光宇小区局域网设计.docx

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光宇小区局域网设计

摘要

本方案是针对光宇小区局域网建设的具体需求，结合小区的生活需要，所作的局域网具体设计方案。

该局域网由先进的软硬件系统组成，通过高速的结构化综合布线系统有机结合在一起，具有高速、安全、标准、可管理的特征，技术先进、扩展性强、能覆盖主干网络。

在组建局域网时所需要的硬件设备是要用到网卡、网线和集线器（HUB）。

结合目前网络技术发展趋势，决定该校园局域网系统采用成熟的以太网技术。

关键字：

小区局域网；以太网；网络布线；布线技术

前言

当今的世界正从工业化社会向信息化社会转变。

一方面，社会经济已由基于资源的经济逐渐转向基于知识的经济，人们对信息的需求越来越迫切，信息在经济的发展中起着越来越重要的作用，信息的交流成为发展经济最重要的因素。

另一方面，随着计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展，信息的传递越来越快捷，信息的处理能力越来越强，信息的表现形式也越来越丰富，对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。

这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。

由于Web技术和多媒体技术的出现，近几年来Internet得到

了突飞猛进的发展，联入网络的节点和信息资源迅速增长。

随着社会信息化的深入和网络的日益普及，信息系统逐渐渗透到人们生活的各个环节，网络系统在大大提高小区网络信息化建设的同时，其带来的管理、维护、升级等问题也日益成为高校必须面对的重要挑战，成为各级各类学校一致关注的问题．所以在这次课程设计中我为昌吉州一中中学设计了局域网的安装方案。

通过建设一个高速、安全、可靠、可扩充的网络系统，实现校内信息的高度共享、传递，推进教学及管理信息化；为了实现校园内外信息的交流，还需要建立出口信道，实现与CERNET、Internet互联，同时使教职员工和学生可以在家中拨号上网，访问校园网，进行资料查询。

第1章小区网络需求描述

小区局域网主要可为住户提供物业管理办公自动化、综合信息服务、家居服务和日常生活资讯等4个功能模块（按需开发）。

（1）物业管理办公自动化模块功能

①客户管理：

住户从迁入到迁出小区都能得到有条不紊的管理，其中包括户主信息，即户主的身份、房号、投诉记录和回应等。

如果是租住户，还能对租约进行管理。

使服务提供商和居民内部之间建立相对稳定的关系，使小区内各种交易活动的信用风险大大降低。

②人事工资考勤管理：

这是针对公司内部人员的管理，包括花名册、人事变动、工资、考勤、培训记录等。

（2）小区综合信息服务模块功能

①Intemet接入：

可向住户提供多种Intemet接入服务，住户可简便快速地上Intemet，而且费用低廉。

②内部电子信箱：

小区可为每个住户配置电子信箱，方便住户与各地的互联网用户通信，用户通过电子信箱还可以订阅各种电子杂志。

③小区公告栏：

管理处通过公告栏可向全体住户发布社区新闻、维修通知、服务推介等信息。

小区内商家也可在公告栏上作广告吸引住户前往消费。

此外，所有用户都可在公告栏上自由发表意见和文章，活跃小区气氛．。

④网上游戏：

住户可参与网上游戏，丰富业余生活。

（3）家居服务模块功能

服务内容包括：

钟点家务、家居装修、送餐、家教、医疗保健等等，既可提高住户的生活素质，又能为物业管理公司增加就业机会和收益。

（4）日常生活资讯模块功能

为小区住户提供常用的生活资讯，包括：

天气预报、生活小百科、交通旅游信息、家居设计、小区资料等。

计算机局域网的作用并不仅仅是为用户提供Intemet接入服务，对于大型住宅小区，依托小区自己的信息服务中心，逐步丰富网络信息资源，对外宣传小区物业，对内提供多样化的综合信息服务。

