小區網絡規劃與設計第4頁共=sectionpages3030頁第12頁共28頁第1頁綠都綠都小區會所網絡規劃與設計摘要：網絡改變了人們的生活。地球變成了地球村，全世界的人可以隨時進行交流。全世界的資源全部共享，人們的生產力空前提高，網絡時代的到來，互聯網與人們生活越來越密切，有些人的生活已經離不開網絡，網上證券期貨交易、遠程電子視頻會議、網上購物等，信息高速公路的建設變得十分重要。建立綠都小區網絡可以為社區居民提供計算機網絡、智能家居、物業服務和管理、電子商務平臺、社區服務信息網等全方位信息服務的多媒體綜合信息系統。通過這些服務，用戶可以實現高速INTERNET接入、網上教育、網上游戲、家中視頻點播等多種功能，還可實現辦公家居自動化管理。關鍵詞：綠都綠都小區；網絡規劃；設計；智能化目錄第一章緒論 11.1研究背景及意義 11.2研究思路 1第二章綠都小區網絡概述 12.1網絡化綠都小區的構成 22.2綠都小區網絡提供的服務包括 22.3綠都小區網絡建設在我國的發展趨勢 2第三章網絡方案設計 33.1綠都小區網絡設計原則 33.2寬帶接入方案 43.3室外無線網絡系統 83.4網絡設計其他問題簡述 93.5IP地址分配 11第四章結論 12參考文獻 1致謝 1 第一章緒論1.1研究背景及意義隨著三亞旅游業的迅猛發展，不斷的促進三亞的經濟發展走向。涌進了一大批游客有想要定居的有想要留在此處工作的。在經歷了事業的壓力、旅行的勞累、情緒的調節等的事后往往都想找個服務全方位休閑的場所。而今伴隨著網絡的迅猛發展，人們對網絡的需求必不可少，對網絡的需求不斷加大力度，需要不斷的拓展和升級。組建綠都綠都小區會所網絡項目采用的是無線控制器(AC)+瘦AP（FITAP）的無線組網方式。瘦AP實現無線信號的處理，而用戶管理、加密、漫游、AP管理等功能全部集中到AC進行，這樣可以簡化整個網絡的管理，提高設備的工作效率。用戶認證系統采用XXX現有認證設備來完成；AP的供電采用以太網供電（PowerOverEthernet，PoE），通過以太網線來匯聚AP的流量，同時為AP提供電源，這樣可以簡化布線，同時減少故障點，提高網絡的可靠性。1.2研究思路本次網絡設計將采用分層網絡結構的設計，該方案主要是在整個綠都小區會所活動區域內實現無線覆蓋，對消費場所的商家提供有線網絡的設計，從整體的需求和設計上來看，該網絡屬于中小型的網絡建設，數據的負載量適中。采用分層網絡結構適合這樣的網絡規模層間的標準接口方便了工程模塊化，易設計、實施、管理、實現良好的可用性，擴展性：可以在任何節點靈活的增加新的節點冗余備份：多鏈路/多設備的網絡結構，提供單點失效保護快速轉發：數據傳遞經過的網絡直徑最短安全性：網絡安全部署方。第二章綠都小區網絡概述網絡經過短短幾十年的發展，已在世界各地逐步普及。近幾年來，隨著計算機的普及和建筑電子產業的發展，人們對居住環境要求的不斷提高，網絡化的住宅不僅成為房地產開發商投資的重點，而且也是人們購房的新熱點。現如今，越來越多的人已經離不開網絡，無論是工作、學習、休閑娛樂，都已經和網絡息息相關，出行前不熟悉交通的上網查路線、外出吃飯會前去查哪家餐館受好評、買書去卓越網、想看新聞去新浪、買IT產品必上導購網站查報價、網上購物去淘寶等等，我們發現生活的每個角落似乎都是在這個網絡當中。2.1網絡化綠都小區的構成網絡化綠都小區通過對綠都小區建筑群四個基本要素（結構、系統、服務、管理以及它們之間的內在關聯）的優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環境。網絡化綠都小區的系統組成主要包括三大部分，即大樓自動化、通信自動化和辦公自動化，他們是網絡化綠都小區中最重要的，而且必須具備的基本功能。