)集線器出現(xiàn)很早、最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這就是組建10BASE-T網(wǎng)絡(luò)時(shí)所使用的集成器。從HUB的作用來看，它不屬于網(wǎng)間連接設(shè)備，而應(yīng)叫做網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。因此它與前面介紹的網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)等不同，不具有協(xié)議翻譯功能，而只是分派頻寬。HUB分派頻寬，使得每臺工作站的傳輸速率達(dá)不到10Mbps。例如使用一臺N個(gè)接口的HUB組建10BASE-TEthernet網(wǎng)，每個(gè)接口所分派的頻帶寬度是10Mbps/N。從功能上分，HUB可分為下面四種類型：

1、基本型集線器（DumbHUB）一般“基本型”HUB的面板上均有LED狀態(tài)指示燈，具有自動診斷故障點(diǎn)的能力，但不具有網(wǎng)絡(luò)管理的功能，故價(jià)格比較便宜。在一般中、小公司的環(huán)境中，若所連接的電腦不多（10-20臺），且使用者集中于某一區(qū)域，則選用價(jià)廉但實(shí)用的基本型HUB即可，如圖2.3.1所示。圖2.3.1基本集線器2、智能型HUB(IntelligentHUB)智能型HUB除了具有基本型HUB的功能外，此外它也具有SNMP（SmallNetworkManagementProtocol）網(wǎng)管功能：記錄每一接口的數(shù)據(jù)流量、數(shù)據(jù)保密、用戶接口的Enable/Disable管制功能、故障排除等。在一大型公司網(wǎng)絡(luò)中，若部門分布較廣，所連接的電腦較多且將來有擴(kuò)充的趨勢，則應(yīng)選購含網(wǎng)管功能的智能型集線器為宜。3、機(jī)架式HUB(Chaissconcentrator)機(jī)架型HUB是指HUB中包含了數(shù)種可供網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充的模塊（如10Base-T、Token-Ring、Bridge等），通常具有SNMP網(wǎng)管功能。機(jī)架式HUB的最大優(yōu)點(diǎn)為易于擴(kuò)充。目前，由于智能型HUB的功能日趨完善，價(jià)格不斷減少，因此機(jī)架式HUB逐漸被淘汰。4、堆棧式HUB10Base-THUB雖然可借層層級聯(lián)的方式來擴(kuò)充其網(wǎng)絡(luò)，但其缺陷是每級聯(lián)一層，其頻寬即相對減少。例如，假設(shè)第一層HUB的頻寬為10Mbps，則第二層HUB的頻寬降為10Mbps/2（使用了兩個(gè)接口），而第三層HUB的頻寬又是第二層頻寬再除以使用的接口數(shù)。由此可知，HUB級聯(lián)的層數(shù)愈多，其頻寬也愈慢。為了解決此問題，網(wǎng)絡(luò)廠商設(shè)計(jì)了“堆棧式”（Stackable）的HUB，如圖2.3.2，即用電纜將HUB與HUB兩兩相接，這樣的連法使各臺HUB均被視為同一層級（即它們的頻寬均一致）。在不減低頻寬的前提下，這種HUB的設(shè)計(jì)也算是提高網(wǎng)絡(luò)速度的一種方法。圖2.3.2堆棧式HUB堆棧式HUB的好處除了更適合網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充外，也相對減少了Port的成本。此外它放置的位置集中，故管理也更為容易。2.互換機(jī)（switch）互換機(jī)的重要功能涉及物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。目前互換機(jī)還具有了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，互換概念的提出是對于共享工作模式的改善。前面介紹過的HUB集線器就是一種共享設(shè)備，HUB自身不能辨認(rèn)目的地址，當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機(jī)給B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)模擅恳慌_終端通過驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來擬定是否接受。也就是說，在這種工作方式下，同一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊，假如發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。圖2.3.3互換機(jī)互換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部互換矩陣。互換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，解決端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以擬定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部互換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接受端口回應(yīng)后互換機(jī)會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。使用互換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照地址表，互換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過互換機(jī)。通過互換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。互換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有所有的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，并且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的所有帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)互換機(jī)，那么該互換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會超過10Mbps。