【正文】 供網(wǎng)絡(luò)安全，因此不會降低網(wǎng)絡(luò)的整體性能。從長遠眼光來看，對于邊緣交換機應(yīng)該是越簡單越好。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(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。 假如一臺邊緣交換機提供 24 個以太網(wǎng)接口，要做到完全軟件隔離，就需要軟件設(shè)置 24 個 VLAN,這 24 個 VLAN需要通過邊緣交換機的上聯(lián)端口的 ，然后經(jīng)過三層轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)設(shè)備互通。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。同時如果不采取措施，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攻擊。 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。此外也可利用客戶端口的特性來建立多個相對獨立的網(wǎng)絡(luò)而不用去通過劃分 VLAN來實現(xiàn)。為小區(qū)用戶提供 10M或 100M到桌面。 VCN Switch主要優(yōu)點：通過采用基于硬件的安全轉(zhuǎn)發(fā)機制實現(xiàn)社區(qū)寬帶以太接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 22 入的安全，保證社區(qū)寬帶接入網(wǎng)的性能和安全的同時， 最大程度的簡化社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和管理，輕松實現(xiàn)高安全、高性能的寬帶社區(qū)接入網(wǎng)。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 )。 根據(jù)社區(qū)網(wǎng)的特點和應(yīng)用以及 VCN交換機的特性我們提出如下示意圖說明： 圖 智能小區(qū)寬帶接入示意圖 在小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心放置中心交換機 4007，并根據(jù)需要配置相應(yīng)足夠的 100M以太網(wǎng)口和 千兆模塊。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。 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 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)點的 LAN 接入技術(shù)。 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 。社區(qū)機房的出口是通過光纜或其他介質(zhì)接入城域網(wǎng)。 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)進行綜合布線。但是，它的市場潛力是很大的，畢竟中國 CATV 網(wǎng)已成為世界第一大有線電視網(wǎng)，其用戶已達到 8000 多萬。 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。 CableModem 與以往的Modem 在原理上都是將數(shù)據(jù)進行調(diào)制后在 Cable(電纜 )的一個頻率范圍內(nèi)傳輸，接收時進行解調(diào)，傳輸機理與普通 Modem 相同，不同之處在于它是通過有線電視 CATV 的某個傳輸頻帶進行調(diào)制解調(diào)的。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。在ADSL 接入方案中，每個用戶都有單獨的一條線路與 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用戶獨享的。 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。 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 18 ADSL 接入技術(shù) ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，非對稱數(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)。 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)。 總之 ，交換機是一種基于 MAC 地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。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。 交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。 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。 圖 交換機 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 17 交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。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。 交換機 (Switch) 在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是對于共享工作模式的改進。 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。 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 16 為 了 解 決 此 問 題 ， 網(wǎng) 絡(luò) 廠 商 設(shè) 計 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 HUB 均被視為同一層級（即它們的頻寬均一致）。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)。 目前，由于智能型 HUB 的功能日趨完善，價格不斷降低，因此機架式 HUB 逐漸被淘汰。 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。 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。 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。 HUB 分配頻寬，使得每臺工作站的傳輸速率達不到 10Mbps。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。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。 由于網(wǎng)關(guān)提供了一個協(xié)議到另一個協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能，因此它的效率比較低，透明性不強，而且更具有針對性。如圖 所示。 網(wǎng)關(guān)（ Gateway） 當(dāng)連接兩個 完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時，必須使用網(wǎng)關(guān)。 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。路由器能夠在多個網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互連能力，但路由器并不要求在兩個網(wǎng)絡(luò)之間維持永久的連接。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。路由器與網(wǎng)橋不同，它并不是使用路徑表來找到其他網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備的地址，而是依靠其它的路由器來完成此任務(wù)。 路由器根據(jù)分類方法的不同可 分為：近程路由器和遠程路由器；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。 路由器可以深入到數(shù)據(jù)包中，閱讀每個數(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)目標(biāo)。另外，路由 器有選擇最短路徑的能力。它不僅具有傳輸能力，而且有路徑選擇能力。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。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)）。若不同，則進行格式轉(zhuǎn)換，將信息包傳過“橋”去；否則，不轉(zhuǎn)換，也不過“橋”。在工作站開始傳送數(shù)據(jù)時，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“學(xué)習(xí)”的過程。 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。中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明。 中繼器的主要優(yōu)點是安裝簡單、使用方便、價格相對低廉。數(shù)據(jù)經(jīng)過中繼器，不需進行 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換。如圖 。 中繼器（ Repeater） 在一種網(wǎng)絡(luò)中，每一網(wǎng)段的傳輸媒介均有其最大的傳輸距離（如細(xì)纜最大網(wǎng)段長度為 185 米，粗纜的是 500 米等），超過這個長度，傳輸介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號就會衰減。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。 如果在不同的網(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”。 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