智能化小区组网实验报告53页.docx

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智能化小区组网实验报告53页

智能化小区组网实验报告

与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。

金代元好问《示侄孙伯安》诗云：

“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。

”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。

清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。

可见，“教师”一说是比较晚的事了。

如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。

辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。

目录

1上海浦东翠华庭智能小区的设计目标

1.1上海浦东翠华庭智能小区项目说明

大厦、楼宇、小区是城市建设中主要的建筑体系，小区、楼宇、大厦的建设影响着整个城市的建设，随着现代化高科技产品的不断创新，渐渐的成为我们的工作的工具并且走进我们的生活。

将小区、楼宇、大厦建设成一个智能型的小区、楼宇，不仅仅是现代化城市高科技的体现，并且是现代化管理的需要和发展，而且闭路电视监控系统是当今普遍应用的现代化管理手段。

它能在第一时间以图像、文字形式告知管理、维护和保安人员现场所发生的任何情况，从而有效地做出快速反应，并将所发生事情的全过程进行备份，对重要数据进行记录，为处理事故提供切实依据。

鉴于工程的重要性，我们在设计方案时针对现场实际要求，采用技术先进，性能价格比较高的设备。

这些设备进行科学组合与集成，使方案布局合理，既照顾整体，又突出重点；系统操作简单，维护方便，系统可靠性高。

1.2上海浦东翠华庭智能小区设计目标

“翠华庭”是一个高档综合住宅小区，小区的住户生活在一个温馨、优雅、舒适、安全的环境中，时刻感受到现代化高科技为人们所带来的便利，也能让物业管理者通过我们所提供的智能化物业管理系统，可以提供高效全面的服务。

为了给小区业主提供一个温馨、安全的居住生活环境，根据发展商对智能化系统的规划及实施目标的具体功能需求，“翠华庭”小区智能化系统包括：

安全防范系统

A.住户联网报警系统

B.闭路电视监控系统

管理与监控系统

A.电子公告牌系统

B.背景音乐及广播系统

C.物业管理系统

信息网络子系统

A.宽带上网：

2M到户

B.综合布线系统

1.3上海浦东翠华庭智能小区项目设计进度

表1-1进度表

开始时间

结束时间

进度说明

2019.11.22

2019.11.22

布置题目并进行分组

2019.11.22

2019.11.25

小组进行讨论，并进行调研。

并得出大概的项目设计方案

2019.11.25

2019.11.27

得出具体的项目设计方案，设计整个详细的拓扑图，小组内进行分工，开始详细的项目设计

2019.11.28

2019.12.1

组内成员开始针对自己的模块开始详细设计，并要对自己的模块做出详细的规划，并附以必要的图解

2019.12.1

2019.12.3

开始编写自己的配置命令，并保存必要的截图等

2019.12.3

2019.12.7

进行后期的验证，排错，以保证每个模块的、连通

2019.12.8

2019.12.9

进行后期文档制作

2019.12.10

2019.12.10

老师答辩验收

2需求分析

2.1上海浦东智能小区项目需求

2.1.1上海浦东智能小区的地理环境

图2-2智能小区模型图

小区共有住宅楼20栋，每栋楼有20层，每栋楼有3个单元，每栋楼有240个用户，两4栋楼为综合楼，为小区居民提供医疗服务，小学，娱乐服务。

其中位于小区正中间综合楼的第三层，放置小区交换机服务器设备作为小区管理中心。

2.1.2上海浦东智能小区的结构说明

安全防范系统

管理与监控系统

信息网络子系统

住

户

报

警

系

统

闭

路

电

视

监

控

电

子

公

告

牌

系

统

广

播

系

统

物

业

管

理

系

统

宽

带

上

网

综

合

布

线

系

统

2.1.3上海浦东智能小区的网络设计原则

1、一个功能强大、高效灵活的智能社区信息系统，首先需要一个稳定、可靠的计算机网络为硬件基础。

对现代智能小区而言，计算机网络是实现社区智能家居信息化的基石。

社区的计算机网络，就像为社区的信息系统搭建的一条高速公路，通过这条高速公路，通过这条高速公路，社区才能为住户提供医疗服务，闭路监控，远程抄表（水表、电表、燃气表）等服务。