總之，互換機(jī)是一種基于MAC地址辨認(rèn)，能完畢封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?；Q機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目的接受者之間建立臨時(shí)的互換途徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。3.路由器（router）路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。路由器工作在OSI模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），因此它與高層協(xié)議有關(guān)；又由于它比網(wǎng)橋更高一層，因此智能性更強(qiáng)。它不僅具有傳輸能力，并且具有選擇最短途徑的能力。當(dāng)某一鏈路不通時(shí)，路由器會選擇一條好的鏈路完畢通信。由于路由器的復(fù)雜化，其傳輸信息的速度比網(wǎng)橋要慢，比較適合于大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接。路由器可以進(jìn)一步到數(shù)據(jù)包中，閱讀每個(gè)數(shù)據(jù)包或令牌環(huán)幀中包含的信息，使用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)尋址過程來判斷適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)目的。在從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，丟棄了數(shù)據(jù)外層，重新打包并重新傳輸數(shù)據(jù)，這樣做減少了通過局域網(wǎng)間通訊鏈路的比特?cái)?shù)，接受端的路由器重新將數(shù)據(jù)組成適合該局域網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包或幀，這樣使得路由器能通過LAN內(nèi)部電路，比網(wǎng)橋更有效地傳遞信息，盡量少使用昂貴的長途電路。路由器根據(jù)分類方法的不同可分為：近程路由器和遠(yuǎn)程路由器；內(nèi)部路由器和外部路由器；“靜態(tài)”路由器和“動態(tài)”路由器；單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。路由器在工作時(shí)需要存在初始的途徑表，它使用這些表來辨認(rèn)其他網(wǎng)絡(luò)，以及通往其他網(wǎng)絡(luò)的途徑和最有效的選擇方法。路由器與網(wǎng)橋不同，它并不是使用途徑表來找到其他網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備的地址，而是依靠其它的路由器來完畢此任務(wù)。也就是說，網(wǎng)橋是根據(jù)途徑表來轉(zhuǎn)發(fā)或過濾信息包，而路由器是使用它的信息來為每一個(gè)信息包選擇最佳途徑。靜態(tài)路由器需要管理員來修改所有網(wǎng)絡(luò)的途徑表，它一般只用于小型的網(wǎng)間互連；而動態(tài)路由器能根據(jù)指定的路由協(xié)議來完畢修改路由器信息。使用這些協(xié)議，路由器能自動地發(fā)送這些信息，所以一般大型的網(wǎng)間連接均使用動態(tài)路由器。路由器可以在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互連能力，但路由器并不規(guī)定在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間維持永久的連接。與網(wǎng)橋不同，路由器僅在需要時(shí)建立新的或附加的連接，用以提供動態(tài)的帶寬或拆除空閑的連接。此外，當(dāng)某條途徑被拆除或因擁擠阻塞時(shí)，路由器提供一條新途徑。路由器還可以提供傳輸?shù)膬?yōu)先權(quán)服務(wù)，給每一種路由配置提供最便宜或最快速的服務(wù)，這些功能都是網(wǎng)橋所沒有的。例如LANA是TokenRing，LANB是Ethernet，這時(shí)你就可用路由器將這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，如圖所示：圖2.3.4路由器4.網(wǎng)橋（bridge）網(wǎng)橋的功能在延長網(wǎng)絡(luò)跨度上類似于中繼器，然而它能提供智能化連接服務(wù)，即根據(jù)幀的終點(diǎn)地址處在哪一網(wǎng)段來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除。網(wǎng)橋?qū)φ军c(diǎn)所處網(wǎng)段的了解是靠“自學(xué)習(xí)”實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)兩種相同類型但又使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連時(shí)，就需要使用橋接器，也就是通常所說的網(wǎng)橋。例如，LANA與LANB是兩個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)，LANA使用的是IPX協(xié)議，LANB使用TCP/IP，當(dāng)連接A與B時(shí)，就必須用網(wǎng)橋。如圖所示：圖2.3.5網(wǎng)橋網(wǎng)橋的工作原理是這樣的：當(dāng)網(wǎng)橋剛安裝時(shí)，它對網(wǎng)絡(luò)中的各工作站一無所知。在工作站開始傳送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)橋會自動記下其地址，直到建立起一張完整的網(wǎng)絡(luò)地址表為止，這是一個(gè)“學(xué)習(xí)”的過程。一旦地址表建完，信息數(shù)據(jù)在通過網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋就根據(jù)信息包比較其目地地址的網(wǎng)絡(luò)號與源地址的網(wǎng)絡(luò)號是否相同。若不同，則進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將信息包傳過“橋”去；否則，不轉(zhuǎn)換，也但是“橋”。網(wǎng)橋相應(yīng)OSI參考模型的第二層（涉及物理層與鏈路層）。因此網(wǎng)橋只能連接同一類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)）。5.