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正文內(nèi)容

智能化小區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-10-08 17:20 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(dòng)態(tài)的帶寬或拆除空閑的連接。 此外,當(dāng)某條路徑被拆除或因擁擠阻塞時(shí),路由器提供一條新路徑。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。 網(wǎng)關(guān)( Gateway) 當(dāng)連接兩個(gè) 完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時(shí),必須使用網(wǎng)關(guān)。例如Ether 網(wǎng)與一大型電腦主機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如 IBM SNA)相連,你必須用網(wǎng)關(guān)來完成這項(xiàng)工作。如圖 所示。 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。 由于網(wǎng)關(guān)提供了一個(gè)協(xié)議到另一個(gè)協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能,因此它的效率比較低,透明性不強(qiáng),而且更具有針對(duì)性。網(wǎng)關(guān)的管理一般比網(wǎng)橋、路由器更復(fù)雜,因此它通常用于提供某種特殊用途的連接而不是不同網(wǎng)絡(luò)之間一般目的的通信連接。 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 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。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。如圖 所示。 圖 雙網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)路由和網(wǎng)關(guān)功能 集線器 (HUB) 如果你接觸過網(wǎng)絡(luò),那么你對(duì)“ HUB” 一定不陌生,這就是組建 10BASET 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,不具備協(xié)議翻譯功能, 而只是分配頻寬。 HUB 分配頻寬,使得每臺(tái)工作站的傳輸速率達(dá)不到 10Mbps。例如使用一臺(tái) N 個(gè)接口的 HUB 組建 10BASET Ether 網(wǎng),每個(gè)接口所分配的頻帶寬度是 10Mbps/N。 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(dòng)診斷故障點(diǎn)的能力,但不具備網(wǎng)絡(luò)管理的功能,故價(jià)格比較便宜。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。 圖 基本集線器 智能型 HUB(Intelligent HUB) 智能型 HUB 除了具有基本型 HUB 的功能外,另外它也具有SNMP( Small Network Management Protocol)網(wǎng)管功能:統(tǒng)計(jì)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。在一大型企業(yè)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(shì),則應(yīng)選購含網(wǎng)管功能的智能型集線器為宜。 機(jī)架式 HUB(Chaiss concentrator) 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10BaseT、 TokenRing、 Bridge 等),通常具備 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)格不斷降低,因此機(jī)架式 HUB 逐漸被淘汰。 堆棧式 HUB 10BaseT HUB 雖然可借層層級(jí)聯(lián)的方式來擴(kuò)充其網(wǎng)絡(luò),但其缺點(diǎn)是每級(jí)聯(lián)一層,其頻寬即相對(duì)降低。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(jí)聯(lián)的層數(shù)愈多,其頻寬也愈慢。 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 16 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 ,即用電纜將 HUB 與 HUB 兩兩相接,這樣的連法使各臺(tái) HUB 均被視為同一層級(jí)(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 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(duì)降低了Port 的成本。另外它放置 的位置集中,故管理也更為容易。 交換機(jī) (Switch) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,交換概念的提出是對(duì)于共享工作模式的改進(jìn)。 前面 介紹過的 集線器就是一種共享設(shè)備, HUB本身不能識(shí)別目的地址,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)?,由每一臺(tái)終端通過驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。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,如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。 圖 交換機(jī) 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 17 交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(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,處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的 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)部交換矩陣迅速將數(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,接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì) “ 學(xué)習(xí) ” 新的地址,并把它添加入內(nèi)部地址表中。 使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò) “分段 ”,通過對(duì)照地址表,交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。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。 交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)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)自享有全部的帶寬,無須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)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),而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps 的以太網(wǎng)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。 總之 ,交換機(jī)是一種基于 MAC 地址識(shí)別,能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(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)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。 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)。 下面我來作一下比較。 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 18 ADSL 接入技術(shù) ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line,非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路 )是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù),也是目前極具發(fā)展前景的一種接入技術(shù)。 ADSL 素有 “ 網(wǎng)絡(luò)快車 ” 之美譽(yù),因其下行速率高、頻帶寬、性能優(yōu)、安裝方便、不需交納電話費(fèi)等特點(diǎn)而深受廣大用戶喜愛,成為繼 Modem、ISDN 之后的又一種全新的高效接入方式。 ADSL 方案的最大特點(diǎn)是不需要改造信號(hào)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。 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)。在ADSL 接入方案中,每個(gè)用戶都有單獨(dú)的一條線路與 ADSL 局端相連,它的結(jié)構(gòu)可以看作是星形結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一個(gè)用戶獨(dú)享的。 Cable Modem 接入技術(shù) CableModem(線纜調(diào)制解調(diào)器 )是近兩年開始試用的一種超高速 Modem,它利用現(xiàn)成的有線電視 (CATV)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,已是比較成熟的一種技術(shù)。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。 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。 CableModem 與以往的Modem 在原理上都是將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后在 Cable(電纜 )的一個(gè)頻率范圍內(nèi)傳輸,接收時(shí)進(jìn)行解調(diào),傳輸機(jī)理與普通 Modem 相同,不同之處在于它是通過有線電視 CATV 的某個(gè)傳輸頻帶進(jìn)行調(diào)制解調(diào)的。 Cable Modem 連接方式可分為兩種:即對(duì)稱速率型和非對(duì)稱速 率 型 。 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(jì)算機(jī)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。 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。但是,它的市場(chǎng)潛力是很大的,畢竟中國 CATV 網(wǎng)已成為世界第一大有線電視網(wǎng),其用戶已達(dá)到 8000 多萬。 另外, CableModem 技術(shù)主要是在廣 電部門原有線電視線路上進(jìn)行改造時(shí)采用,此種方案與新興寬帶運(yùn)營商的社區(qū)建設(shè)進(jìn)行成本比較沒有意義 。 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(duì)社區(qū)進(jìn)行綜合布線。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)。社區(qū)機(jī)房的出口是通過光纜或其他介質(zhì)接入城域網(wǎng)。 采用 LAN 方式接入可以充分利用小區(qū)局域網(wǎng)的資源優(yōu)勢(shì),為居民提供 10M 以上的共享帶寬, 這比現(xiàn)在撥號(hào)上網(wǎng)速度快 180 多倍,并可根據(jù)用戶的需求升級(jí)到 100M 以上。 以太網(wǎng)技術(shù)成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性、可擴(kuò)充性好 。 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。 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 20 經(jīng) 過上述的分析比較,不容易發(fā)現(xiàn),最適合現(xiàn)在智能化小區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入的是具有告訴、易于管理等優(yōu)點(diǎn)的 LAN 接入技術(shù)。 ADSL的速度較慢, Cable Modem 不適合在現(xiàn)代新型小區(qū)中使用。因此 ,在本文最后的設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 21 第三章 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì) 寬帶接入方案概述 假設(shè)一個(gè)小區(qū)有三幢大樓,有 500 用戶,要求局域網(wǎng)內(nèi)部能實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)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。并且該網(wǎng)絡(luò)
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