有些網絡綠都小區在此基礎上又增加了防火自動化、信息管理自動化、保安自動化等。按智能綠都小區的總體目標進行分解，綠都小區網絡系統可具體分解成以下幾個子系統，其每個子系統均具有一項具體功能。家庭網絡系統；綠都小區綜合布線系統；綠都小區網絡、通訊系統；綠都小區CATV系統；綠都小區設備自控（BA）系統；綠都小區安全防范系統；綠都小區對講系統；綠都小區三表抄表系統；綠都小區物業管理及一卡通消費系統；綠都小區停車庫管理系統；綠都小區增值服務管理系統。2.2綠都小區網絡提供的服務包括1.提供窄帶話音、寬窄帶數據業務2.支持高速上網、電子商務等3.提供家居住宅智能信息服務4.提供網絡電視，支持VOD視頻點播5.提供遠程教育、遠程醫療等6.支持閉路電視監控和保安巡更等業務7.支持停車場管理業務2.3綠都小區網絡建設在我國的發展趨勢由于建設帶網絡的綠都小區造價比普通綠都小區不多，多數用戶對網絡需求開始增多，再加上ADSL搭配無線路由器組網方式的流行，建設帶網絡的綠都小區是大勢所趨，它能提供更快的網速和更多的服務，，所以有必要對綠都小區網絡系統細致的分析，組建適合現狀的網絡化綠都小區。本文重點是對綠都小區網絡接入部分的分析和設計，其他功能只做簡單介紹。第三章網絡方案設計3.1綠都小區網絡設計原則1.模塊化綠都小區內部局域網建設，除住宅樓的接入數據點外，還存在連接視頻點播服務器區域、資源共享區域等等，其功能的不同決定了不同的數據點對網絡的要求和網絡設計中考慮的因素不同。當某部分功能要求有所變化時，也只需要針對相應的功能模塊進行重新設計和改造升級，對網絡的其它組成模塊和網絡的主干沒有任何影響。基于這些優勢，綠都小區內部局域網采用模塊化的設計模式，目前主要考慮：核心交換模塊、樓層接入模塊、互聯網訪問模塊等3大模塊進行設計。2.可靠性網絡系統應具有良好的安全性。為了保證綠都小區內的業主使用安全，避免互相干擾，網絡系統應支持多VLAN的劃分，并能在VLAN之間進行第三層交換時進行有效的安全控制，以保證系統的安全性。此外，在接入網絡的用戶通過身份認證系統，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.高性能在綠都小區內部局域網中，不僅要求網絡主干是高帶寬的，作為一個網絡的基礎，接入層設備也應該達到高速（1Gbps）。也就是說，交換機的接入速率應該達到千兆才能滿足未來的發展趨勢。4.技術先進性隨著IPv4的地址日趨耗盡，IPv6已經提升到議事日程上來。中國目前已經建立了世界上最大的IPv6試驗網。為了保證設備投資的有效性，網絡設備的建設必須支持IPv4/IPv6雙協議棧，在未來的若干年內都保證技術的先進性。5.可擴展性和可升級性系統要有可擴展性和可升級性，隨著業務的增長和應用水平的提高，網絡中的數據和信息流將按指數增長，需要網絡有很好的可擴展性，并能隨著技術的發展不斷升級。6.標準協議支持網絡系統應支持標準協議IP，是一個開放型的網絡，支持各種協議的互聯。7.符合國際標準選用符合國際標準的系統和產品，可以保證系統具有較長的生命力和擴展能力，滿足將來系統升級的要求。因此綠都小區網絡規劃采用如下策略：(1)網絡建設依據百兆/千兆光纖到桌面，千兆/萬兆到樓層，萬兆核心互聯的大原則；(2)考慮充分的網絡平臺可靠特性和冗余特性；(3)網絡協議的標準性和充分的可擴展特性；(4)充分考慮局域網安全特性；(5)充分考慮網絡的高速和高運行效率；(6)充分利用現有網絡線路資源；(7)統一的網絡管理。3.2寬帶接入方案一個綠都小區有十幢樓，一千用戶，要求局域網內部能實現視頻點播等高帶寬網絡服務，各用戶能快速的連接Internet，并且該網絡能便于將來升級。