網(wǎng)關(guān)（gateway）網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡樸地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)營在OSI7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。例如Ethernet網(wǎng)與一大型電腦主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（例如IBMSNA）相連，你必須用網(wǎng)關(guān)來完畢這項(xiàng)工作。如圖2.3.6所示：圖2.3.6網(wǎng)關(guān)6.中繼器（repeater）中繼器工作于OSI的物理層，是局域網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)的中心，它的作用是放大信號，補(bǔ)償信號衰減，支持遠(yuǎn)距離的通信。假如需要比較長的傳輸距離，就需要安裝一個(gè)叫做“中繼器”的設(shè)備。如圖所示：圖2.3.7中繼器中繼器的重要優(yōu)點(diǎn)是安裝簡樸、使用方便、價(jià)格相對低廉。它不僅起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離的作用，還可將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明。2.4寬帶接入技術(shù)簡介網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)最常用的接入技術(shù)有以下三種：ADSL、有線電視網(wǎng)、LAN接入。1.固定電話網(wǎng)ADSL接入方式固定電話網(wǎng)用于寬帶接入的重要方式是非對稱數(shù)字用戶環(huán)路ADSL.由于ADSL信號的工作頻帶與電話業(yè)務(wù)的工作頻帶不重合，在一條電話線上可以傳送一般語音電話，也可以進(jìn)行ADSL寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，ADSL系統(tǒng)發(fā)生故障而無法使用時(shí)，用戶電話不受影響。ADSL方案的最大特點(diǎn)是不需要改造信號傳輸線路，完全可以運(yùn)用普通銅質(zhì)電話線作為傳輸介質(zhì)，配上專用的Modem即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。但是ADSL技術(shù)上缺陷十分明顯，由于電纜不同線路信號之間的互相串?dāng)_以及線路質(zhì)量都對其有影響，ADSL樓外也使用非屏蔽雙絞線，對天氣干擾（如雷擊，下雨等）抗擾能力較差，帶寬可擴(kuò)展?jié)摿Σ淮?。所以對于社區(qū)規(guī)定智能化不高、室內(nèi)只要一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的用戶是一個(gè)選擇。2.有線電視廣播——HFC接入方式HFC網(wǎng)不僅可以提供本來的有線電視業(yè)務(wù)，并且可以提供話音，數(shù)據(jù)以及其它交互型業(yè)務(wù)。在城市有線電視光纜和同軸電纜混合網(wǎng)上，使用CableModem進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成寬帶接入網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是可運(yùn)用目前數(shù)以百萬計(jì)的有線電視用戶，只要簡樸改造就可滿足用戶上網(wǎng)規(guī)定。是占領(lǐng)區(qū)域的好方法。但布線方面的缺陷也很多：(1)HFC網(wǎng)在光纖部分多采用星型網(wǎng)，電纜部分采用樹型結(jié)構(gòu)，對有線電視傳輸非常好。但對寬帶高速綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)就不很合理。信息網(wǎng)對可靠性規(guī)定非常高，綜合信息網(wǎng)一旦出現(xiàn)問題，卻不能及時(shí)修復(fù)，也許給用戶帶來無可填補(bǔ)的損失。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，一般采用環(huán)型網(wǎng)，若用星型網(wǎng)則需要熱備份。(2)在電纜分派網(wǎng)的傳輸通道中，有源器件和無源器件過多，電纜接頭過多嚴(yán)重減少了系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃浴?3)寬帶高速信息網(wǎng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，對誤碼率規(guī)定很高。規(guī)定電纜有很高的屏蔽性，需要使用無磁泄漏的電纜連接器，目前有線電視使用的器材還達(dá)不到規(guī)定。(4)由于采用樹型結(jié)構(gòu)，帶寬雖然寬，但其技術(shù)上是共享網(wǎng)絡(luò)，這就意味著用戶要同鄰居共享帶寬，當(dāng)用戶大量增長時(shí)，其速度必然放慢。3.LAN接入LAN方式接入是運(yùn)用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纜+雙絞線的方式對社區(qū)進(jìn)行綜合布線。以太網(wǎng)是目前最為廣泛的局域網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，它采用基帶傳輸，通過雙絞線和傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)10M／100M／1000M的網(wǎng)絡(luò)傳輸?；谝蕴W(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)完全可以應(yīng)用在公網(wǎng)環(huán)境中，為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，可以兼容所有帶標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口終端，用戶不需要另配任何接口卡或協(xié)議軟件，因而它是一種十分便宜的寬帶接入技術(shù)。目前，前景比較光明的寬帶接入方式是骨干網(wǎng)光纖到達(dá)大樓或社區(qū)，采用以太網(wǎng)接入即所謂FTTX＋LAN的接入方式。以太網(wǎng)幾乎統(tǒng)一局域網(wǎng)天下，例如，大連山康做的現(xiàn)代盛世大廈，是CNC將其骨干網(wǎng)光纖送入大樓機(jī)房，運(yùn)用專為大樓設(shè)計(jì)并施工的IBDN綜合布線系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。