【正文】 ...........40 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 1 第一章 緒論 近年來中國大步跨入了信息化社會(huì)，人們的工作生活與通信、信息的關(guān)系日益緊密， 信息化社會(huì)在改變我們生活方式與工作習(xí)慣的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，也漸漸成為人們生活中不可分割的一部分。 智能化建筑是現(xiàn)代信息、自動(dòng)控制和建筑工程等科學(xué)技術(shù)融會(huì)集成為整體的高新科技產(chǎn)物。 小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在整個(gè)智能小區(qū)系統(tǒng)中，無疑是處在核心地位。這是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、性價(jià)比最高、最成熟之干線網(wǎng) ,是一個(gè)符合 OSI 的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)。這樣才能選擇最適合智能化小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。 按網(wǎng)絡(luò)的地理位置分類 * 局域網(wǎng)（ Local Area Network,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。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)。特點(diǎn)是很容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點(diǎn)，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級(jí)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(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。總線型網(wǎng)絡(luò)安裝簡單方便，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(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 樹型結(jié)構(gòu) 是分級(jí)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，尋找路徑比較方便 ，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(huì)使系統(tǒng)受到影響。 為什么會(huì)有這么復(fù)雜的一個(gè)分層體系那 ？ 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 6 因?yàn)閷?shí)際的計(jì)算機(jī)世界是復(fù)雜多彩的；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)，還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，還有電話線、電纜、光纖、無線電波等等。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。它將位收集起來，按包處理數(shù)據(jù)。 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，電話交換網(wǎng)，分組交換網(wǎng)，公用數(shù)據(jù)交換網(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(huì)話層提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。定義一系列代碼和代碼轉(zhuǎn)換功能，保證源端數(shù)據(jù)在目的端同樣能被識(shí)別，比如文本數(shù)據(jù)的 ASCII碼，表示圖象的 GIF 或表示動(dòng)畫的 MPEG 等。接收端則執(zhí)行與發(fā)送端相反的操作，由下往上，將逐層標(biāo)識(shí)去掉，重新還原成最初的數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備 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” , 其格式也是不一樣的。例如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)互連，因?yàn)樗鼈儗儆谝环N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)備的功能也簡單（如2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 10 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）；如果連接兩個(gè)完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)（如 PC LAN 與 IBM 主機(jī)），其數(shù)據(jù)包需做全部 七層的轉(zhuǎn)換，需要的連接設(shè)備也最復(fù)雜（如網(wǎng)關(guān)）。 圖 中繼器 中繼器可以“延長”網(wǎng)絡(luò)的距離，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到放大信號(hào)的作用。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。 圖 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(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各工作站一無所知。 網(wǎng)橋?qū)?yīng) OSI 參考模型的第二層（包括物理層 與鏈路層）。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 12 圖 路由器 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)。 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。路由器在工作時(shí)需要存在初始的路徑表，它使用這些表來識(shí)別其他網(wǎng)絡(luò)，以及通往其他網(wǎng)絡(luò)的路徑和最有效的選擇方法。使用這些協(xié)議，路由器能自動(dòng)地發(fā)送這些信息，所以一般大型的網(wǎng)間連接均使用動(dòng)態(tài)路由器。路由器還能夠提供傳輸?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。 圖 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)工作在 OSI 模型的最高層（應(yīng)用層），在轉(zhuǎn)換信息包格式時(shí)，必須將各層協(xié)議一一轉(zhuǎn)換。具體實(shí)現(xiàn)方法是：在文件服務(wù)器內(nèi)插入兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡連接 Ether 網(wǎng)段，一塊網(wǎng)卡連接 ARC 網(wǎng)絡(luò)，這樣該機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)路由器的功能。因此它與前面介紹的網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)等不同，不具備協(xié)議翻譯功能， 而只是分配頻寬。在一般中、小企業(yè)的環(huán)境中，若所連接的電腦不多（ 10202020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 15 臺(tái)），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 所示。機(jī)架式 HUB 的最大優(yōu)點(diǎn)為易于擴(kuò)充。由此可知， HUB 級(jí)聯(lián)的層數(shù)愈多，其頻寬也愈慢。另外它放置 的位置集中，故管理也更為容易。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。通過交換機(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。假使這里使用的是10Mbps 的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于210Mbps＝ 20Mbps，而使用 10Mbps 的共享式 HUB 時(shí)，一個(gè)HUB 的總流通量也不會(huì)超出 10Mbps。 下面我來作一下比較。 ADSL 支持上行速率 640kbps～ 1Mbps，下行速率 1Mbps～ 8Mbps，其有效的傳輸距離在 3～ 5 公里范圍以內(nèi)。 