居民小区智能网络的规划与设计.docx

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居民小区智能网络的规划与设计

摘要

在居民小区智能化系统中，盘算机局域网是实现“智能化”的要害，即应用盘算机网络技能和现代通信技能，创建局域网并与Internet互联，为住户提供完备的物业治理和综合信息办事。

局域网一方面能为住户提供高速、经济的Internet接入办事；另一方面住户许多常用的信息办事可以直接免费或廉价地从局域网内获取，而不需上Internet，如内部E－Mail、常用网站浏览、网上图书馆、网络教诲、网上教诲、网上游戏、软件下载等。

并且数据在局域网内传输的速率比上Internet快得多。

因此局域网代表着当今通信最经济、最快速、最有效的手段。

随着宽带接入技能的成熟和应用需求的增长,智能化小区的普及和宽带接入技能的生长种种基于宽带技能的应用办事也日益被人们所熟悉，凭据互联网的生长思路，小区宽带接入将依托其优越的带宽资源，实行光纤到楼，双绞线抵家庭之模式，为用户提供10Mb/s高速接入端口。

为小区智能化的全面生长提供坚固的底子和强大的技能含量。

近年来中国大步跨入了信息化社会，人们的事情生活与通信、信息的干系日益紧密，信息化社会在改变我们生活方法与事情习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战。

人们对居住情况要求不停提高，希望有一个宁静、舒适、便捷的家，智能小区于是在中国各地蓬勃生长起来，并已成为21世纪修建业的生长主流。

小区网络系统在整个智能小区系统中，无疑是处在焦点职位。

本论文对居民小区智能化网络计划进行了设计。

在设计中主要对局域网进行网络布线。

智能小区是在智能大厦的根本寄义中扩展和延伸出来的，它通过对小区修建群四个根本要素（结构、系统、办事、治理以及它们之间的内在关联）的优化考虑，提供一个投资公道，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及宁静的居住情况。

盘算机网络，也徐徐成为人们生活中不可支解的一部门。

要害字：

居民小区智能化，局域网，计划与设计

前言

当今社会已步入信息时代，信息成为社会经济生长的焦点因素，信息化已成为当今世界潮水。

以盘算机网络迅猛生长而形成的网络化是推动信息化、数字化和全球化的综合信息系统，基于盘算机网络的种种网络应用系统通过在网络中对数字信息的综合收罗、存储、传输、处置惩罚和应用，而在全球范畴把人类社会更紧密的联系起来，并以不可抗拒之势影响和打击着人类社会政治、经济和日常事情、生活的各个方面。

因此，盘算机网络将注定成为21世纪全球信息社会最重要的底子设施。

随着技能的生长，人们对网络的要求也越来越多，越来越高！

社区宽带网络是接到小区用户的高速网络，网络速率应该足以支持视频，通常至少是2Mbps。

社区宽带网是连接普通用户终端设备和信息高速公路之间的桥梁。

随着人民生活水平的提高和科学技能水平的生长、市民的消费水平的提高，享受意识也随之改变，市民越来越觉得去网吧上网——网速快，却周围情况差。

在家里上网冲浪，越来越受市民的钟爱！

由于社区网络提供多种实用实惠的网络办事：

社区办事、电子商务、娱乐项目和网络教诲项目等，因此，越来越受市民的看重！

社会宽带网强调娱乐，要易于使用系统提供娱乐节目到社区必须原有的商务系统有更优良的性能。

社区建立的目标是为宽大市民提供高速网络带宽，富厚社区运动，网络教诲的项目。

居民小区网络工程充实利用富厚的网络资源，将社区办事与先进网络技能有机结合起来，给即将入住的居民带来极大的方便。

第1章课题总体介绍

1.1课题介绍

居民小区局域网的计划与设计对付现在的都市居民生活来讲是日益重要的部门。

构建好居民小区的局域网能更好的为市民生活和小区的日常治理更好的进行办事。

因此，此课题是对进行居民小区局域网的计划和设计进行开端的科学化设计。

为更好的做好这项事情，提高居民的生活质量，尤其是对信息的实时准确的要求，另有对社会所提供日常的大众底子办事变得越发的便捷，结合在学校对局域网络的构建的知识的掌握和今世的实际情况，另有在老师的指导下进行该课题的研究和阐发。