此外，Ethernet技術(shù)成熟，成本低，結(jié)構(gòu)簡樸，穩(wěn)定性，擴(kuò)充性好，便于網(wǎng)絡(luò)升級，現(xiàn)在水平布線使用非屏蔽五類雙絞線，它的帶寬達(dá)成100M。垂直干纜用光纖來布設(shè)。對于一個(gè)家庭來說完全可以滿足此后數(shù)十年的升級規(guī)定。通過以上三種寬帶接入方式的比較，最適合社區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入的是具有高速、易于管理等優(yōu)點(diǎn)的LAN接入技術(shù)，因此，本文的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃使用的是LAN接入技術(shù)。第三章網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)3.1社區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則1.模塊化社區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)建設(shè)，除住宅樓的接入數(shù)據(jù)點(diǎn)外，還存在連接視頻點(diǎn)播服務(wù)器區(qū)域、資源共享區(qū)域等等，其功能的不同決定了不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中考慮的因素不同。當(dāng)某部分功能規(guī)定有所變化時(shí)，也只需要針對相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改造升級，對網(wǎng)絡(luò)的其它組成模塊和網(wǎng)絡(luò)的主干沒有任何影響?；谶@些優(yōu)勢，社區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)采用模塊化的設(shè)計(jì)模式，目前重要考慮：核心互換模塊、樓層接入模塊、互聯(lián)網(wǎng)訪問模塊等3大模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.可靠性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的安全性。為了保證社區(qū)內(nèi)的業(yè)主使用安全，避免互相干擾，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)支持多VLAN的劃分，并能在VLAN之間進(jìn)行第三層互換時(shí)進(jìn)行有效的安全控制，以保證系統(tǒng)的安全性。此外，在接入網(wǎng)絡(luò)的用戶通過身份認(rèn)證系統(tǒng)，防止用戶賬號、IP地址、MAC地址的盜用，保證用戶身份的合法性。3.高性能在社區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)中，不僅規(guī)定網(wǎng)絡(luò)主干是高帶寬的，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，接入層設(shè)備也應(yīng)當(dāng)達(dá)成高速（1Gbps）。也就是說，互換機(jī)的接入速率應(yīng)當(dāng)達(dá)成千兆才干滿足未來的發(fā)展趨勢。4.技術(shù)先進(jìn)性隨著IPv4的地址日趨耗盡，IPv6已經(jīng)提高到議事日程上來。中國目前已經(jīng)建立了世界上最大的IPv6實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。為了保證設(shè)備投資的有效性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建設(shè)必須支持IPv4/IPv6雙協(xié)議棧，在未來的若干年內(nèi)都保證技術(shù)的先進(jìn)性。5.可擴(kuò)展性和可升級性系統(tǒng)要有可擴(kuò)展性和可升級性，隨著業(yè)務(wù)的增長和應(yīng)用水平的提高，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)和信息流將按指數(shù)增長，需要網(wǎng)絡(luò)有很好的可擴(kuò)展性，并能隨著技術(shù)的發(fā)展不斷升級。6.標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IP，是一個(gè)開放型的網(wǎng)絡(luò)，支持各種協(xié)議的互聯(lián)。7.符合國際標(biāo)準(zhǔn)選用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，可以保證系統(tǒng)具有較長的生命力和擴(kuò)展能力，滿足將來系統(tǒng)升級的規(guī)定。因此社區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采用如下策略：(1)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)依據(jù)百兆/千兆光纖到桌面，千兆/萬兆到樓層，萬兆核心互聯(lián)的大原則；(2)考慮充足的網(wǎng)絡(luò)平臺可靠特性和冗余特性；(3)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性和充足的可擴(kuò)展特性；(4)充足考慮局域網(wǎng)安全特性；(5)充足考慮網(wǎng)絡(luò)的高速和高運(yùn)營效率；(6)充足運(yùn)用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)線路資源；(7)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理。3.2寬帶接入方案一個(gè)社區(qū)有十幢樓，一千用戶，規(guī)定局域網(wǎng)內(nèi)部能實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播等高帶寬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，各用戶能快速的連接Internet，并且該網(wǎng)絡(luò)能便于將來升級。圖3.2.11.