圖3.2.11.網絡設計思路(1)綠都小區局域網采用雙核心、二層扁平結構在整網配置兩臺核心交換機作為整個網絡的核心交換節點，避免了單點故障對整網的影響范圍，從而提高了整個網絡的安全性。綠都小區內部局域網信息點少，同時又具有信息點地址位置集中的特點，為此建議采用兩層扁平化網絡體系結構進行網絡規劃建設。所謂兩層扁平化體系結構是相對業務標準的三層網絡體系結構而言，去掉中間的匯聚層只保留核心層與接入層兩個層次來進行網絡體系構建。扁平化體系結構具有多、快、好、省的優點，“多”是指可以接入較多用戶、提供多種業務的特點，“快”是指由于去掉了匯聚層從而網絡建設與業務部署更快速，“好”是指網絡層次簡單明了，便于管理和維護，今后在網絡規模擴大時直接把現有的核心層下移或者在兩層體系中間插入匯聚層就可以實現網絡的平滑擴容，同時由于網絡層次的簡單，網絡穩定性增強，單點故障減少，能夠提供一個穩定高效的局域網絡，“省”是指去掉匯聚層之后網絡投資得到明顯減少，既能夠滿足用戶業務需求，又減少了用戶的投資。(2)每棟住宅樓的接入層交換機采用千兆電口接入，可提供萬兆上行的三層交換機在住宅樓接入交換機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交換機，主要是體現高帶寬、高安全的優點：千兆三層到桌面一個最直接的優點就是帶寬大。用戶的接入不在只是百兆帶寬，現在可以通過千兆直接接入網絡，提供10倍與原來的帶寬。有了高帶寬，應用業務的開展將更為方便與靈活，數據、語音、視頻等多種業務在新的高帶寬網絡中將得到充裕的帶寬保證。千兆到桌面之后，同一個住宅樓內的用戶之間可以實現千兆交換，充分發揮網絡帶寬高的優勢，開展多種豐富的IP網絡業務，包括數據業務、視頻業務等，屆時網絡帶寬問題得到徹底解決，用戶業務的開展將不比再為網絡帶寬不足問題精打細算。網絡整體安全性提高。通過三層到桌面的方式，整個網絡中將不再有二層報文，二層攻擊事件徹底杜絕，設備與設備之間的級連鏈路上將只有三層報文流通，極大提高了網絡帶寬的利用率與網絡的安全性。高擴展性，在占用帶寬較多的業務沒有大規模應用時可以采用千兆上行連接核心交換機，在帶寬需要擴展時添加萬兆模塊，形成萬兆上行連接核心交換機，提供充足的冗余特性。(3)局域網內部的服務器通過千兆網卡連接核心交換機隨著視頻等大帶寬占用的應用越來越多。視頻點播等內部服務器需要通過千兆網卡直接連接核心交換機，性能可以得到充分發揮。(4)結合園區建筑物及中心機房的位置，拓撲結構應采取星型和樹型相結合。在樓宇之間盡量采用光纖（結合基礎建設走地下管孔，避免架空纜），形成網絡骨干線路，連接各樓的中心交換機及中心機房，在樓宇內根據具體情況（如樓層高度，樓內布線情況等）和設備端口密度，一般采用多模光纖作為樓宇內垂直布線，五類線到各戶或者全部五類線到戶的方案。2.選擇網絡設備核心層設備是新大樓網絡的核心樞紐，應該選擇高性能、高可靠、高擴展性的核心以太網交換機，本次方案推薦核心采用兩臺S7503E萬兆以太網交換機進行雙核心組網，兩臺設備之間既冗余備份又負載分擔。兩臺S7503E上配置共配置了2個萬兆口，用于兩臺核心之間級連，并預留了1個萬兆口為備份或今后的擴容接口。此外還在兩臺S7503E上共配置了7個千兆光接口，用于連接住宅樓接入交換機，24個千兆電接口用于連接內部服務器以及出口路由器。在本方案中采用了雙核心路由交換機S7503E承擔了核心交換機的功能，而這兩臺核心交換機并不是簡單的一主一備用的關系。由于住宅樓接入三層交換機采取負載均衡雙接口分別接入到兩臺核心交換機上，所以兩臺核心交換機同時在承擔整個網絡的流量。