网络就象一个大家庭，使人们有强烈的归属感，为在当今快节奏生活中的人们提供了一个高密度的交流空间，拉近了人们彼此间的距离，有利于人们的思想交流和社区文明建设。

综上所述，作为智能化小区，建设一个先进、高效、稳定的局域网系统是实现以上目标的基础，是实现社区信息化的必由之路。

建立小区局域网供用户上网有以下优点：

（1）用户可分享出口带宽，最大限度地利用公共通信网络资源，减少网络的使用费用。

（2）用户可掌握主动，按需“购买"带宽，分期投资。

（3）灵活、经济：

由于ISDN是按信息流量计费的，在初期用户较少的情况下，花少量的费用租用一条ISDN线路，供用户共享使用，当上网用户达一定数量时，可再租用一条（或多条）DDN专线，由于DDN是包月计费的专线，上网无需拨号，不受使用时间的限制，用户可物尽其用，这时先前租用的ISDN线路在非繁忙时作为DDN的备份线路，在繁忙时与DDN线路同时使用，此外，由于与Intemet存在两条不同的路由，提高了用户接入Intemet的可靠性。

2物业管理更加便利

物业管理中办公自动化、家居服务、日常生活资讯等功能的实现离不开局域网。

3数据安全

在局域网的门户设防火墙能有效地保障整个小区内的数据安全和防止病毒的侵入。

第2章需求分析

2.1.1网络带宽

本设计中小区网络系统的布线采用IBDN（IntegratedBuildingDistributioNetwork）结构化布线系统。

为了使布线系统支持100兆主干以及高速、宽带的多媒体应用，在大楼间采用6芯光纤作为传输介质。

由于小区内信息点的数量很多，为了便于管理，在主体建筑中设立多个楼层配线间。

从楼层配线间至住户桌面采用五类双绞线实现10／100M的数据传输带宽。

2.1.2小区局域网的总体设计

为了满足小区对多媒体、网络的需要，本系统采用100兆以太网技术和标准来构建一个覆盖小区局域网。

该设计建设应采用先进的网络安全、完善的系统管理技术，不仅要满足当前住宅小区的需要，并且应具有一定的系统升级能力，从而为建立信息化小区提供现代化的计算机网络系统解决方案。