網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思緒(1)社區(qū)局域網(wǎng)采用雙核心、二層扁平結(jié)構(gòu)在整網(wǎng)配置兩臺核心互換機(jī)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心互換節(jié)點(diǎn)，避免了單點(diǎn)故障對整網(wǎng)的影響范圍，從而提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。社區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)信息點(diǎn)少，同時(shí)又具有信息點(diǎn)地址位置集中的特點(diǎn)，為此建議采用兩層扁平化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)。所謂兩層扁平化體系結(jié)構(gòu)是相對業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)而言，去掉中間的匯聚層只保存核心層與接入層兩個(gè)層次來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建。扁平化體系結(jié)構(gòu)具有多、快、好、省的優(yōu)點(diǎn)，“多”是指可以接入較多用戶、提供多種業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，“快”是指由于去掉了匯聚層從而網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與業(yè)務(wù)部署更快速，“好”是指網(wǎng)絡(luò)層次簡樸明了，便于管理和維護(hù)，此后在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)直接把現(xiàn)有的核心層下移或者在兩層體系中間插入?yún)R聚層就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑擴(kuò)容，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)層次的簡樸，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性增強(qiáng)，單點(diǎn)故障減少，可以提供一個(gè)穩(wěn)定高效的局域網(wǎng)絡(luò)，“省”是指去掉匯聚層之后網(wǎng)絡(luò)投資得到明顯減少，既可以滿足用戶業(yè)務(wù)需求，又減少了用戶的投資。(2)每棟住宅樓的接入層互換機(jī)采用千兆電口接入，可提供萬兆上行的三層互換機(jī)在住宅樓接入互換機(jī)的選擇上考慮采用能提供萬兆上行口的千兆下行電接口三層互換機(jī)，重要是體現(xiàn)高帶寬、高安全的優(yōu)點(diǎn)：千兆三層到桌面一個(gè)最直接的優(yōu)點(diǎn)就是帶寬敞。用戶的接入不在只是百兆帶寬，現(xiàn)在可以通過千兆直接接入網(wǎng)絡(luò)，提供10倍與本來的帶寬。有了高帶寬，應(yīng)用業(yè)務(wù)的開展將更為方便與靈活，數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)在新的高帶寬網(wǎng)絡(luò)中將得到富余的帶寬保證。千兆到桌面之后，同一個(gè)住宅樓內(nèi)的用戶之間可以實(shí)現(xiàn)千兆互換，充足發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)帶寬高的優(yōu)勢，開展多種豐富的IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，涉及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等，屆時(shí)網(wǎng)絡(luò)帶寬問題得到徹底解決，用戶業(yè)務(wù)的開展將不比再為網(wǎng)絡(luò)帶寬局限性問題精打細(xì)算。網(wǎng)絡(luò)整體安全性提高。通過三層到桌面的方式，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中將不再有二層報(bào)文，二層襲擊事件徹底杜絕，設(shè)備與設(shè)備之間的級連鏈路上將只有三層報(bào)文流通，極大提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的運(yùn)用率與網(wǎng)絡(luò)的安全性。高擴(kuò)展性，在占用帶寬較多的業(yè)務(wù)沒有大規(guī)模應(yīng)用時(shí)可以采用千兆上行連接核心互換機(jī)，在帶寬需要擴(kuò)展時(shí)添加萬兆模塊，形成萬兆上行連接核心互換機(jī)，提供充足的冗余特性。(3)局域網(wǎng)內(nèi)部的服務(wù)器通過千兆網(wǎng)卡連接核心互換機(jī)隨著視頻等大帶寬占用的應(yīng)用越來越多。視頻點(diǎn)播等內(nèi)部服務(wù)器需要通過千兆網(wǎng)卡直接連接核心互換機(jī)，性能可以得到充足發(fā)揮。(4)結(jié)合園區(qū)建筑物及中心機(jī)房的位置，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)采用星型和樹型相結(jié)合。在樓宇之間盡量采用光纖（結(jié)合基礎(chǔ)建設(shè)走地下管孔，避免架空纜），形成網(wǎng)絡(luò)骨干線路，連接各樓的中心互換機(jī)及中心機(jī)房，在樓宇內(nèi)根據(jù)具體情況（如樓層高度，樓內(nèi)布線情況等）和設(shè)備端口密度，一般采用多模光纖作為樓宇內(nèi)垂直布線，五類線到各戶或者所有五類線到戶的方案。2.選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備核心層設(shè)備是新大樓網(wǎng)絡(luò)的核心樞紐，應(yīng)當(dāng)選擇高性能、高可靠、高擴(kuò)展性的核心以太網(wǎng)互換機(jī)，本次方案推薦核心采用兩臺S7503E萬兆以太網(wǎng)互換機(jī)進(jìn)行雙核心組網(wǎng)，兩臺設(shè)備之間既冗余備份又負(fù)載分擔(dān)。兩臺S7503E上配置共配置了2個(gè)萬兆口，用于兩臺核心之間級連，并預(yù)留了1個(gè)萬兆口為備份或此后的擴(kuò)容接口。此外還在兩臺S7503E上共配置了7個(gè)千兆光接口，用于連接住宅樓接入互換機(jī)，24個(gè)千兆電接口用于連接內(nèi)部服務(wù)器以及出口路由器。在本方案中采用了雙核心路由互換機(jī)S7503E承擔(dān)了核心互換機(jī)的功能，而這兩臺核心互換機(jī)并不是簡樸的一主一備用的關(guān)系。