本小区网络系统在总体上满足以下几个原则：

（1）先进性：

采用先进的交换机，提供高速的网络传输；

（2）普遍性：

采用的设备和网络方案是经典的、成熟的、已被普遍应用的；

（3）统一性：

必须遵循技术规范方案及规划，科学地统一建设；

（4）可扩充性：

必须随着需求的变化，充分留有扩展余地；

（5）安全性及可管理性：

应注意保证整个系统的可管理性和整个系统的安全性、可靠性。

2、物业管理系统运用通过PrivateVLAN可以在交换机的同一VLAN中提供端口之间的通讯或安全隔离，确保数据流进入有效端口，而不会被发送到其它端口，即解决了因传统802.1QVLAN造成全网VID资源不够的问题，同时又无需利用安全规则资源即能达到隔离不同用户以及不同组用户之间通讯的功能，充分保护用户隐私。

3、组播：

单个发送者对应多个接收者的一种网络通信。

组播技术中，通过向多个接收方传送单信息流方式，可以减少具有多个接收方同时收听或查看相同资源情况下的网络通信流量。

2.2上海浦东智能小区的网络业务

2.2.1网络业务说明

小学：

教员通过路由器连接到骨干网络保证教员的正常上网通信，小学的教师签到室和本地资料室保存到小学的本地服务器里不链接到骨干网，小学内部自己管理。

医疗服务站：

管理室和医疗服务中心通过内部路由器访问本地服务器存档或获取小区内人民的医疗档案，医疗服务中心通过ppp协议对本地服务器进行远程访问。

在本地路由器上配置acl保证只有管理室和医疗服务中心可以访问本地服务器。

对药房部门和值班部门配置pvlan使其不能相互访问，保证全网的连通性，提供正常的上网需求。

住户区实现2M宽带上网和现代综合布线系统。

2.2.2节点分布及流量估计

住户区流量计算：

一共有信息点数9600，百兆到桌面，全双工，所以流量=9600*100*2*0.7=1344000兆；小学和医疗服务点流量估计：

信息点一共50个百兆到桌面，全双工，所以流量=50*100*2*0.7=7000兆

2.3上海浦东智能小区的安全和管理要求

2.3.1安全要求

主要以安全防范系统实现住户联网报警、闭路电视监控等

2.3.2管理要求

主要以管理与监控系统实现电子公告牌系统、背景音乐及广播、物业管理等

2.3.3上海浦东智能小区的WAN接入技术

在出口路由处与isp服务商建立ppp连接，通过chap双向认证

3总体设计和分工说明

3.1总体设计

3.1.1总体网络拓扑设计

图3-1总拓扑图

1、内部双核心

　内部使用双核心，双星形的结构综合了单星形结构和网状结构的优点，即节省了链路，又能起到网状结构的路由冗余与备份的作用。

它一般分为核心层、汇聚层、接入层三个层面。

图中，核心层设计两个节点，汇聚层五个节点（小区实际公有五个住宅楼接入点，五个无线接入点，六个服务系统接入点，共十六个）接入层可以是N个节点。

核心节点做为本地网骨干，也是本地网的出口，两个节点设计有链路互连；汇聚层节点设计五个，每个节点均以双链路与两个核心之间互连，接入层节点设计多个，每个节点可以有一条或两条链路连到一个分布节点。

这样的设计，使核心设备可以高速转发数据包，并保持路由冗余；分布层节点汇接接入层流量并做策略控制，接入层就是接入用户以及其它一些设备。

　　在本地网的建设中，IP路由的规划应当参照3.2.2ip地址规划，骨干路由的方法进行设计，对于双星形结构来说,可以在内部路由采用OSPFv2,对于外部路由采用BGP4，或者pppoverframe-relay内部路由在层次上可以分为两层：

骨干路由层和接入层。

　　骨干路由层原则上采用OSPFv2，OSPFv2是由RFC1583定义，适用于自治域内的路由规划,有较强的域内路由分区和负载分担的功能,更重要的是它是一种开放的标准,各种厂家的设备均支持,不必担心不同厂家设备之间的路由协议的兼容问题。

　　接入层路由一般采用静态路由，只有在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才分情况采用OSPF或BGP。

