【正文】 FA）和信息管理自動化（ MA），形成“ 5A”智能化建筑。人們對居住環(huán)境要求不斷提高，希望有一個安全、舒適、便捷的家，智能小區(qū)于是在中國各地蓬勃發(fā)展起來，并已成為 21 世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流。 課題背景 智能小區(qū)是在智能大廈的基本含義中擴展和延伸出來的，它通過對小區(qū)建筑群四個基本要素（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。甚至有的文 件又提出保安自動化（ SA），出現(xiàn)“ 6A”智能化建筑，但從國際慣例來看， FA 和 SA 均放在 BA 中， MA 已包含在 OA 內(nèi)了，通常只采用“ 3A”的提法，為此，建議今后以“ 3A”智能化建筑提法為宜。 隨著計算機、通信、控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)日益緊密結(jié)合和不斷發(fā)展，今后通信功能、信息處理和自動控制等業(yè)務(wù)種類必然會不斷增多，智能化建筑的自動化程度和智能化水平也必然繼續(xù)提高。 通過分析現(xiàn)狀和需求 , 結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平 , 初步?jīng)Q定以光纖千兆網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主干線。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 3 第二章 寬帶網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)分類 要對網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，首先應(yīng)該知道網(wǎng)絡(luò)的分類。 下面就幾種常見的網(wǎng)絡(luò)類型及分類方法作簡單的介紹。 目前局域網(wǎng)和 廣域網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的熱點。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 4 * 星型網(wǎng)絡(luò) 各站點通過點到點的鏈路與中心站相連。 圖 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 5 * 總線型網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道。 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，最長用的是樹型網(wǎng)結(jié)構(gòu)，我們的小區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用的也是這種結(jié)構(gòu)。 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、表示層和應(yīng)用層。 應(yīng)用層 面向用戶服務(wù) 表示層 數(shù)據(jù)表示 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 電及機械的有關(guān)定義 那么，七層的定義和職責(zé)各是什么呢？ 1. 物理層：物理層的任務(wù)就是保證點到點鏈路在光、電和機械上是可以傳送數(shù)據(jù)流的。 2. 數(shù)據(jù)鏈路層：為區(qū)分和標(biāo)識不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，引入了物理地址的概念；物理鏈路有時會出現(xiàn)錯誤，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，使有差錯的物理鏈路2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 7 轉(zhuǎn)化成對沒有錯誤的數(shù)據(jù)鏈路。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，路由和尋徑概念的引入和實現(xiàn)，使任意兩臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來。 6. 表示層：不同計算機體系結(jié)構(gòu)所使用的數(shù)據(jù)表示法不同，表示層為異種機通信提供一種公共語言，完成應(yīng)用層數(shù)據(jù)所需的任何轉(zhuǎn)換，以便能進(jìn)行互操作。 在數(shù)據(jù)的實際傳輸中，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示層；表示層也將數(shù)據(jù)加上自己的標(biāo)識傳給會話層；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，數(shù)據(jù)通過實際的物理媒體傳到接收方。 TCP/IP 協(xié)議與七層模型的對應(yīng)關(guān)系： 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 9 應(yīng)用層 應(yīng)用層 表示層 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/IP TCP/IP 的多數(shù)應(yīng)用協(xié)議將 OSI 應(yīng)用層、表示層、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)議對應(yīng) OSI 的傳輸層，提供上層數(shù)據(jù)傳輸保障； IP 協(xié)議對應(yīng) OSI 的網(wǎng)絡(luò)層； TCP/IP 的最底層功能由網(wǎng)絡(luò)接口層實現(xiàn)，相當(dāng)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)實現(xiàn)傳輸，對該層并未作嚴(yán)格定義。如果兩個網(wǎng)絡(luò)間的差別程度小，則需轉(zhuǎn)換的層數(shù)也少。如圖 。 中繼器的主要優(yōu)點是安裝簡單、使用方便、價格相對低廉。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 11 例如， LAN A 與 LAN B 是兩個以太網(wǎng)絡(luò)， LAN A 使用的是IPX 協(xié)議， LAN B 使用 TCP/IP，當(dāng)連接 A 與 B 時，就必須用網(wǎng)橋，如圖 所示。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，也不過“橋”。例如LAN A 是 Token Ring， LAN B 是 Ether，這時你就可用路由器將這兩個網(wǎng)絡(luò)連接在一起，如圖 所示。另外，路由 器有選擇最短路徑的能力。 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。靜態(tài)路由器需要管理員來修改所有網(wǎng)絡(luò)的路徑表，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)議來完成修改路由器信息。 此外，當(dāng)某條路徑被拆除或因擁擠阻塞時，路由器提供一條新路徑。如圖 所示。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 14 需要說明的是，現(xiàn)在的一些網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供 了內(nèi)置網(wǎng)橋、內(nèi)置路由器甚至內(nèi)置網(wǎng)關(guān)的能力。