由于住宅樓接入三層互換機(jī)采用負(fù)載均衡雙接口分別接入到兩臺核心互換機(jī)上，所以兩臺核心互換機(jī)同時(shí)在承擔(dān)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量。同時(shí)，由于住宅樓接入的三層互換機(jī)通過雙鏈路分別接入到兩臺核心互換機(jī)上，所以每臺核心互換機(jī)在另一臺設(shè)備故障時(shí)，可承擔(dān)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量。避免了單點(diǎn)故障對整網(wǎng)的影響范圍，從而提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。為了充足保障核心互換平臺的高可靠特性，每一臺S7503E都配置了雙互換引擎和雙主控單元以及雙電源配置，規(guī)格指標(biāo)達(dá)成電信級規(guī)定。為了各住宅樓互換機(jī)能更好的滿足大接入容量、高接入帶寬的配置需求，在匯聚層所有選用了S5500-28C-SI多業(yè)務(wù)萬兆互換機(jī)作為接入設(shè)備，互換容量高達(dá)128Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)能力高達(dá)95.2Mpps的高速引擎，在設(shè)備的高性能上保證配合在開展視頻、語音等高帶寬、低時(shí)延、大流量業(yè)務(wù)時(shí)，住宅樓接入互換機(jī)能無阻塞的實(shí)現(xiàn)用戶間互訪的線速轉(zhuǎn)發(fā)，并通過雙上行鏈路和核心互換機(jī)互聯(lián)，保證應(yīng)用的不間斷，提高整網(wǎng)的高效性、穩(wěn)定性、安全性。住宅樓接入互換機(jī)是每棟住宅樓的互換中心，由于每棟住宅樓用戶之間也存在通過劃分VLAN實(shí)現(xiàn)隔離與互訪，并且第三層操作(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)器訪問等)也都會通過住宅樓接入互換機(jī)集中進(jìn)行，所以住宅樓接入互換機(jī)除了具有三層功能之外，還必須具有先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)、大容量高密度端口線速互換、高可靠性設(shè)計(jì)、彈性堆疊擴(kuò)展、精細(xì)化用戶管理等特性。結(jié)合各住宅樓信息點(diǎn)的分布情況，我采用以下產(chǎn)品，簡樸介紹如下：采用S5500-28C-SI作為住宅樓接入三層互換機(jī)。H3CS5500SI系列互換機(jī)，具有豐富的業(yè)務(wù)特性，提供IPv6轉(zhuǎn)發(fā)功能以及最多4個(gè)10GE擴(kuò)展接口。內(nèi)部互換容量高達(dá)128Gbit/s，可以充足滿足此后以及后續(xù)長期內(nèi)樓層節(jié)點(diǎn)三層互換機(jī)的應(yīng)用需求。當(dāng)樓層比較低，并且用戶量較小，在樓內(nèi)可以通過一臺互換機(jī)與五類線的接入來滿足用戶規(guī)定。當(dāng)樓層比較高，并且用戶量比較多，必須采用互換機(jī)級連的方式滿足規(guī)定，與骨干連接的邊沿互換機(jī)可以放置于樓層的底部，也可放置于樓層中部。互聯(lián)網(wǎng)訪問是社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)，選擇H3CMSR50-60多業(yè)務(wù)路由器產(chǎn)品作為出口轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。MSR（MultipleServicesRouter）多業(yè)務(wù)開放路由器具有先進(jìn)的軟件結(jié)構(gòu)與硬件平臺，可以在最小的投資范圍內(nèi)為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供一體化解決方案，為用戶提供集成數(shù)據(jù)、安全、語音、視頻以及各種上層應(yīng)用業(yè)務(wù)的服務(wù)。此外值得一提的是MSR50基于OAA（OpenApplicationArchitecture）理念設(shè)計(jì)。該平臺提供了一套完整、標(biāo)準(zhǔn)的對外接口（API接口）。用戶只需安裝開發(fā)出的軟件，便可以將上述業(yè)務(wù)與MSR50無縫融合，為日漸細(xì)分的個(gè)性化需求提供完整的解決方案。MSR支持完善的下一代IP協(xié)議解決方案（IPv6），并可以提供高達(dá)200Mbps的解決能力，完全可以滿足社區(qū)的規(guī)定。3.室(樓)內(nèi)無線聯(lián)網(wǎng)解決方案圖3.2.2這種方案以星型拓?fù)錇榛A(chǔ)，以接入點(diǎn)AP為中心，所有的基站通信要通過AP接轉(zhuǎn)，相稱于以無線鏈路作為原有的基干網(wǎng)或其一部分，相應(yīng)的在MAC幀中，同時(shí)有源地址、目的地址和接入點(diǎn)地址。通過各基站的響應(yīng)信號，接入點(diǎn)AP能在內(nèi)部建立一個(gè)像"路由表"那樣的"橋連接表"，將各個(gè)基站和端口一一聯(lián)系起來。當(dāng)接轉(zhuǎn)信號時(shí)，AP就通過查詢"橋連接表"進(jìn)行。這為典型的AP為中心獨(dú)立建一個(gè)無線局域網(wǎng)。這種模式廣泛使用在家庭，SOHO（小型辦公場合）。目前有很多設(shè)備廠商在這種方式上又給AP增長了廣域網(wǎng)接入功能和打印服務(wù)器功能！使無線網(wǎng)絡(luò)更具有進(jìn)入家庭和小型辦公市場的實(shí)際意義。這意味著一個(gè)多功能無線網(wǎng)絡(luò)訪問接入點(diǎn)（AP）就可以完畢廣域網(wǎng)接入，代理上網(wǎng)；打印服務(wù)器；無線HUB三大功能。3.3室外無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于無線局域網(wǎng)絡(luò)不需要鋪設(shè)線纜，社區(qū)的住戶可以通過多種接入設(shè)備，如PCMCIA網(wǎng)卡、CF卡、USB網(wǎng)卡來實(shí)現(xiàn)在家中或社區(qū)內(nèi)任何地方進(jìn)行無線上網(wǎng)。而接入層則通過AP和客戶端進(jìn)行無線鏈路并經(jīng)有線連入社區(qū)中心。