　OSPF协议主要优点：

（1）、OSPF是真正的LOOP-FREE（无路由自环）路由协议。

源自其算法本身的优点。

（链路状态及最短路径树算法）　　

（2）、OSPF收敛速度快：

能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。

（3）、提出区域（area）划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。

也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。

将协议自身的开销控制到最小。

见下：

（4）、用于发现和维护邻居关系的是定期发送的是不含路由信息的hello报文，非常短小。

包含路由信息的报文时是触发更新的机制。

（有路由变化时才会发送）。

但为了增强协议的健壮性，每1800秒全部重发一次。

（5）、在广播网络中，使用组播地址（而非广播）发送报文，减少对其它不运行ospf的网络设备的干扰。

（6）、在各类可以多址访问的网络中（广播，NBMA），通过选举DR，使同网段的路由器之间的路由交换（同步）次数由O（N*N）次减少为O（N）次。

（7）提出STUB区域的概念，使得STUB区域内不再传播引入的ASE路由。

（8）、在ABR（区域边界路由器）上支持路由聚合，进一步减少区域间的路由信息传递　

（9）、在点到点接口类型中，通过配置按需播号属性（OSPFoverOnDemandCircuits），使得ospf不再定时发送hello报文及定期更新路由信息。

只在网络拓扑真正变化时才发送更新信息。

（10）、通过严格划分路由的级别（共分四极），提供更可信的路由选择。

（11）、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5验证。

（12）、OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。

　2.出口处

外部路由协议采用BGP4协议。

BGP4是边界网关协议,适用于独立的自治域管理系统,有很强的策略路由和流量控制,路由过滤的功能.国内大多数IP网络的骨干网协议均选用BGP4也可以采用ppp0verframe-relay与isp进行直接网络连接，

帧中继（FrameRelay）是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。

它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。

大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。

帧中继是进入带宽范围从56Kbps到1.544Mbps的广域分组交换网的用户接口。

PPP协议是一种点——点串行通信协议。

PPP具有处理错误检测、支持多个协议、允许在连接时刻协商IP地址、允许身份认证等功能，还有其他。

PPP提供了3类功能：

成帧；链路控制协议LCP；网络控制协议NCP。

PPP是面向字符类型的协议。

3.1.2核心、外网接入项目设计

图3-2核心层拓扑图

核心层使用三层网络通讯，在各个网段应用ospf协议，自动学习相应路由。

在入户楼和汇聚层路由器上，启动aaa认证服务对用户进行认证计费授权监控，使用RSR30-44路由器，大约覆盖2400接入点，为用户提供4兆带宽，提供良好的上网环境，同时应用其qos功能解决保证当网络过载或拥塞时，网络的高效运行。

使用acl对用户数据包进行过滤，过滤掉3899，,1433等常用端口，保证核心层网络安全。

小区网络系统在提供住户正常上网的同时，将物业管理等统一结合起来，使用网络进行同步，小区内部系统只要包括，自控系统，水表系统，电表系统等内容，各个系统统一使用路由器与核心层连接，并应用acl控制访问列表对信息进行过滤，以保证安全，各系统统一管理，方便物业管理。

小区提供一个电影服务器小区内住户可自由访问，对于外网人员拒绝提供该服务。

本小区采用natp方式与公网进行连接，双出口，使用RSR50-20提供最佳的上网环境。

3.1.3医疗服务站和小区小学项目设计

图3-3医疗服务站和小区小学

全网由医疗服务站和小区小学组成。

在小学的网路中使用路由器保证小学教员的正常通信，在教师签到和材料室应用pvlan使其不能相互访问。

在医疗服务站网路中在内部路由和医疗服务中心应用ppp协议进行通信，内部路由器端口上应用acl技术保证只有管理室和医疗服务中心可以访问本地服务器其他网络不可以访问。