同時，由于住宅樓接入的三層交換機通過雙鏈路分別接入到兩臺核心交換機上，所以每臺核心交換機在另一臺設備故障時，可承擔整個網絡的流量。避免了單點故障對整網的影響范圍，從而提高了整個網絡的安全性。為了充分保障核心交換平臺的高可靠特性，每一臺S7503E都配置了雙交換引擎和雙主控單元以及雙電源配置，規格指標達到電信級要求。為了各住宅樓交換機能更好的滿足大接入容量、高接入帶寬的配置需求，在匯聚層全部選用了S5500-28C-SI多業務萬兆交換機作為接入設備，交換容量高達128Gbps，轉發能力高達95.2Mpps的高速引擎，在設備的高性能上保證配合在開展視頻、語音等高帶寬、低時延、大流量業務時，住宅樓接入交換機能無阻塞的實現用戶間互訪的線速轉發，并通過雙上行鏈路和核心交換機互聯，保證應用的不間斷，提高整網的高效性、穩定性、安全性。住宅樓接入交換機是每棟住宅樓的交換中心，由于每棟住宅樓用戶之間也存在通過劃分VLAN實現隔離與互訪，而且第三層操作(數據轉發、服務器訪問等)也都會通過住宅樓接入交換機集中進行，所以住宅樓接入交換機除了具備三層功能之外，還必須具備先進的體系結構、大容量高密度端口線速交換、高可靠性設計、彈性堆疊擴展、精細化用戶管理等特性。結合各住宅樓信息點的分布情況，我采用以下產品，簡單介紹如下：采用S5500-28C-SI作為住宅樓接入三層交換機。H3CS5500SI系列交換機，具備豐富的業務特性，提供IPv6轉發功能以及最多4個10GE擴展接口。內部交換容量高達128Gbit/s，可以充分滿足今后以及后續長期內樓層節點三層交換機的應用需求。當樓層比較低，并且用戶量較小，在樓內可以通過一臺交換機與五類線的接入來滿足用戶要求。當樓層比較高，并且用戶量比較多，必須采用交換機級連的方式滿足要求，與骨干連接的邊緣交換機可以放置于樓層的底部，也可放置于樓層中部。互聯網訪問是綠都小區網絡的重點，選擇H3CMSR50-60多業務路由器產品作為出口轉發設備。MSR（MultipleServicesRouter）多業務開放路由器具有先進的軟件結構與硬件平臺，能夠在最小的投資范圍內為內部網絡提供一體化解決方案，為用戶提供集成數據、安全、語音、視頻以及各種上層應用業務的服務。另外值得一提的是MSR50基于OAA（OpenApplicationArchitecture）理念設計。該平臺提供了一套完整、標準的對外接口（API接口）。用戶只需安裝開發出的軟件，便可以將上述業務與MSR50無縫融合，為日漸細分的個性化需求提供完整的解決方案。MSR支持完善的下一代IP協議解決方案（IPv6），并可以提供高達200Mbps的處理能力，完全可以滿足綠都小區的要求。3.室(樓)內無線聯網解決方案圖3.2.2這種方案以星型拓撲為基礎，以接入點AP為中心，所有的基站通信要通過AP接轉，相當于以無線鏈路作為原有的基干網或其一部分，相應的在MAC幀中，同時有源地址、目的地址和接入點地址。通過各基站的響應信號，接入點AP能在內部建立一個像"路由表"那樣的"橋連接表"，將各個基站和端口一一聯系起來。當接轉信號時，AP就通過查詢"橋連接表"進行。這為典型的AP為中心獨立建一個無線局域網。這種模式廣泛使用在家庭，SOHO（小型辦公場所）。目前有很多設備廠商在這種方式上又給AP增加了廣域網接入功能和打印服務器功能！使無線網絡更具有進入家庭和小型辦公市場的實際意義。這意味著一個多功能無線網絡訪問接入點（AP）就可以完成廣域網接入，代理上網；打印服務器；無線HUB三大功能。3.3室外無線網絡系統由于無線局域網絡不需要鋪設線纜，綠都小區的住戶可以通過多種接入設備，如PCMCIA網卡、CF卡、USB網卡來實現在家中或綠都小區內任何地方進行無線上網。