當(dāng)然無線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)同樣需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，社區(qū)中心可以通過正誠科技的AC&NMS(網(wǎng)管系統(tǒng))進(jìn)行統(tǒng)一的安全認(rèn)證來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管、計(jì)費(fèi)功能。圖3.3.1從整個(gè)方案構(gòu)架來看，此方案不僅可以實(shí)現(xiàn)其他無線解決方案提供的靈活、移動、低成本、易安裝等特點(diǎn)，為最終用戶提供寬帶無線接入方式。終端如筆記本、PC、PDA以無線方式接入到AP，多個(gè)AP通過社區(qū)骨干網(wǎng)接入一個(gè)或多個(gè)以太網(wǎng)供電互換機(jī)，然后在AC公共接入控制網(wǎng)關(guān)上匯集，AC再通過路由器與以太網(wǎng)互換機(jī)相連。為了便于及時(shí)、有效地管理AP，可選用S4000網(wǎng)管系統(tǒng)。在AP設(shè)備的選用方面，可以選用室外型。假如要加強(qiáng)室內(nèi)信號的覆蓋，也可以選用室內(nèi)型配合CableModem使用。用戶接入控制可以結(jié)合社區(qū)原有的設(shè)備，如RADIUS服務(wù)器、DHCP服務(wù)器，也可結(jié)合社區(qū)原有的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)生成統(tǒng)一的賬單，避免資源浪費(fèi)。3.4網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)其他問題簡述1.安全問題由于社區(qū)網(wǎng)絡(luò)是提供公共接入服務(wù)的運(yùn)營管理平臺，所以在為用戶提供了高速接入的同時(shí)，用戶數(shù)據(jù)通信的安全性將是一個(gè)需要迫切解決的問題。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)自身的一些弱點(diǎn)，如：廣播、SPT等，對整個(gè)網(wǎng)的服務(wù)可靠性導(dǎo)致威脅。同時(shí)假如不采用措施，以太網(wǎng)內(nèi)的用戶，將面臨本地黑客從網(wǎng)絡(luò)第二層次的直接竊聽甚至襲擊。對于以上問題，傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)采用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從用戶端口到網(wǎng)絡(luò)出口建立專用邏輯通路。但由于一般網(wǎng)絡(luò)將承載數(shù)以百計(jì)的用戶，網(wǎng)絡(luò)管理員通過靜態(tài)設(shè)立，管理同樣數(shù)量的虛擬網(wǎng)和路由，其繁雜度和不靈活性可想而知。與此同時(shí)還要考慮此種設(shè)立方案下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承載能力。假如一臺邊沿互換機(jī)提供24個(gè)以太網(wǎng)接口，要做到完全軟件隔離，就需要軟件設(shè)立24個(gè)VLAN，這24個(gè)VLAN需要通過邊沿互換機(jī)的上聯(lián)端口的802.1Q技術(shù)連接到中心互換機(jī)，然后通過三層轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互通。假如一臺中心互換機(jī)連接20個(gè)邊沿互換機(jī)，就需要提供480個(gè)VLAN的路由。從目前的互換機(jī)解決能力來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這種需求；更何況隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，每臺中心互換機(jī)的下聯(lián)設(shè)備回大幅度增長。此外，對于大數(shù)目VLAN的引入，勢必增長網(wǎng)絡(luò)操作、管理、維護(hù)的難度。從長遠(yuǎn)眼光來看，對于邊沿互換機(jī)應(yīng)當(dāng)是越簡樸越好。減輕網(wǎng)絡(luò)管理、配置承擔(dān)。對于一個(gè)完整的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)來說，不僅僅要考慮到內(nèi)部用戶在社區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)通信的安全性，同時(shí)也要考慮到內(nèi)部用戶在社區(qū)外訪問社區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信的安全性，所以對于一個(gè)移動用戶通過公網(wǎng)來訪問社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，一般通過虛擬私有網(wǎng)絡(luò)（VPN）來實(shí)現(xiàn)，即通過PPTP或L2TP在公網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間建立一條VPN隧道，在該隧道中的通過IPSec進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的封裝以保證數(shù)據(jù)通信的安全性。傳統(tǒng)的用戶在實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)安全時(shí)，往往采用劃分VLAN、IP地址和MAC地址的綁定等等。但針對成千上萬的社區(qū)用戶來說是非常不現(xiàn)實(shí)的，由于大量的VLAN會嚴(yán)重消耗互換機(jī)的資源，經(jīng)常會由于互換機(jī)過載而丟包。由于社區(qū)用戶數(shù)量多，組成復(fù)雜，假如運(yùn)營商試圖通過綁定IP和PCMAC得方式來保證內(nèi)網(wǎng)的安全，勢必花費(fèi)大量的人力物力，并且會增長運(yùn)營成本，由于綁定IP和PCMAC須增長互換機(jī)三層路由模塊。面對越來越猖獗的網(wǎng)絡(luò)襲擊，作為基礎(chǔ)安全保障的防火墻重要性凸顯出來。Internet上的現(xiàn)成的襲擊工具越來越多，并且可以通過Internet廣泛傳播，由此導(dǎo)致Internet上的襲擊行為也越來越多，并且越來越復(fù)雜，防火墻必須可以有效的阻擋來自Internet的各種襲擊行為，H3CSecPathF1000-S通過將強(qiáng)大安全抵御功能、專業(yè)VPN服務(wù)和智能網(wǎng)絡(luò)特性無縫集成在一個(gè)硬件平臺上，不僅能為用戶提供廣泛和進(jìn)一步的安全防護(hù)和安全連接功能，同時(shí)可以減少與安全相關(guān)的總體擁有成本以及部署的復(fù)雜限度，是網(wǎng)絡(luò)安全解決方案的抱負(fù)選擇。