在值班室和药房应用pvlan保证相互不能通信。

应用组播技术，通过管理室发出理疗服务，通过内部路由和中心路由转发到骨干网络和小学，使人们及时有效地接受医疗知识和防疫通告。

3.1.4住宅区项目设计

子项目网络拓扑设计图及说明

根据项目组的规划，对每个子项目进行总体性设计

3.2地址规划

3.2.1地址说明及规划原则

注册公网地址200.1.1.3200.1.1.40255.255.255.0

所有用户区172.16.1.1172.16.150.1

3.2.2地址规划

1、注册地址的分配200.1.1.3200.1.1.40255.255.255.0

2、私有地址的总体规划172.16.1.0-172.16.255.0

核心层主要使用172.16.224..0--172.16.254.254

汇聚层地址分配172.16.200.0-172.16.223.0

用户使用分配172.16.1.1-172.16.100.255

其中172.16.1.1-172.16.5.255为无线网段

剩余部分为医院等其他社区服务网段及预留网段

NAT/NAPT的说明地址池200.1.1.3200.1.1.40255.255.255.0

3.3分工说明

表3-1分工说明

程文弟

住宅区用户接入和一栋住宅楼的综合布线

姜来

主干设计和外网接入

王立强

社区医院和社区小学网络设计

李世友

住宅区的无线AP设计和物业管理系统设计

·4上海浦东智能翠华庭小区用户接入的设计方案（负责人：

程文弟）

4.1用户接入网络设计方案

4.1.1用户接入网络拓扑设计

图4-1用户接入拓扑图

有二十栋楼每栋楼要用一个三层交换机，四个二层交换机，每个二层交换机接二十个用户，整个住宅区用一个路由器。

在此图中只画了两栋楼路由器为DHCP服务器，地址池范围为：

172.16.1.1~172.16.150.254，地址池为DHCP服务器提供一个可分配给客户端的地址空间，

4.1.2网络设备选型

表4-1设备选型

设备

数量

单位

型号

单价（元）

总价（元）

路由器

1

台

RG-NBR80

2019

2019

三层交换机

20

台

LS-3600-28TP-SI

4900

98000

二层交换机

240

台

CISCOWS-C2960-24TT-L

3600

864000

总共：

963998元

以上设备出自：

中关村在线

4.1.3应用技术说明

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol（动态主机配置协议）缩写

地址分配方法：

ManualAllocation网络管理员为某些少数特定的Host绑定固定IP地址，且地址不会过期；AutomaticAllocation自动分配，其情形是：

一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP服务器端租用到IP地址之后，就永远使用这个地址。

DynamicAllocation动态分配，当DHCP第一次从DHCP服务器端租用到IP地址之后，并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放（release）这个IP地址，以给其它工作站使用。

当然，客户端可以比其它主机更优先的更新（renew）租约，或是租用其它的IP地址。

动态分配显然比自动分配更加灵活。

4.2用户接入项目论证

4.2.1用户接入项目论证实验说明

图4-2用户接入实验拓扑图

实验论证中用RG1762代替RG-NBR80，用S3550代替LS-3600-28TP-SI

4.2.2用户接入项目论证实验调试结果

1、JIERU#showipdhcpserverstatistics

Leasecounter2

Addresspools3

Automaticbindings2

Manualbindings0

Expiredbindings0

Malformedmessages0

MessageReceived

BOOTREQUEST5

DHCPDISCOVER3

DHCPREQUEST2

DHCPDECLINE0

DHCPRELEASE0

DHCPINFORM0

MessageSent

BOOTREPLY5

DHCPOFFER3

DHCPACK2

DHCPNAK0

2、JIERU#showipdhcpbinding

IPaddressHardwareaddressLeaseexpirationType

172.16.3.1001e.907c.658d1days23hours56minsAutomatic

172.16.4.1001e.907a.e6b21days23hours58minsAutomatic

图4-3网络适配器状态

说明通过DHCP指派成功获取了地址参数

图4-3网络适配器状态

说明通过DHCP指派成功获取了地址参数

4.3住宅楼综合布线设计方案

4.3.1住宅楼综合布线的需求分析

大厦、楼宇、小区是城市建设中主要的建筑体系，小区、楼宇、大厦的建设影响着整个城市的建设，随着现代化高科技产品的不断创新，渐渐的成为我们的工作的工具并且走进我们的生活。

将小区、楼宇、大厦建设成一个智能型的小区、楼宇，不仅仅是现代化城市高科技的体现，并且是现代化管理的需要和发展，而且闭路电视监控系统是当今普遍应用的现代化管理手段。

它能在第一时间以图像、文字形式告知管理、维护和保安人员现场所发生的任何情况，从而有效地做出快速反应，并将所发生事情的全过程进行备份，对重要数据进行记录，为处理事故提供切实依据。

鉴于工程的重要性，我们在设计方案时针对现场实际要求，采用技术先进，性能价格比较高的设备。

这些设备进行科学组合与集成，使方案布局合理，既照顾整体，又突出重点；系统操作简单，维护方便，系统可靠性高。

4.4住宅楼综合布线总体规划方案

4.4.1工作区子系统及其网络设计

工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线，以及信息插座所组成。

信息点由标准RJ45插座构成。

信息点数量应根据工作区的实际功能及需求确定，并预留适当数量的冗余（具体需求数量详见预算）。

工作区的终端设备可用超五类或六类双绞线直接与工作区内的每一个信息插座相连接，或用适配器连接到信息插座上。

本系统采用超五类双绞线即可。

作为本系统的数据通信终端主要是配置网络适配器的PC机，其接口均为RJ45八芯插座，与信息插座相同，使用时用两端均为RJ45插头的八芯软跳线将信息插座与微机网络适配器的接口相连。