1.2课题目的及意义

创建居民小区计划和设计局域网的统意义

1.1经济、快速

　　局域网一方面能为住户提供高速、经济的Internet接入办事；另一方面住户许多常用的信息办事可以直接免费或廉价地从局域网内获取，而不需上Internet，如内部E－Mail、常用网站浏览、网上图书馆、网络教诲、网上教诲、网上游戏、软件下载等。

并且数据在局域网内传输的速率比上Internet快得多。

因此局域网代表着当今通信最经济、最快速、最有效的手段。

　　1.2物业治理的需要

　　物业治理中办公自动化、家居办事、日常生活资讯等功效的实现离不开局域网。

　　1.3数据宁静

　　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宁静和防备病毒的侵入。

2、小区局域网的组成小区局域网结构以由接入网、信息办事中心和小区内部网络三部门组成。

使用居民小区局域网的意义

在社会信息化进程日益生长的今天，人们对自己住宅的存眷已不但仅局限于居室面积、周边自然情况、交通等方面，而是把更多的兴趣和注意力放在与外界相同、信息办事、宁静防备、物业治理等方面，正是适应这种社会需求，智能小区应运而生。

目前，对付智能化还没有确切的界说，各人公认的智能化社区包罗小区宁静防备、物业治理自动化、互联网三大主题。

建立部对小区智能化普及型提出了如下要求：

1住宅小区设立盘算机自动化治理中心；

2：

水、电、气、热等自动计量、收费；

3：

住宅小区关闭，实行宁静防备自动化监控治理；

4：

住宅的火灾、有害气体泄漏等实行自动报警；

5：

住宅设置紧急呼唤系统；

6：

对住宅小区的要害设备、设施实施远程监控。

1.3计划和设计的原则

计划和设计居民小区局域网的原则：

先进性：

先进的设计思想、网络结构、开发东西，接纳市场笼罩率高、尺度化和技能成熟的软硬件产物；

实用性：

建网时应考虑利用和掩护现有的资源、充实发挥设备效益；

开放性：

系统设计应接纳开放技能、开放结构、开放系统组建和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及与外界信息的相同；

灵活性：

接纳积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性；

可靠性：

具有容错功效，治理、维护方便。

对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一计划和阐发，确保系统运行可靠，经济性，投资公道，有良好的性能代价比。

第2章居民住宅智能小区概述

智能修建起源于20世纪80年代初的美国，经过短短几十年的生长，已在世界各地逐步普及。

近几年来，随着盘算机的普及和修建电子财产的生长，人们对居住情况要求的不停提高，智能化的住宅不但成为房地产开发商投资的重点，并且也是人们购房的新热点。

现如今，越来越多的人已经离不开网络，无论是事情、学习、休闲娱乐，都已经和网络息息相关，出行前不熟悉交通的上网查路线、外出用饭会前去查哪家餐馆受好评、买书去卓越网、想看新闻去新浪、买IT产物必上导购网站查报价、网上购物去淘宝等等，我们发明生活的每个角落似乎都是在这个网络当中。

2.1智能小区的组成

智能小区是在智能大厦的根本寄义中扩展和延伸出来的，它通过对小区修建群四个根本要素（结构、系统、办事、治理以及它们之间的内在关联）的优化考虑，提供一个投资公道，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及宁静的居住情况。

智能小区的系统组成主要包罗三大部门，即大楼自动化、通信自动化和办公自动化，他们是智能化修建中最重要的，并且必须具备的根本功效。

有些智能小区在此底子上又增加了防火自动化、信息治理自动化、保安自动化等。

按智能小区的总体目标进行剖析，小区智能化系统可具体剖析成以下几个子系统，其每个子系统均具有一项具体功效。

家庭智能化系统；小区综合布线系统；小区网络、通讯系统；小区CATV系统；小区设备自控（BA）系统；小区宁静防备系统；小区对讲系统；小区智能三表抄表系统；小区物业治理及一卡通消费系统；小区停车库治理系统；小区增值办事治理系统。

