【正文】 能便于將來擴(kuò)展升級。 根據(jù)社區(qū)網(wǎng)的特點(diǎn)和應(yīng)用以及 VCN交換機(jī)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(jī) 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。 3Com Switch 4007 適用于較大規(guī)模社區(qū)的園區(qū)主干核心，適用于大中型企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)的核心交換機(jī) (48Gbps無阻塞交換能力 )。它采用模塊化機(jī)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(jī) (提供 216 個 100M端口 )。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 在會聚層我配置 VCN Switch 10/100M交換機(jī)。 VCN Switch主要優(yōu)點(diǎn)：通過采用基于硬件的安全轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制實(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)高安全、高性能的寬帶社區(qū)接入網(wǎng)。 在終端用戶接入層配置 VCN Switch 10/100M交換機(jī)。為小區(qū)用戶提供 10M或 100M到桌面。 為了保證每個用戶數(shù)據(jù)通信的安全性，需要將每個客戶端口連接到每個用戶的 PC上，或者在每個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 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)通信會廣播到其他端口而被竊聽。此外也可利用客戶端口的特性來建立多個相對獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)而不用去通過劃分 VLAN來實(shí)現(xiàn)。 為了更好的服務(wù)于小區(qū)寬帶接入系統(tǒng)，我提出了完整的系統(tǒng)解決方案。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計重點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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。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， 對整個網(wǎng)的的服務(wù)可靠性造成威脅。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。 對于以上問題，傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)采用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從用戶端口到網(wǎng)絡(luò)出口建立專用邏輯通路。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(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 23 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(shè)置方案下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承載能力。 假如一臺邊緣交換機(jī)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(jī)的上聯(lián)端口的 ，然后經(jīng)過三層轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互通。如果一臺中心交換機(jī)連接 20 個邊緣交換機(jī)，就需要提供 480 個 VLAN的路由。從目前的交換機(jī)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(kuò)大，每臺中心交換機(jī)的下聯(lián)設(shè)備回大幅度增加。 另外，對于大數(shù)目 VLAN的引入，勢必增加網(wǎng)絡(luò)操作、管理、維護(hù)的難度。從長遠(yuǎn)眼光來看，對于邊緣交換機(jī)應(yīng)該是越簡單越好。減輕網(wǎng)絡(luò)管理、配置負(fù)擔(dān)。 所以在本方案中我使用寬帶以太網(wǎng) VCN交換機(jī)，利用 VCN交換機(jī)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(shí)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。 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網(wǎng)絡(luò)的 VLAN數(shù)目，使得整個網(wǎng)絡(luò)更容易實(shí)現(xiàn)。 另外對于一個完整的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)來說，不僅僅要考慮到內(nèi)部用戶在社區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)通信的安全性，同時也要考慮到內(nèi)部用戶在社區(qū)外訪問社區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信的安全性，所以對于一個移動用戶通過公網(wǎng)來訪問社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，一般通過虛擬私有網(wǎng)絡(luò)（ VPN）來實(shí)現(xiàn)，即通過 PPTP或 L2TP在公網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間 建立一條 VPN隧道，在該隧道中的通過 IPSec進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的封裝以保證數(shù)據(jù)通信的安全性。這些對于處于網(wǎng)絡(luò)二層上的 VCN交換機(jī)而言也是完全透明的。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 24 傳統(tǒng)的用戶在實(shí)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。但針對成千上萬的小區(qū)用戶來說是非常不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)椋? 大量的 VLAN會嚴(yán)重消耗交換機(jī)的資源，常常會因?yàn)榻粨Q機(jī)過載而丟包。 由于小區(qū)用戶數(shù)量多，組成復(fù)雜，如果運(yùn)營商試圖通過綁定IP和 PCMAC得方式來保證內(nèi)網(wǎng)的安全，勢必花費(fèi)大量的人力物力，并且會增加運(yùn)營成本，因?yàn)榻壎?IP和 PC MAC須增加交換機(jī)三層路由模塊。 但是采用 3COM VCN 社區(qū)專用寬帶接入交換機(jī)，利用其獨(dú)有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，則可以在節(jié)約以上成本的情況下，完全的實(shí) 圖 寬帶以太社區(qū)安全接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案拓?fù)? 現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)安全。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 25 組播實(shí)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)。 路由網(wǎng)絡(luò)需支持 DVMRP、 MOSPF或 PIM。 對于二層交換式網(wǎng)絡(luò)，主要是通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 IGMPSnooping來實(shí)現(xiàn)。 VCNSwitch支持 IGMPSnooping。 認(rèn)證與計費(fèi) 對于多功能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)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(yùn)營管理，用以形成強(qiáng)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(fèi)。 