4.4.2水平子系统（Horizontal）及其网络设计

水平子系统主要是实现信息插座和管理子系统，即中间配线架间的连接。

水平子系统指定的拓扑结构为星形拓扑。

水平干线的设计包括水平子系统的传输介质与部件集成。

选择水平子系统的线缆，要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。

在水平子系统中推荐采用的双绞线及光纤双绞线水平布线链路中，水平电缆的最大长度为90m。

若使用100ΩUTP双绞线作为水平子系统的线缆，可根据信息点类型的不同采用不同类型的电缆，例如对于语音信息点和数据信息点可采用超五类或六类双绞线，甚至使用光缆；对于电磁干扰严重的场合应尽量采用六类屏蔽双绞线。

但是从系统的兼容性和信息点的灵活互换性角度出发，建议水平子系统采用同一种布线材料，本系统采用五类双绞线即可。

具体各个设备需求数量详见预算分析。

4.4.3管理子系统（Administration）及其网络设计

管理子系统由交连、互连和输入/输出组成，实现配线管理，为连接其它子系统提供手段。

包括配线架、跳线设备及光配线架等组成设备。

设计管理子系统时,必需了解线路的基本设计原理,合理配置各子系统的部件。

4.4.4干线子系统（Backbone）及其网络设计

干线子系统指提供建筑物的主干电缆的路由，是实现主配线架与中间配线架，计算机、控制中心与各管理子系统间的连接。

干线传输电缆的设计必须既满足当前的需要,又适应今后的发展。

干线子系统布线走向应选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。

干线子系统在系统设计施工时，应预留一定的线缆做冗余信道，这一点对于综合布线系统的可扩展性和可靠性来说是十分重要的。

4.4.5设备间子系统（EquipmentRoom）及其网络设计

设备间子系统由设备室的电缆、连接器和相关支持硬件组成，把各种公用系统设备互连起来。

设备间的主要设备有数字程控交换机、计算机网络设备、服务器等。

鉴于本楼的实际考察情况将它们放在一起。

关于其他的一些诸如温度，湿度，尘埃，照明，供配电等严格按照国家相应的法律法规标准执行。

4.4.6建筑群子系统（CampusSubsystem）及其网络设计

因为只涉及到一栋楼，所以这里仅考虑对外接线缆，鉴于上海浦东翠华庭智能小区的实际情况，采用地下管道敷设线缆，虽然成本高，但是考虑到

最佳的机械保护，任何时候都可以敷设电缆，电缆的敷设，扩充都很容易，能保持道路和建筑物的外貌整齐，最重要的是社区今后的发展，成本高一些也值得。

4.4．7网络拓扑结构

图4-4网络拓扑

4.4.8技术介绍

采用模块化星型拓扑结构，主干段相互独立，便于网络维护和扩充。

光纤主干采用单模光缆，有利于千兆网及今后更高速率的网络应用。

而且通过跳线的不同跳接，组网方式也十分灵活。

可以实现：

点对点。

在两台计算机之间建立起高速通道。

逻辑星型网络。

通过光纤网络设备，建立起星型网络拓扑结构的快速以太网。

住户楼内线缆采用超五类双绞线，性价比高，施工方便，且可以达到较高的数据传输速率。

4．5上海浦东翠华庭智能小区建网原则

4．5.1智能小区建网总原则

建网要遵循“依据需求、统筹规划、分步实施、成熟可靠的原则。

智能小区的建设要考虑小区的需要与可能，首先要满足用户需要，要把服务作为智能小区网建设的出发点；智能小区网建设的方案要符合社区长远发展规划，应将基础设施建设、物业管理建设和人员培训统筹规划；建设智能小区网时，根据经费情况，可一步到位，也可统筹规划、分步实施、逐步到位；智能小区网建设方案的制订要采用经过实践证明是成熟的、先进的，同时又能满足智能小区网要求的技术。

4.5.2实用性

智能小区网必须是具备物业管理系统、医疗事务所、社区小学和通讯等功能。

用户可以方便地浏览和查询网上资源，调用网上资源，娱乐等。

4.5.3技术性

系统设计要考虑到10年内的技术发展。

选择网络设备要通用性高，兼容性强，能支持网段和节点的扩充；支持新出现的网络协议和多媒体网络应用软件；支持不同存储格式的教学软件（包括网上的VCD、DVD教学软件等）

4.5.4安全性

　防止系统数据的