2.2智能小区的功效

1.提供窄带话音、宽窄带数据业务

2.支持高速上网、电子商务等

3.提供家居住宅智能信息办事

4.提供网络电视，支持VOD视频点播

5.提供远程教诲、远程医疗等

6.支持闭路电视监控和保安巡更等业务

2.3智能小区在我国现状

由于智能小区造价比普通小区略高，多数用户对智能化需求小，再加上ADSL搭配无线路由器组网方法的流行，使得智能小区在我国并不普及，但智能小区依然是局势所趋，它能提供更快的网速和更多的办事，是ADSL无法相比的，所以有须要对智能小区系统细致的阐发，组建适合现状的智能小区。

第3章盘算机网络概述

盘算机网络，简朴地说，就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的盘算机互连起来的聚集。

它包罗：

盘算机、网络操纵系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件四部门。

3.1盘算机网络

盘算机网络如按网络的组建范围和地区范畴来分别的话，可分为局域网（LocalAreaNetwork,LAN）、城域网（MetropolitanAreaNetwork,MAN）、广域网（WideAreaNetwork,WAN）。

我们经常用到的因特网（Internet）属于广域网，校园网属局域网。

未来的网络技能将向着使用简朴、高速快捷、多网合一、宁静保密的偏向生长。

3.2局域网简介

局域网，是指范畴在几百米到十几公里内办公楼群或校园内的盘算机相互连接所组成的，外部设备和数据库等相互联接起来组成的盘算机通信网，简称LAN。

局域网的组成

一个典范的局域网主要应包罗如下四个部门：

办事器（Server）：

用来治理网络并为用户提供共享办事的盘算机。

与网络中的事情站相比，办事器通常具有更快的速率、更大的存储容量和更高的可靠性。

别的，为了便于对网络进行治理，办事器中通常应安装相应的网络操纵系统，如NovellNetware,WindowsNT/2000Server,UNIX等。

事情站（Workstation）：

用户使用的盘算机，又称用户机或客户机。

从网络组成的角度看，任何一台盘算机（如286、386、486、PⅢ、P4等）都可作为事情站。

当事情站登录到网络办事器后，可按划定权限存取办事器中的文件。

别的，事情站通常还可以与网络中的其他用户进行通信或访问Internet。

网络通信系统（NetworkCommunicationsSystem）：

连接事情站和办事器的设备。

这些设备通常应包罗插在办事器或事情站中的网卡，它们应与通信介质相连；用于传输数据介质，如同轴电缆、双绞线、光纤等；专用的通信设备，如集线器（HUB）、局域网互换机、路由器等。