2.1.3总体体系结构

本网络设计总体上是一个层次化的体系结构，如图3．1所示：

（1）网络平台是整个系统运行的基础，包括局域网和广域网。

（2）网络操作服务平台的基础是局域网络和TCP／IP协议集。

为实现全网的网络管理，网络系统采用SNMP网管协议，针对CISCO公司的产品选择CISCOWORKSFORwIN网管软件，可以实现对内外网的全面、综合管理。

（3）为确保内部网络的安全，采用内外网隔离方式，与外部网络连接采用防火墙等安全措施。

4）网络应用支持与开发工具包括网络服务功能、外部资源连接、以及应用系统开发工具等组成部份。

（5）网络服务功能包括信息查询、发布等，支持电子邮件、域名服务、文件传输服务。

外部资源连接的功能是实现WEB服务与企业管理信息数据库的互连。

（6）系统开发工具是开发基于的多种应用软件系统的开发工具，包括系统互连、面向对象的多种网络应用开发工具。

（7）小区网络的应用系统包括INTRANET／INTERNET应用系统等，它们是基于

系统的网络平台、网络应用服务支持平台所开发的多种应用软件系统。

2.1.4网络系统的性能需求

（1）网络兼容性需求分析：

作为智能化小区的网络系统，应该具有良好的兼容性，能够支持多种标准网络协议、多种网络应用。

网管系统也能够支持多家厂商的网络产品。

（2）数据交换能力的需求：

为保证整个系统能够支持大数据量的快速交换，使网络即使在有较大突发性数据交换需求的情况下也能运作良好，必须采用高处理能力的局域网交换设备和网问路由设备。

（3）可靠性的需求：

为了保证小区网络系统的工作高效地行使各项职能，小区网络系统必须具有高可靠性．具体要求如下：

①必须保证核心网络设备和网络链路的高可靠性。

②办公系统在平时8小时工作日内应保证基本无重大故障，，因此必要设备应采用不问断电源进行供电。

③对于任何紧急故障，例如：

停电故障；端口接口故障；线路故障；接入设备故障；其它故障等应有业务保障措施。

④平均故障率：

在当前技术和经济条件下，力求平均故障率最低。

（4）网络管理的需求分析：

要求系统能够对网络设备及其端口，服务器和数据链路进行监控，使管理人员能及时了解网络状态极其使用情况。

便于及时发现网络中出现的问题，在网络故障或性能下降的时候找到原因。

同时网管系统还能对网络设备的配置进行综合管理。

（5）网络扩展性需求分析：

网络系统的规划与建设应该考虑良好的扩展性。

因为随着智能化小区的普及和规模的拓展，小区间计算机网络系统将逐步实现互连，其中包括网络规模的拓展和网络类型的丰富。

同时随着应用的扩大，对网络的节点数能够实现方便的扩充，网络的各项性能可以根据情况变化得以有效提高。

2.1.5网络系统的经济性需求分析

小区网络系统的建设应能够大大提高小区内部的效率、加强沟通职能、降低管理成本、提高劳动生产率，提高管理质量，同时还应充分考虑到现有投入的经济性和今后系统管理和维护的费用以及未来扩充和升级的费用。

2.1.6网络安全风险分析

瞄准网络存在的安全漏洞，黑客们所制造的各类新型的风险将会不断产生，这些风险由多种因素引起，与网络系统结构和系统的应用等因素密切相关。

下面从物理安全、网络安全、系统安全、应用安全及管理安全进行分析：

（1）物理安全风险分析

网络物理安全是整个网络系统安全的前提。

物理安全的风险主要有：

地震、水灾、火灾等环境事故造成整个系统毁灭；电源故障造成设备断电以至操作系统引导失败或数据库信息丢失；电磁辐射可能造成数据信息被窃取或偷阅；不能保证几个不同机密程度网络的物理隔离。

（2）网络安全风险分析

内部网络与外部网络间如果在没有采取一定的安全防护措施，内部网络容易遭到来自外网的攻击。

包括来自Internet上的风险和下级用户的风险。

由于住宅小区网络系统涉及到千家万户，不同住户都有属于自己的敏感性或者不想被外界访问的数据，所以应该充分考虑到安全性问题。

内部局网不同部门或用户之间如果没有采用相应一些访问控制，也可能造成信息泄漏或非法攻击。

（3）系统的安全风险分析

所谓系统安全通常是指网络操作系统、应用系统的安全。

目前的操作系统或应用系统，开发厂商必然有其Back．Door。

而且系统本身必定存在安全漏洞。

这些安全漏洞都将存在重大隐患。

因此应正确估价自己的网络风险并根据自己的网络风险大小做出相应的安全解决方案。

（4）应用的安全风险分析

应用系统的安全涉及很多方面。

应用系统是动态的、不断变化的。

应用的安全性也是动态的。

比如新增了一个新的应用程序，肯定会出现新的安全漏洞，必须在安全策略上做一些调整，不断完善。

第3章拓扑图及方案整体描述

3.1.1主干网传输方案设计

本设计将小区网在物理上分为两套网络系统，一是用于内部物业办公自动化、局域网应用的内部网系统，二是用于接入国际互联网的外部网络系统。

基于网络安全上的考虑，两套网络系统在物理上是完全隔开的。

从职责上看，两套网络系统各有侧重。

内部网主要用于内部使用，具有较高的可靠性、安全性和高性能的要求，因此在设计时专门采用高性能的交换机系统进行冗余性设计，并采用内外网隔离的方式来保证日常办公信息的安全传送和处理。

外部网主要用于实现住户的对外联系，可以具有较低的性能需求和相对较低的可靠性需求，为此，本方案设计在内外网中具体体现为：

将内网的设计放在最重要的位置，外网的设计虽然要求较低，但还是应该具有良好的可扩充性和安全性。

网络的管理采用CISCO公司的网管软件CISCOWORKSFORWIN，该软件主要应用在中小型企业的网络环境。

它是一个综合的，经济有效的，功能强大的网络管理工具，能够对交换机路由器，访问服务器，集线器等网络设备进行有效的管理，网管的硬件工作平台使用基于WindowsNT的高性能工作站。