通過采用集中計費(fèi)管理，就不用在每個小區(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)絡(luò)管理 對于一個完整的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)而言，由于存在著大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以為了保障整個網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作，就需要使用網(wǎng)管軟件來對整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)安全的正常運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)資源的合理使用，都離不開 完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。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，可計算出各網(wǎng)絡(luò)使用單位對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所應(yīng)承擔(dān)的費(fèi)用。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 26 網(wǎng)管系統(tǒng)是由安裝在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理工作站組成。位于設(shè)備中的網(wǎng)管模塊負(fù)責(zé)收集設(shè)備本身運(yùn)行狀態(tài)的各項指 標(biāo)和參數(shù)，然后將其發(fā)送到指定網(wǎng)管工作站上。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)。 根據(jù)本網(wǎng)絡(luò)對網(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€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(wǎng)管軟件，提供上述的各種功能。 系統(tǒng) IP 地址分配 編址原則 ： 局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，保證網(wǎng)絡(luò)有效連通和管理； 全網(wǎng)采用 NAT地址轉(zhuǎn)換，內(nèi)網(wǎng) 采用自編地址，可由 VBN Server 動態(tài)分配，也可用戶自己按規(guī)劃靜態(tài)分配?？傊徽糏nter地址資源。 對于有 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)。 地址分配應(yīng)遵循如下原則： 簡單性：地址的分配應(yīng)該簡單，避免在小區(qū)內(nèi)采用復(fù)雜的掩碼方式。 連續(xù)性：為同一個樓內(nèi)區(qū)域分配連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)地址，便于管理，易于維護(hù)。 可擴(kuò)充性：為整個小區(qū)或樓內(nèi)區(qū)域分配的網(wǎng)絡(luò)地址應(yīng)該具有一定的容量，便于主機(jī)數(shù)量增加時仍然能夠保持地址的連續(xù)性。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(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。 可管理性：地址的分配應(yīng)該有層次，某個局部的變動不要影響上層、全局。 安全性：小區(qū)內(nèi)應(yīng)按工作內(nèi)容劃分成不同網(wǎng)段即子網(wǎng)以便進(jìn)行管理。 地址規(guī)劃方案 按照小區(qū)現(xiàn)有用戶 500 戶左右的規(guī)模，結(jié)合以上分配原則，可以為用戶提供動態(tài)分配或靜態(tài)分配的原則。這只要取決于用戶的計費(fèi)和 IP地址統(tǒng)一規(guī)劃方案而定。 方案特點(diǎn) 采用高性能寬帶接入交換機(jī) VCN Switch，從硬件上解決了網(wǎng)絡(luò)用戶的安全問題，并且不影響用戶的網(wǎng)絡(luò)性 能。整體性能遠(yuǎn)高于采用 VLAN方式實(shí)現(xiàn)安全 (軟件實(shí)現(xiàn) )的傳統(tǒng)交換機(jī)。 從物理上解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，減少整個網(wǎng)絡(luò)的 VLAN數(shù)量，減輕二級交換記路由負(fù)擔(dān)，便于整個網(wǎng)絡(luò)的合理實(shí)現(xiàn)。高效、快捷、安裝操作維護(hù)簡單 采用 VBN服務(wù)運(yùn)營管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營管理的計費(fèi)和認(rèn)證?？梢蕴峁┌炊丝?、 MAC地址、時間、流量 計費(fèi)。 針對不同密度的用戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計描述 此方案是以局域網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，建設(shè)高密度或低密度智能化小區(qū)的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)。（所謂高、低密度小區(qū)，就是根據(jù)每棟樓的住房密度高與低。對于不同密度的小區(qū) ，所需要的接入設(shè)備也不同，所以我分別對兩種情況，進(jìn)行了不同的規(guī)劃，這里我會講到。）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。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 28 在本方案設(shè)計中，應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)： 由于本方案采用局域網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)，所以智能小區(qū)這樣一個提供公共接入服務(wù)的運(yùn)營管理平臺而言，傳統(tǒng)以太網(wǎng)的安全將成為一個重點(diǎn)要考慮的問題。 由于社區(qū)網(wǎng)絡(luò)作為一個公用的提供接入服務(wù)的運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，將面向用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)的服務(wù) ,包括 Inter網(wǎng)際瀏覽，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)電子商務(wù)，社區(qū)網(wǎng)上交流園地的服務(wù)等等。所以為了 更好的實(shí)現(xiàn)運(yùn)營服務(wù)管理、用戶認(rèn)證與計費(fèi)等問題也是應(yīng)該重點(diǎn)考慮的。這在后面我會提出解決方案。 由于整個小區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)包含了大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，維護(hù)起來十分困難，所以也應(yīng)該考慮網(wǎng)管問題。這在后面我們會提出解決方案。 低密度社區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 對于低密度社區(qū)住宅樓，接入層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以通過光纖直接連接到網(wǎng)絡(luò)中心交換機(jī)上。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。 圖 低密度小區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接示意圖 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 29 接入層交換機(jī)配置 3COM VCN Switch10/100 為用戶提供100M接入，通過該交換機(jī) 100M Server端口上聯(lián)到二級網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中心交換機(jī)。 高密度社區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 高密度社區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入圖 通常情況下，小區(qū)內(nèi)用戶密度很高的情況下，推薦如上圖所示的解決方案。 方案中小區(qū)各樓內(nèi)采用 10/100M到戶，邊緣交換機(jī)也同樣可采用 VCN10/100M交換機(jī)，用以聯(lián)結(jié)單個用戶或有信任關(guān)系的用戶群。每個 VCN 10/100M交換機(jī)通過 10/100M口上聯(lián)到上級交換機(jī) VCN10/100M 交換機(jī)。 VCN10/100M 交換機(jī)提供了 24 個10/10