5．网络操纵系统（NetworkOperatingSystem）：

对付稍在一点的网络来说，为了充实发挥网络的功效，以及更好地治理网络，通常应在办事器中安装网络操纵系统。

例如，基于宁静起见，企业的险些所有重要数据（如财政、销售等）都被生存在办事器中，并非每小我私家都能访问这些数据。

通常情况下，只有企业卖力人拥有最高权限，而其他人只能检察部门数据。

此时就是借助网络操纵系统来对资源和用户进行治理的，它划定了用户的权限，以及用户所能访问的资源。

局域网的拓扑结构

所谓局域网的拓扑结构，是指局域网中各盘算机之间的连接形式。

如果抛开构建局域网时所接纳的通信介质、通信设备等，局域网中各盘算机之间的学用连接形式实际上只有两种，即总线型与星型。

在总线型网络中，由于各盘算机共享一条通信电缆，网络中某个节点出现妨碍，将导致整个网络瘫痪。

因此，目前这类结构的网络已趋于淘汰。

星型网络的优点是，当网络中某个节点出现妨碍时不会影响整个网络的运行。

其缺点是每个盘算机都要占用一条专用的通信线路，并且需要分外的通信设备，将导致本钱的增加。

但是，由于目前种种硬件设备代价都已非常自制，所以，现在绝大部门局域网都接纳了这种结构。

局域网的范例

事实上种种网络结构都是有章可循的，这就是局域网范例（或称为局域网尺度）。

从大的方面讲，凭据网络的事情原理，目前的局域网大抵可分为三类，即以太网、令牌环网和ARPNET网。

其中，以太网是目前局域网中接纳最多的通信协议尺度，它接纳CSMA/CD（载波监听多路访问/辩论检测）技能进行信息通报。

该尺度界说了在局域网中接纳的电缆类型和信息处置惩罚要领，在互联设备之间可以10～100Mbit/s的速率传送信息包，目前约80％的局域网都是以太网。

由于技能的生长和用户要求的多样性，以太网又被细分成了一系列范例。

例如，10Base2以太网范例界说了构建以细同轴电缆为通信介质，网络通信速率为10Mbit/s，网络拓扑结构为总线型的局域网的技能指标；10BaseT以太网范例界说了构建以双绞线为通信介质，网络通信速率为10Mbit/s，网络拓扑结构为星型的局域网指标。

一般来说，每种局域网范例都划定了如下几项指标：

·网络通信速率，例如，10Mbit/s、100Mbit/s及1000Mbit/s等。

·局域网的结构，例如，接纳总线型或星型。

·所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。

其中，每种介质中又包罗了多个子类，例如，双绞线就包罗了3类、4类、5类及超5类双绞线等。

·所使用的网卡类型，其中包罗数据传输速率与接口类型。

例如，要构建10BaseT星型以太网，网卡的数据传输速率必须为10Mbit/s，且必须带有RJ-45接口。

·网络中所能支持的最大用户数量。

例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时，每个网段中的用户数不能凌驾30。

·距离要求。

由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，种种局域网范例都对种种距离（如通信设备与盘算机之间，种种通信设备之间等）有明确的要求。