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。 從功能上分， HUB 可分為下面四種類型 ： 基本型集線器（ Dumb HUB） 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的能力，但不具備網(wǎng)絡(luò)管理的功能，故價格比較便宜。 機架式 HUB(Chaiss concentrator) 機架型 HUB 是指 HUB 中包含了數(shù)種可供網(wǎng)絡(luò)擴充的模塊（如10BaseT、 TokenRing、 Bridge 等），通常具備 SNMP 網(wǎng)管功能。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)。 圖 堆棧式 HUB 堆棧式 HUB 的好處除了更適合網(wǎng)絡(luò)的擴充外，也相對降低了Port 的成本。也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊，如果發(fā)生碰撞還得重試。 使用交換機也可以把網(wǎng)絡(luò) “分段 ”，通過對照地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機。當(dāng)節(jié)點 A 向節(jié)點 D 發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點 B 可同時向節(jié)點 C 發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。 寬帶接入網(wǎng)的比較 目前，我國智能化小區(qū)，最常用的接入網(wǎng)有以下三種： 基于雙絞線的 ADSL 技術(shù)、基于 HFC 網(wǎng)（光纖和同軸電纜混合網(wǎng)）的Cable Modem 技術(shù)、 LAN 接入技術(shù)。 ADSL 方案的最大特點是不需要改造信號傳輸線路，完全可以利用普通銅質(zhì)電話線作為傳輸介質(zhì)，配上專用的 Modem 即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。隨著有線電視網(wǎng)的發(fā)展壯大和人們生活質(zhì)量的不斷提高，通過 Cable Modem 利用有線電視網(wǎng)訪問Inter 已成為越來越受業(yè)界關(guān)注的一種高速 接入方式。 前 者 的 Data Upload( 數(shù) 據(jù) 上 傳 ) 速率和 Data 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 19 Download(數(shù)據(jù)下載 )速率相同，都在 500kbps～ 2Mbps 之間；后者的數(shù)據(jù)上傳速率在 500kbps～ 10Mbps 之間，數(shù)據(jù)下載速率為2Mbps～ 40Mbps。 LAN 接入技術(shù) LAN 方式接入是利用以太網(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)技術(shù)成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性、可擴充性好 。因此 ，在本文最后的設(shè)計規(guī)劃部分，我使用的就是 LAN 接入技術(shù) ！ 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 21 第三章 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計 寬帶接入方案概述 假設(shè)一個小區(qū)有三幢大樓，有 500 用戶，要求局域網(wǎng)內(nèi)部能實現(xiàn)視頻點播等帶寬占用較大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，各用戶能快速的連接Inter。它采用模塊化機架結(jié)構(gòu)，即可作為局域網(wǎng)絡(luò)高密度千兆網(wǎng)絡(luò)骨干 (提供 54 個千兆端口 )，又可以作為高密度 10/100M接入交換機 (提供 216 個 100M端口 )。為小區(qū)用戶提供 10M或 100M到桌面。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計重點考慮的問題 以下將對上文提到的在本方案中應(yīng)予以重點考慮的問題作詳細(xì)闡述： 安全問題 由于社區(qū)網(wǎng)絡(luò)是提供公共接入服務(wù)的運營管理平臺，所以在為用戶提供了高速接入的同時，用戶數(shù)據(jù)通信的安全性將是一個需要迫切解決的問題。但由于一般網(wǎng)絡(luò)將承載數(shù)以百計的用戶，網(wǎng)絡(luò)管理員通過靜態(tài)設(shè)置，管理同樣數(shù)量的虛擬網(wǎng)和路2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 23 由，其繁雜度和不靈活性可想而知。從目前的交換機處理能力來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這種需求；更何況隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，每臺中心交換機的下聯(lián)設(shè)備回大幅度增加。 所以在本方案中我使用寬帶以太網(wǎng) VCN交換機，利用 VCN交換機端口的硬件特性從網(wǎng)絡(luò)二層上完全隔離了每個端口的用戶數(shù)據(jù)流 而實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的安全性，同時由于通過硬件提供網(wǎng)絡(luò)安全，因此不會降低網(wǎng)絡(luò)的整體性能。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 24 傳統(tǒng)的用戶在實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)安全時，往往采用劃分 VLAN、 IP地址和 MAC地址的綁定等等。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機系畢業(yè)論文 第 頁 25 組播實現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對組播 Multicast的支持分兩個層次：路由網(wǎng)絡(luò)和二層交換網(wǎng)絡(luò)。 認(rèn)證與計費 對于多功能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營平臺，以及智能化社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，僅僅有高速的物理網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要客戶服務(wù)運營管理，用以形成強大的后臺支撐系統(tǒng)，推薦采用在城域網(wǎng)中心提供集中的管理計費。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)就會及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題所在，并發(fā)出警告信息。網(wǎng)管工作站負(fù)責(zé)接收這些信息，然后對其進(jìn)行分析和整理，作出必要的反應(yīng)?？傊徽糏nter地址資源。 可擴充性：為整個小區(qū)或樓內(nèi)區(qū)域分配的