而接入層則通過AP和客戶端進行無線鏈路并經有線連入綠都小區中心。當然無線網絡綠都小區同樣需要進行網絡管理，綠都小區中心可以通過正誠科技的AC&NMS(網管系統)進行統一的安全認證來實現網管、計費功能。圖3.3.1從整個方案構架來看，此方案不僅可以實現其他無線解決方案提供的靈活、移動、低成本、易安裝等特點，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AP通過綠都小區骨干網接入一個或多個以太網供電交換機，然后在AC公共接入控制網關上匯集，AC再通過路由器與以太網交換機相連。為了便于及時、有效地管理AP，可選用S4000網管系統。在AP設備的選用方面，可以選用室外型。如果要加強室內信號的覆蓋，也可以選用室內型配合CableModem使用。用戶接入控制可以結合綠都小區原有的設備，如RADIUS服務器、DHCP服務器，也可結合綠都小區原有的計費系統生成統一的賬單，避免資源浪費。3.4網絡設計其他問題簡述1.安全問題由于綠都小區網絡是提供公共接入服務的運營管理平臺，所以在為用戶提供了高速接入的同時，用戶數據通信的安全性將是一個需要迫切解決的問題。由于傳統以太網技術本身的一些弱點，如：廣播、SPT等，對整個網的服務可靠性造成威脅。同時如果不采取措施，以太網內的用戶，將面臨本地黑客從網絡第二層次的直接竊聽甚至攻擊。對于以上問題，傳統以太網絡采用虛擬網絡技術從用戶端口到網絡出口建立專用邏輯通路。但由于一般網絡將承載數以百計的用戶，網絡管理員通過靜態設置，管理同樣數量的虛擬網和路由，其繁雜度和不靈活性可想而知。與此同時還要考慮此種設置方案下，網絡設備的承載能力。假如一臺邊緣交換機提供24個以太網接口，要做到完全軟件隔離，就需要軟件設置24個VLAN，這24個VLAN需要通過邊緣交換機的上聯端口的802.1Q技術連接到中心交換機，然后經過三層轉發實現設備互通。如果一臺中心交換機連接20個邊緣交換機，就需要提供480個VLAN的路由。從目前的交換機處理能力來看，還遠遠達不到這種需求；更何況隨著網絡規模的擴大，每臺中心交換機的下聯設備回大幅度增加。另外，對于大數目VLAN的引入，勢必增加網絡操作、管理、維護的難度。從長遠眼光來看，對于邊緣交換機應該是越簡單越好。減輕網絡管理、配置負擔。對于一個完整的社區網絡來說，不僅僅要考慮到內部用戶在社區內數據通信的安全性，同時也要考慮到內部用戶在社區外訪問社區內網絡的數據通信的安全性，所以對于一個移動用戶通過公網來訪問社區網絡的安全性問題，一般通過虛擬私有網絡（VPN）來實現，即通過PPTP或L2TP在公網與社區網絡之間建立一條VPN隧道，在該隧道中的通過IPSec進行數據加密的封裝以保證數據通信的安全性。傳統的用戶在實現內網安全時，往往采用劃分VLAN、IP地址和MAC地址的綁定等等。但針對成千上萬的綠都小區用戶來說是非常不現實的，因為大量的VLAN會嚴重消耗交換機的資源，常常會因為交換機過載而丟包。由于綠都小區用戶數量多，組成復雜，如果運營商試圖通過綁定IP和PCMAC得方式來保證內網的安全，勢必花費大量的人力物力，并且會增加運營成本，因為綁定IP和PCMAC須增加交換機三層路由模塊。面對越來越猖獗的網絡攻擊，作為基礎安全保障的防火墻重要性凸顯出來。Internet上的現成的攻擊工具越來越多，而且可以通過Internet廣泛傳播，由此導致Internet上的攻擊行為也越來越多，而且越來越復雜，防火墻必須可以有效的阻擋來自Internet的各種攻擊行為，H3CSecPathF1000-S通過將強大安全抵御功能、專業VPN服務和智能網絡特性無縫集成在一個硬件平臺上，不但能為用戶提供廣泛和深入的安全防護和安全連接功能，同時可以降低與安全相關的總體擁有成本以及部署的復雜程度，是網絡安全解決方案的理想選擇。