例如，在构建以集线器为焦点的双绞线星型网络时，集线器与盘算机之间的距离通常不凌驾100m。

局域网的结构类型

局域网的结构决定了局域网的治理方法，当我们创建一个局域网时，通常应遵循如下步调来进行：

⑴明确自己的需求，即希望局域网具备哪些功效。

⑵在综合考虑局域网功效、现有软硬件的特点与代价、网络的可治理性与可扩充性等因素的底子上决定局域网的结构。

⑶凭据选定的局域网结构决定局域网的拓扑结构，以及应选择的相关设备和软件。

⑷对局域网进行配置和维护。

由此可以看出，决定局域网的结构是构建局域网时非常重要的一环。

就目前来说，局域网的结构主要包罗事情站/文件办事器结构、客户机/办事器结构、对等网结构及主机/终端系统等4种。

在这类网络中，某台运行特定网络操纵系统的盘算机被作为文件办事器，而网络中的其他盘算机在登录该盘算机之后，可以存取该盘算机的文件。

但是，文件办事器盘算机并不进行任何网络应用处置惩罚，因此，办事器的功效非常单一。

这类网络的主要优点包罗如下两点：

·数据的保密性和宁静性较好，网络治理员可以按需要授予差别访问者差别的文件访问权限。

·网络的可靠性较高，治理比力简朴。

但是，这类网络的缺点是非常明显的，它也主要包罗如下两点：

·网络效率较低。

当网络中的大量用户都需要访问文件办事器中的数据时，网络效率会急剧下降。

·网络中各事情站之间不能进行资源共享。

·不能充实发挥文件办事器的运算能力。

目前，这类网络已逐渐让位于客户机/办事器网络。

2.客户机/办事器网络

随着网络技能的生长和人们不停提出新的要求，网络应用中的重点早已不再局限于简朴的资源共享。

人们迫切要求办事器端能够完成一部门数据处置惩罚事情，即将任务同时分派给办事器和客户端配合完成。

为此，人们开发出了目前最为流行的客户机/办事器网络。

客户机/办事器网络系统的主要特点如下：

·目前流行的操纵系统根本都支持这种结构，如WindowsNT4.0Server、Windows2000/2003Server、Netware3.1以上版本等。

·支持多种客户机，例如，客户机可以是一台PC或一台事情站，且客户机可以运行多种操纵系统，如DOS、Windows3.x/95/98等。

·不但客户机与办事器能进行双向通信，各客户机之间也能直接进行通信，而无需办事器的到场。

·由于许多应用任务都由办事器和客户机配合包袱，因此，系统响应速度快，且对客户机的要求可以很低。

例如，客户机可以是无盘事情站。

·系统的可扩充性较好。

当系统范围扩大时，不必重新设计系统，只需简朴地将办事器和客户机连入网络即可。

对等网络

在对等网络中，没有专用的办事器，每个事情站既是办事器也是事情站，相互之间可以进行通信和资源共享。

目前支持对等网络的操纵系统主要有Microsoft公司的LANManager、Windows95/98及Novell公司的NetWareLite等。

对等网络的主要优点是网络安装和维护非常简朴，无需专用的办事器；其缺点是网络的宁静性较差，且功效较弱。

主机/终端网络

在主机/终端网络系统中，用户通过与主机相连的终端在主机操纵系统的治理下共享主机的内存、外存、中央处置惩罚器和种种输入/输出设备。

经过几十年的生长，主机/终端系统已经非常成熟，在可靠性、系统容错、系统宁静、开发手段、数据库治理等方面都形成了自己的一套十分完整的体系。

因此，这类系统被遍及应用于民航、银行、军事等大型企业中。

这类系统的主要缺点如下：

·由于这类系统主要面向大型企业、事业单位，生产数量较少，因而系统代价通常很高。

·由于终端功效比力弱（完全依赖于主机），将导致主机负荷比力重。

局域网结构与局域网拓扑结构之间的干系

应该说，局域网结构与局域网所接纳的拓扑结构之间没有直接的干系。

例如，对付一个小型的星型网络来说，如果网络中所有盘算机都运行Windows98操纵系统，那它就是一个对等望路。

不然，如果某台盘算机运行了WindowsNT/2000Server网络操纵系统，那它就是一个客户/办事器网络。

但是，局域网的结构对局域网拓扑结构的选择照旧有影响的。

例如，如果希望构建一个客户/办事器网络，且办事器的使用的频率很高，那么，如果选用总线型拓扑结构就不太符合了。

其原因主要是由于此时办事器和事情站共享相同的通信通道，并拥有相同的带宽，因而无法实现对办事器的“特殊照顾”。

因此，此时最好构建一个星型拓扑结构的互换网络，且使办事器与互换机之间的通信速率高于事情站与互换机之间的连接速率。

第4章智能小区局域网络方案设计

4.1小区网络设计原则

小区内部局域网建立，除住宅楼的接入数据点外，还存在连接视频点播办事器区域、资源共享区域等等，其功效的差别决定了差别的数据点对网络的要求和网络设计中考虑的因素差别。