由于有線電視網(wǎng)采用的是模擬傳輸協(xié)議，因此網(wǎng)絡(luò)需要用一個(gè) Modem 來協(xié)助完成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。 采用 CableModem 上網(wǎng)的缺點(diǎn)是由于 Cable Modem 模式采用的是相對(duì)落后的總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就意味著網(wǎng)絡(luò)用戶共同分享有限帶寬 ； 另外，購買 CableModem 和初裝費(fèi)也都不算很便宜，這些都阻礙了 CableModem 接入方式在國內(nèi)的普及。具體實(shí)施方案是 : 從社區(qū)機(jī)房敷設(shè)光纜至住戶單元樓，樓內(nèi)布線采用五類雙絞線敷設(shè)至用戶家里，雙絞線總長度一般不超過 100 米，用戶家里的電腦通過五類跳線接入墻上的五類模塊就可以實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)。 便于網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能化物業(yè)管理、小區(qū) /大樓 /家庭保安、家庭自動(dòng)化（如遠(yuǎn)程遙控家電、可視門鈴等）、遠(yuǎn)程抄表等，可提供智能化、信息化的辦公與家居環(huán)境，滿足不同層次的人們對(duì)信息化的需求。并且該網(wǎng)絡(luò)能便于將來擴(kuò)展升級(jí)。在其高性能和高可靠性的基礎(chǔ)之上，還為用戶提供豐富的流量控制、優(yōu)先級(jí)訪問和服務(wù)質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)安全控制等多種功能手段，及其良好的可擴(kuò)展性，可充分適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)和園區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)的商務(wù)應(yīng)用需求 在會(huì)聚層我配置 VCN Switch 10/100M交換機(jī)。 為了保證每個(gè)用戶數(shù)據(jù)通信的安全性，需要將每個(gè)客戶端口連接到每個(gè)用戶的 PC上，或者在每個(gè)端口下通過二層交換機(jī)連接一組可以相互信任的用戶群，這樣在每個(gè) VCN交換機(jī)下的客戶端口數(shù)據(jù)通信 將是安全的，不必?fù)?dān)心該端口數(shù)據(jù)通信會(huì)廣播到其他端口而被竊聽。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)本身的一些弱點(diǎn)，如：廣播、 SPT等， 對(duì)整個(gè)網(wǎng)的的服務(wù)可靠性造成威脅。與此同時(shí)還要考慮此種設(shè)置方案下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承載能力。 另外，對(duì)于大數(shù)目 VLAN的引入，勢必增加網(wǎng)絡(luò)操作、管理、維護(hù)的難度。 由于 VCN交換機(jī)從物理上解決了安全問題，因此在該種交換機(jī)中不存在 VLAN問題，從而大幅度減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 VLAN數(shù)目，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)更容易實(shí)現(xiàn)。但針對(duì)成千上萬的小區(qū)用戶來說是非常不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)椋? 大量的 VLAN會(huì)嚴(yán)重消耗交換機(jī)的資源，常常會(huì)因?yàn)榻粨Q機(jī)過載而丟包。 路由網(wǎng)絡(luò)需支持 DVMRP、 MOSPF或 PIM。 通過采用集中計(jì)費(fèi)管理，就不用在每個(gè)小區(qū)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中心，從而大大節(jié)約管理成本，使運(yùn)營商處于有利的競爭地位。網(wǎng)管的另一重要的任務(wù)是記錄網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(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)，另外通過監(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(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所應(yīng)承擔(dān)的費(fèi)用。 根據(jù)本網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全控制要求，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)要求能夠?qū)φ麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的劃分和管理以及交換機(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(duì)其它用戶造成干擾和侵犯。 對(duì)于有 Inter 訪問需求的用戶，我們可集中采用 VBN Server 的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換功能來實(shí)現(xiàn)。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 27 靈活性：地址分配不應(yīng) 該基于某個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由策略的優(yōu)化方案，應(yīng)該便于多數(shù)路由策略在該地址分配方案上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。這只要取決于用戶的計(jì)費(fèi)和 IP地址統(tǒng)一規(guī)劃方案而定。 可以提供按端口、 MAC地址、時(shí)間、流量 計(jì)費(fèi)。）在住戶的家中添加以太網(wǎng)絡(luò) RJ45 信息插座作為接入網(wǎng)絡(luò)的接口，可提供 100M的網(wǎng)絡(luò)速率。這在后面我會(huì)提出解決方案。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。每個(gè) VCN 10/100M交換機(jī)通過 10/100M口上聯(lián)到上級(jí)交換機(jī) VCN10/100M 交換機(jī)。 (2).服務(wù)器端口可以將 Unicast包發(fā)送給適合的客戶端。 (6).服務(wù)器端口之間默認(rèn)情況下不存在交流。然后就可進(jìn)行可行性較大的方案的設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)任務(wù)書的下達(dá)到今天基本實(shí)現(xiàn)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)要求，時(shí)間已整整過去了兩個(gè)月。隨著時(shí)間的推移，我開始慢慢的掌握了設(shè)計(jì)時(shí)所需要的知識(shí)。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 32 參考文獻(xiàn)： [1] William Stallings 著；毛迪林 張琦 楚春波 譯《局域網(wǎng)與城域網(wǎng)》電子工業(yè)出版社 [2] Tere’ Parnell 著；鄭巖 鄭義 彭程等 譯《構(gòu)建高速網(wǎng)絡(luò)》人民郵電出版社 [3] 周屬衡 馬彬 張敏著； 《現(xiàn)代計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》四川電子音像出版社 [4] 吳達(dá)金著； 《智能建筑（小區(qū)）綜合布線系統(tǒng)》人民郵電出版社 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 33 附錄 英文原文資料 RTP: A Transport Protocol for RealTime Applications 1 Introduction This memorandum specifies the realtime transport protocol (RTP), which provides endtoend delivery services for data with realtime characteristics, such as interactive audio and video. Those services include payload type identification, sequence numbering, times tamping and delivery monitoring. Applications typically run RTP on top of UDP to make use of its multiplexing and checksum serv