对于住宅小区网络系统来说，由于信息点较多，主要是多媒体和局域网应用，为此，本系统专门设计了一整套适合小区多媒体和局域网使用的应用系统解决方案。

针对用户要求的对内外网用户使用网络进行计费的需求，选用东大阿尔派的NetEye2．0它集成了东大阿尔派的NAS网管计费功能。

3.1.2拓扑图

3-1

网络的拓扑结构通常影响到网络施工的相对难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时，受到影响的设备的情况等，常见的局域网的拓扑结构有：

（1）星形网

（2）环形网（3）总线网（4）树形网

网络系统的结构

本设计将小区网在物理上分为两套网络系统，一是用于内部物业办公自动化、局域网应用的内部网系统，二是用于接入国际互联网的外部网络系统。

基于网络安全上的考虑，两套网络系统在物理上是完全隔开的。

从职责上看，两套网络系统各有侧重。

内部网主要用于内部使用，具有较高的可靠性、安全性和高性能的要求，因此在设计时专门采用高性能的交换机系统进行冗余性设计，并采用内外网隔离的方式来保证日常办公信息的安全传送和处理。

外部网主要用于实现住户的对外联系，可以具有较低的性能需求和相对较低的可靠性需求，为此，本方案设计在内外网中具体体现为：

将内网的设计放在最重要的位置，外网的设计虽然要求较低，但还是应该具有良好的可扩充性和安全性。

网络的管理采用CISCO公司的网管软件CISCOWORKSFORWIN，该软件主要应用在中小型企业的网络环境。

它是一个综合的，经济有效的，功能强大的网络管理工具，能够对交换机路由器，访问服务器，集线器等网络设备进行有效的管理，网管的硬件工作平台使用基于WindowsNT的高性能工作站。

对于住宅小区网络系统来说，由于信息点较多，主要是多媒体和局域网应用，为此，本系统专门设计了一整套适合小区多媒体和局域网使用的应用系统解决方案。

针对用户要求的对内外网用户使用网络进行计费的需求，选用东大阿尔派的NetEye2．0它集成了东大阿尔派的NAS网管计费功能。

3.1.2网络级安全措施

对于网络级安全，一定要充分考虑实际需求和网络现状，可通过以下措施来从网络下三层（物理层、链路层、网络层）保证网络级安全。

（1）可靠性安全措施

网络系统的可靠性主要是通过物理层的安全来加以保证。

网络和计算机设备、通信线路以及业务数据的物理安全是网络系统安全的前提。

尤其是要保护网络中的核心交换和路由设备及其它配套设施免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。

主要包括四个方面：

1设备安全

主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等；

2冗余备份

主要是针对网络系统中的重要网络和计算机设备、以及重要的通信线路，采用冗余备份措施；

3数据备份

对网络系统中的重要数据，要采取备份措施，如磁带备份。

（2）物理隔离

该网络系统分为物理上隔离的内部网和外部网两部分：

内部网用于小区内部，外部网用于与国际互联网互连，与社会各界交换信息，从而保证内部相关信息的安全。

3.1.3应用级安全

应用级安全主要从下面两个层次加以实现：

一方面利用各应用系统自身专有的安全机制：

另一方面则是利用数据库自身的安全机制。

应用系统安全机制：

应用系统安全机制主要是指在对应用分系统进行开发时，建立相关的安全机制，并与相关数据库平台（如MSSQLServer）安全机制和相应消息传递平台（如Domino／Notes）的安全机制紧密、有机的结合。