当某部门功效要求有所变革时，也只需要针对相应的功效模块进行重新设计和改革升级，对网络的其它组成模块和网络的主干没有任何影响。

基于这些优势，小区内部局域网接纳模块化的设计模式，目前主要考虑：

焦点互换模块、楼层接入模块、互联网访问模块等3大模块进行设计。

网络系统应具有良好的宁静性。

为了包管小区内的业主使用宁静，制止相互滋扰，网络系统应支持多VLAN的分别，并能在VLAN之间进行第三层互换时进行有效的宁静控制，以包管系统的宁静性。

别的，在接入网络的用户通过身份认证系统，防备用户账号、IP地点、MAC地点的盗用，包管用户身份的正当性。

在小区内部局域网中，不但要求网络主干是高带宽的，作为一个网络的底子，接入层设备也应该到达高速（1Gbps）。

也就是说，互换机的接入速率应该到达千兆才气满足未来的生长趋势。

随着IPv4的地点日趋耗尽，IPv6已经提升到议事日程上来。

中国目前已经创建了世界上最大的IPv6试验网。

为了包管设备投资的有效性，网络设备的建立必须支持IPv4/IPv6双协议栈，在未来的若干年内都包管技能的先进性。

系统要有可扩展性和可升级性，随着业务的增长和应用水平的提高，网络中的数据和信息流将按指数增长，需要网络有很好的可扩展性，并能随着技能的生长不停升级。

网络系统应支持尺度协议IP，是一个开放型的网络，支持种种协议的互联。

选用切合国际尺度的系统和产物，可以包管系统具有较长的生命力和扩展能力，满足未来系统升级的要求。

因此小区网络计划接纳如下计谋：

（1）网络建立依据百兆/千兆光纤到桌面，千兆/万兆到楼层，万兆焦点互联的大原则；

（2）考虑充实的网络平台可靠特性和冗余特性；

（3）网络协议的尺度性和充实的可扩展特性；

（4）充实考虑局域网宁静特性；

（5）充实考虑网络的高速和高运行效率；

（6）充实利用现有网络线路资源；

（7）统一的网络治理。

4.2宽带接入方案

一个小区有十幢楼，一千用户，要求局域网内部能实现视频点播等高带宽网络办事，各用户能快速的连接Internet，并且该网络能便于未来升级。

图

网络设计思路

（1）小区局域网接纳双焦点、二层扁平结构

在整网配置两台焦点互换机作为整个网络的焦点互换节点，制止了单点妨碍对整网的影响范畴，从而提高了整个网络的宁静性。

小区内部局域网信息点少，同时又具有信息点地点位置会合的特点，为此发起接纳两层扁平化网络体系结构进行网络计划建立。

所谓两层扁平化体系结构是相对业务尺度的三层网络体系结构而言，去掉中间的汇聚层只保存焦点层与接入层两个条理来进行网络体系构建。

扁平化体系结构具有多、快、好、省的优点，“多”是指可以接入较多用户、提供多种业务的特点，“快”是指由于去掉了汇聚层从而网络建立与业务摆设更快速，“好”是指网络条理简朴明了，便于治理和维护，今后在网络范围扩大时直接把现有的焦点层下移大概在两层体系中间插入汇聚层就可以实现网络的平滑扩容，同时由于网络条理的简朴，网络稳定性增强，单点妨碍淘汰，能够提供一个稳定高效的局域网络，“省”是指去掉汇聚层之后网络投资得到明显淘汰，既能够满足用户业务需求，又淘汰了用户的投资。

（2）每栋住宅楼的接入层互换机接纳千兆电口接入，可提供万兆上行的三层互换机在住宅楼接入互换机的选择上考虑接纳能提供万兆上行口的千兆下行电接口三层互换机，主要是体现高带宽、高宁静的优点：

千兆三层到桌面一个最直接的优点就是带宽大。

用户的接入不在只是百兆带宽，现在可以通过千兆直接接入网络，提供10倍与原来的带宽。

有了高带宽，应用业务的开展将更为方便与灵活，数据、语音、视频等多种业务在新的高带宽网络中将得到充裕的带宽包管。

千兆到桌面之后，同一个住宅楼内的用户之间可以实现千兆互换，充实发挥网络带宽高的优势，开展多种富厚的IP网络业务，包罗数据业务、视频业务等，届时网络带宽问题得到彻底解决，用户业务的开展将不比再为网络带宽不敷问题精打细算。

网络整体宁静性提高。

通过三层到桌面的方法，整个网络中将不再有二层报文，二层打击事件彻底杜绝，设备与设备之间的级连链路上将只有三层报文流通，极大提高了网络带宽的利用率与网络的宁静性。

高扩展性，在占用带宽较多的业务没有大范围应用时可以接纳千兆上行连接焦点互换机，在带宽需要扩展时添加万兆模块，形成万兆上行连接焦点互换机，提供富足的冗余特性。

（3）局域网内部的办事器通过千兆网卡连接焦点互换机

随着视频等大带宽占用的应用越来越多。

视频点播等内部办事器需要通过千兆网卡直接连接焦点互换机，性能可以得到充实发挥。

（4）结合园区修建物及中心机房的位置，拓扑结构应接纳星型和树型相结合。

在楼宇之间尽量接纳光纤（结合底子建立走地下管孔，制止排挤缆），形成网络主干线路，连接各楼的中心互换机及中心机房，在楼宇内凭据具体情况（如楼层高度，楼内布线情况等）和设备端口密度，一般接纳多模光纤作为楼宇内垂直布线，五类线到各户大概全部五类线到户的方案。

选择网络设备

焦点层设备是新大楼网络的焦点枢纽，应该选择高性能、高可靠、高扩展性的焦点以太网互换机，本次方案推荐焦点接纳两台S7503E万兆以太网互换机进行双焦点组网，两台设备之间既冗余备份又负载分