H3CSecPath系列防火墻采用專用嵌入式硬件以及系統(tǒng)。2.組播問題網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對組播Multicast的支持分兩個(gè)層次：路由網(wǎng)絡(luò)和二層互換網(wǎng)絡(luò)。路由網(wǎng)絡(luò)需支持DVMRP、MOSPF或PIM。對于二層互換式網(wǎng)絡(luò)，重要是通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IGMPSnooping來實(shí)現(xiàn)。VCNSwitch支持IGMPSnooping。3.網(wǎng)絡(luò)管理對于一個(gè)完整的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)而言，由于存在著大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所認(rèn)為了保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作，就需要使用網(wǎng)管軟件來對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)安全的正常運(yùn)營、網(wǎng)絡(luò)資源的合理使用，認(rèn)證和計(jì)費(fèi)都離不開完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)管系統(tǒng)通過SNMP、RMON等網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，對網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，通過探測每臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作狀態(tài)，來保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，一旦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)問題，則網(wǎng)管系統(tǒng)就會及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題所在，并發(fā)出警告信息。網(wǎng)管的另一重要的任務(wù)是記錄網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營狀態(tài)，這將為日后網(wǎng)絡(luò)資源的合理調(diào)配提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，此外通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，可計(jì)算出各網(wǎng)絡(luò)使用單位對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營所應(yīng)承擔(dān)的費(fèi)用。網(wǎng)管系統(tǒng)是由安裝在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理工作站組成。位于設(shè)備中的網(wǎng)管模塊負(fù)責(zé)收集設(shè)備自身運(yùn)營狀態(tài)的各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)，然后將其發(fā)送到指定網(wǎng)管工作站上。網(wǎng)管工作站負(fù)責(zé)接受這些信息，然后對其進(jìn)行分析和整理，做出必要的反映。根據(jù)本網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)的安全控制規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)規(guī)定可以對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的劃分和管理以及互換機(jī)配制管理，以保證網(wǎng)絡(luò)用戶在各自的職權(quán)范圍內(nèi)進(jìn)行操作，避免對其它用戶導(dǎo)致干擾和侵犯。因此建議使用3COM公司的NetworkSupervisor作為網(wǎng)管軟件，提供上述的各種功能。3.5IP地址分派1.編址原則：(1)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，保證網(wǎng)絡(luò)有效連通和管理；(2)全網(wǎng)采用NAT地址轉(zhuǎn)換，內(nèi)網(wǎng)采用自編地址，可由VBNServer動態(tài)分派，也可用戶自己按規(guī)劃靜態(tài)分派。總之不占Internet地址資源。(3)對于有Internet訪問需求的用戶，我們可集中采用VBNServer的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換功能來實(shí)現(xiàn)。2.地址分派應(yīng)遵循如下原則：(1)簡樸性：地址的分派應(yīng)當(dāng)簡樸，避免在社區(qū)內(nèi)采用復(fù)雜的掩碼方式。(2)連續(xù)性：為同一個(gè)樓內(nèi)區(qū)域分派連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)地址，便于管理，易于維護(hù)。(3)可擴(kuò)充性：為整個(gè)社區(qū)或樓內(nèi)區(qū)域分派的網(wǎng)絡(luò)地址應(yīng)當(dāng)具有一定的容量，便于主機(jī)數(shù)量增長時(shí)仍然可以保持地址的連續(xù)性。(4)靈活性：地址分派不應(yīng)當(dāng)基于某個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由策略的優(yōu)化方案，應(yīng)當(dāng)便于多數(shù)路由策略在該地址分派方案上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。(5)可管理性：地址的分派應(yīng)當(dāng)有層次，某個(gè)局部的變動不要影響上層、全局。(6)安全性：社區(qū)內(nèi)應(yīng)按工作內(nèi)容劃提成不同網(wǎng)段即子網(wǎng)以便進(jìn)行管理。地址規(guī)劃方案按照社區(qū)