主要包括如下几点：

①自定义的用户安全策略

②应用系统用户身份认证

③访问控制授权

④数据加密传输

⑤审计监督

3.1.4后勤企业安全

企业级安全建立在整个网络系统范围内，确保整个网络的正常运行，包括网络设备、应用系统的正常运行、信息存储和传输的安全和可靠。

企业级安全管理主要包括“制定安全管理制度"和“计算机病毒防范"两个方面。

（1）安全管理制度

在内部建立一整套完善而且严密的安全制度，并切实遵照执行，才能从根本上确保系统的安全。

加强内部人员的安全教育，明确各用户的系统使用权限，严格机房等重要场所的管理，加强内部的安全管理。

内部安全管理必须坚持以下基本原则：

分离与制约、有限授权、预防为主和可审计原则。

内部安全管理的内容主要包括制定以下管理制度：

●机构与人员安全管理制度

·系统运行环境安全管理制度

●硬设施安全管理制度

●软设施安全管理制度

●网络安全管理制度

·数据安全管理制度

·技术文档安全管理制度

●应用系统运行安全管理制度

●操作安全管理制度

●应用系统开发安全管理制度

●应急安全管理制度

●加密算法与密钥安全管理制度。

3.1.5网络体系部分的设计

3．1．1.1小区内部网络平台设计

（1）网络技术的选择

（2）根据新建小区的现状，结合目前及未来一段时间多媒体的需求，以及网络维护的简易性和网络的扩充性，本设计以快速的以太网为骨干，10／100M全交换为桌面，采用多层交换技术建立基于TCP／IP协议的局域网。

与传统的共享式以太网相比，交换式以太网具有更高的传输带宽和更高的性能。

另外，交换式以太网还具有更高的安全性和更加灵活的设计。

与ATM相比，交换式以太网与传统的以太网的帧格式完全兼容。

并且在成本，安装的容易度，配置的方便性以及网管人员对该技术的了解程度上，交换式以太网都有ATM所无法比拟的优势。

如果采用ATM技术，由于我们的应用系统基本上都是基于传统TCP／IP协议的。

所以，在网络的周边部分还得采用IANE（局域网仿真）技术，增加了网络的复杂程度。

另外，该网络平台设计中，在网络的核心部分，即中心交换机上采用了多层交技术，这能够使得网络更加高效，安全和灵活。

整个网络拓扑结构分为四级，采用物理上星型的拓扑结构来建立主干网，其核心结构为可扩展的1O0M快速以太网骨干。

本设计网络拓扑结构如图4．1所示。

（2）网络设备的选择

小区的中心交换机采用百兆光纤交换机（如Cisco的Catalyst2912MF．XL），在交换机上配置双电源提高系统的可靠性，配置1个超级引擎模块，提供高性能的第二、第三层交换能力、线速的访问控制列表以及QoS策略控制，配置12口100Base·FX模块，分别用于连接住宅楼交换机（需要1个100Base·FX端口）、配置1台联想LS．3016交换机（需要1个100Base·FX端口）用于连接服务器及信息中心高性能桌面工作站。

二级交换机：

根据小区建设布局，将小区住宅楼分为若干组团，每个组团配置1台交换机用于二级交换，考虑Nd,区网络需求规模的扩大，应根据可能需求预留接口。

三级、四级交换机：

在每栋住宅楼中设置为分中心，在分中心配置联想LS．3016交换机，该交换机提供16个100Base·TX端口以及1个扩充模块插槽。

根据每栋住宅楼的具体需求，分别采用联想LS．3016交换机通过不同的联接方式实现信息点到住宅。

3.1.5综合布线方案关键技术要点

1结构化布线系统简介

（1）结构化布线定义

结构化布线是一种以“标准”为基础的工程方法，它为商业设计并安装一个集数据、语音、视频于一体的布线系统。

一个适当设计的与安装的结构化布线系统可提供指定的性能，并且具有灵活性，在相当一段时间内可以适应增长和变化的需要。

另外，一个结构化布线系统可以提供统一、开放的物理布线拓扑结构，能同时支持多种逻辑连网拓扑，用于各种应用，如以太网，令牌环网，ATM或视频传输。

一个基于“标准”的结构化布线系统的先期投资将得到许多利益回报，包括延长工作寿命，可预测的性能，管理性和增长性。

（2）结构化布线系统的特点

结构化综合布线系统是为了综合业务数据网j（ISDN）的发展需求而特别设计的一套布线系统，它采用了一系列高质量的标准材料，以模块化的组合方式，把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合，方便地在智能大厦中组成一套标准、灵活、开放的布线系统。