H3CSecPath系列防火墻采用專用嵌入式硬件以及系統。2.組播問題網絡拓撲結構對組播Multicast的支持分兩個層次：路由網絡和二層交換網絡。路由網絡需支持DVMRP、MOSPF或PIM。對于二層交換式網絡，主要是通過標準協議IGMPSnooping來實現。VCNSwitch支持IGMPSnooping。3.網絡管理對于一個完整的社區網絡而言，由于存在著大量的網絡設備，所以為了保障整個網絡正常運作，就需要使用網管軟件來對整個網絡的運作進行監控。網絡安全的正常運行、網絡資源的合理使用，認證和計費都離不開完善的網管系統。網管系統通過SNMP、RMON等網絡管理協議，對網絡中的網絡設備進行遠程的監控，通過探測每臺網絡設備的工作狀態，來保證整個網絡的可靠性，一旦網絡設備出現問題，則網管系統就會及時準確的發現問題所在，并發出警告信息。網管的另一重要的任務是記錄網絡的運行狀態，這將為日后網絡資源的合理調配提供準確的數據，另外通過監測網絡中的數據流量，可計算出各網絡使用單位對網絡運行所應承擔的費用。網管系統是由安裝在網絡設備中的網絡管理模塊和網絡管理工作站組成。位于設備中的網管模塊負責收集設備本身運行狀態的各項指標和參數，然后將其發送到指定網管工作站上。網管工作站負責接收這些信息，然后對其進行分析和整理，做出必要的反應。根據本網絡對網絡的安全控制要求，網絡管理系統要求能夠對整個網絡進行網絡的劃分和管理以及交換機配制管理，以保證網絡用戶在各自的職權范圍內進行操作，避免對其它用戶造成干擾和侵犯。因此建議使用3COM公司的NetworkSupervisor作為網管軟件，提供上述的各種功能。3.5IP地址分配1.編址原則：(1)局域網和廣域網統一規劃，保證網絡有效連通和管理；(2)全網采用NAT地址轉換，內網采用自編地址，可由VBNServer動態分配，也可用戶自己按規劃靜態分配。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的網絡地址轉換功能來實現。2.地址分配應遵循如下原則：(1)簡單性：地址的分配應該簡單，避免在綠都小區內采用復雜的掩碼方式。(2)連續性：為同一個樓內區域分配連續的網絡地址，便于管理，易于維護。(3)可擴充性：為整個綠都小區或樓內區域分配的網絡地址應該具有一定的容量，便于主機數量增加時仍然能夠保持地址的連續性。(4)靈活性：地址分配不應該基于某個網絡路由策略的優化方案，應該便于多數路由策略在該地址分配方案上實現優化。(5)可管理性：地址的分配應該有層次，某個局部的變動不要影響上層、全局。(6)安全性：綠都小區內應按工作內容劃分成不同網段即子網以便進行管理。地址規劃方案按照綠都小區現有用戶一千戶左右的規模，結合以上分配原則，可以為用戶提供動態分配或靜態分配的原則。這只要取決于用戶的計費和IP地址統一規劃方案而定。第四章結論本文首先對網絡化綠都小區做了簡單介紹，并根據現狀在后文中做了一個實例。在進行網絡規劃之前，對網絡基本知識和網絡設備進行介紹，比如在選擇寬帶接入之前，對現有的主流接入進行分析然后選擇了LAN接入。在選擇交換機路由器等設備時，我查閱了H3C和CISCO產品庫，對合適的產品比較，最后選中了核心交換機和匯聚層交換機等設備。在多方幫忙并查閱資料后，本次畢業設計得以完成。從論文的下達到基本實現任務書中的設計要求，時間已過去了近兩個月。在這兩個月中，我認真閱讀了有關書籍，并通過網絡查閱大量資料，再加上老師的指導和教育，使我不僅僅在知識水平上有