综合布线系统应具备以下特点：

①实用性：

布线系统实施后，能满足现在通信技术的应用和未来通信技术的发展，即在系统中能实现语音通信、数据通信、图像通信以及多媒体信息的通信；

②灵活性：

布线系统能满足灵活应用的要求，即在任何一个信息插座上都能连接不同类型的终端设备，如个人计算机、可视电话、双音频电话、可视图文终端、G3或G4类传真机等等；

③模块化：

在整个布线系统中，除去敷设在建筑物内的铜芯或光缆外，其余所有的接插件都是积木式的标准件，以方便维护人员的管理和使用；

④扩充性：

整个布线系统是可以扩充的，以便将来技术更新和和各方面的应用扩展，很容易将设备融入整个系统；

⑤经济性：

布线系统的应用，可以降低用户重新布局或设备搬迁的费用，并节省了搬迁的时间。

还可减低日后维护系统的费用；

（3）AT&TSYSTIMAXSCS结构化布线系统：

美国电话电报∞LT＆T）公司的贝尔（Bell）实验室的专家们经过多年的研究，在办公楼和工厂试验成功的基础上，于20世纪80年代末期率先推出SYSTIMATMPDS（建筑与建筑群综合布线系统．），现时已推出结构化布线系统SCS（StructuredCablingSystems）。

SCS结构化布线系统是一种用在大楼内及建筑群之间的专用布线方案，可以把电话机，数据处理设备，个人计算机，交换机，集团电话，局域网和办公设备相互连接在一起，并可以和外部网络连接在一起，是一种通过共同的媒介提供完整信息传输的系统。

3.1.6子系统组成

综合布线系统通常由6个子系统组成，包括工作区子系统、水平区子系统、管理问子系统、垂直干线子系统、设备间子系统及建筑群子系统。

由于采用星型结构，任何一个子系统都可独立地接入综合布线中。

因此，系统易于扩充，布线易于重新组合，也便于查找和排除故障。

设计方案建议小区结构化综合布线系统采用加拿大北电公司的IBDN结构化布线系统，即小区结构化综合布线系统采用水平全五类，6芯多模光缆从网络中心引到各个二级管理间，这样将建筑群子系统与楼宇垂直子系统合二为一，统一由光纤传输，综合布线系统依据EIA／TIA586B的标准，通过直接连接（InterConnect）和交叉连接（CrossConnect）并存的方式，形成星型拓扑结构，使网络建筑群骨干及楼内主干级网络的速度达到1000Mbps的综合布线系统。

综合布线系统依据EIA厂rIA586B的设计标准，基于两个有源介质问的传输距离不得超过100米，设计方案考虑楼内之间的距离和楼群间地下建筑情况等，为能以用较少的投资达到较好的效果，建议系统建筑群与楼内通过直接连接（InterConnect）和功能间交叉连接（CrossConnect）并存的方式进行星形拓扑布线。

系统中建筑群子系统与楼宇垂直主干子系统合二为一，也即从网络中心直接引出6芯室内多模光缆到各幢楼的楼管理间；楼内管理间再引出超五类四对双绞线到各个楼层管理间，实现四级双点管理，这减少了物理上的分支，充分利用星形拓朴结构的安全性；另外可以降低系统结构的复杂性，有利于管理与维护。

（1）先进性：

本布线方案采用的布线材料、布线技术及方案设计、都是较先进的。

不但满足当前网络通讯对布线的需要，更面向未来高速网络技术的发展对布线系统的严格要求，具有很强的适性、扩展性、可靠性、和长远效益。

（2）符合最新国际标准：

本布线系统符合最新的国际布线标准ISo／1EC11801（1995年颁布），并符合美国咖IA568布线标准、欧洲EN50173标准。

（3）五类水平子系统：

本布线方案采用IBDN五类布线系统．数据传输采用5类非屏蔽阻燃双绞线，可支持高达100Mbps的数据传输速率。

具有很强的抗干扰和高可靠性。

（4）设计满足全部高速网络应用可平滑升级，本布线系统可支持：

高速以太网

（100BASE．T，100BASE．VG）；令牌网；ATM；FDDI；ISDN等应用

（5）具有广泛兼容性：

采用标准的RJ458信息位标准接口，可以把不同厂家的网络设备和多种终端设备连接到网络上，可以传输话音、数据、图像、视频（宽带）等信号。

（6）高度模块化：

数据、话音、光纤等整合在同一配线机柜上，以便于管理。

所有的跳线面板都为模块化安装，可随用户的需要随意增减。

（7）良好的接地系统