阳光小区的组网方案设计.doc
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摘要
随着生活节奏的加快和社会的高步伐，智能化的网络技术从大厦走向小区，迈进千家万户独立的家庭。
智能化小区局域网是中小型网络，主要目标是服务小区，是小区的居民更便捷。
所以在小区内部组建一个智能化小区局域网，是小区居民能在家连上网。
智能化小区的局域网，将会使居民的生活更方便，更有娱乐性。
为小区建立网络连接，提供居民上网。
家庭网络区，包括从网络中心到楼宇中的骨干交换设备，为各住户单元提供网络接入端口，方便家庭上网。
同时要求系统应有高可靠性、安全性、可维护性和可扩充性。
阳光小区总用地1200亩，总建筑面积160万平方米，10100户住宅，该小区将现代的高科技计算机技术、网络通讯技术与居住环境有机结合，实现资讯的国际化和生活的智能化，创造出高效、安全、舒适、创意的生活空间，满足新科技高速发展时代人们生活和工作的需求。
关键字：
局域网、网络通讯技术、网络中心、家庭网络区、网络连接
目录
1.网络规划 2
1.1地理布局 2
1.2用户设备情况 2
1.3需求分析 2
1.4可行性分析 3
2.网络设计 5
2.1网络组网方案的设计 5
2.2网络拓扑结构的选择 5
2.3网络传输介质的选择 7
2.4网络组网设备的选择 8
2.5网络操作系统的选择 9
2.6网络协议的选择 9
3.网络实施 10
3.1网络布线 11
3.2设备选择 13
3.3组网设备的连接方法及安装步骤 14
3.4网络软件安装 15
3.5网络协议的添加 17
3.6子网的划分方法及IP地址的设置 17
4.网络测试维护及网络的安全管理 19
4.1网络测试 19
4.2网络安全的重要性 19
4.3网络管理技术 19
4.4网络安全技术 20
5.经济预算 21
总结 23
参考文献 24
1.网络规划
1.1地理布局
阳光小区位于西安市南郊，小区内有15栋大型住宅楼宇，户型设计完全相同。
共20层，每栋三个单元，每单元两户，一共1800户。
按照综合布线标准及智能小区的要求，需要为每户提供四个信息点，共7200个信息点。
1.2用户设备情况
用户的连网设备包含台式电脑、笔记本电脑、扫描仪、打印机，电视等连网设备，实现网上的资源共享。
1.3需求分析
对于阳光小区的接入网需求主要有以下几个方面：
（1）电话业务的需要；
（2）宽带上网的需要（远程医疗、远程教育、音频点播、网上冲浪、购物、网上娱乐游戏等）；
（3）高稳定性：
由于是给阳光小区用户提供宽带接入服务的，网络内的用户存在不同时间上网的需求，这就要求网络不能经常中断，由此对网络接入设备的稳定性提出了极高的要求：
高安全性：
阳光小区住户的网络都是由住户个人自行管理，而不是有统一的管理；高性价比：
小区宽带投入的目的是盈利，具有较高性价比的设备，能够让小区宽带运营商更快，更早的收回投资；可管理性、易操作：
由于用户的独立性，要求有一个良好的管理系统来对用户进行计费管理，并且要具备良好的可操作性，这样管理才会更有序。
1.4可行性分析
（1）技术可行性分析
小区的组网设计方案属于计算机网络与通信课程的范围内，通过学习的一些网络通信与网络布线系统的知识，可以解决此次的课程设计。
（2）经济可行性分析
本次设计的小区组网设备会够买一些组网设备，如交换机、路由器、集线器以及服务器等，但是这些的价格对于整个小区的组网来说，金额不会算多，而且小区的组网是必须要建的。
所以在经济上是可行的。
布线用料清单：
名称
型号
单位
数量
单价
总价
出口路由器R1
Cisio2811
台
6
5960
35760
防火墙PIX525
CisioPIX525
台
1
29760
29760
核心层交换机
Cisio6509
台
2
30000
60000
汇聚层交换机
Cisio4506
台
5
12000
60000
服务器
IBMSystemx3100
台
9
4500
40500
二层交换机
思科ＷＳ—C2950
台
15
4400
66000
超五类双绞线
AMP
箱
87
750
65250
RG-45水晶头
AMP
箱
446
100
44600
超五类模块
AMP
个
21432
24
514368
英式双口斜角面板
AMP
个
21432
12
257184
超五类24口配线架
AMP
个
418
180
280060
理线器
AMP
个
437
180
78660
光缆
AMP
米
35910
20
718200
总计
2250315元
2.网络设计
2.1网络组网方案的设计
根据需求分析可知，该小区要求覆盖所有小区的所有居民楼，要求数据、图形、图像、语言、视频等信息都能在网络上高效快速地传输，考虑需求分析中随时随地满足小区居民上网需求，在网络设计时将小区分为主干网和各个子网，主干带宽1000Mbps，子网带宽100Mbps，网络支持ＶＬＡＮ管理、ＩＰ组播、第三层交换以及多种路由选择；在网络技术选择选型上，采用快速以太网技术。
主干网采用第三层交换的千兆高速以太网，子网为第二层千兆和百兆交换的快速以太网，桌面实现第二层交换的百兆或千兆接入。
图2.1局域网的组成
2.2网络拓扑结构的选择
光纤网络有下面3种拓扑结构：
（1）星型结构：
把拥有限定与交换作用的星型耦合器当作核心节点，向周围辐射，和每个点用单独链路的方式互连。
信号交换在数据源中实现，适合于大规模的网络建设，便于维护和升级网络化管理，便于开展多网络的互动功能，业务适应性相对比较高。
缺点就是含芯数较多使得初次建设更昂贵；
（2）树状结构：
此网络在结构多采用光分路耦合器，所以也叫做无源光网。
信号会从前慢慢地分向各个光节点，所以光纤能共同使用，适用于在线路与比较快的情形下的网络改建，树状结构的网络建设资金不高，然而对于网络管理和维护是没有好处的，对于多功能化也是极其不利的。
故障率也自然较高；
（3）环形结构：
此结构一切结点全部公用一条链路，自己组成一条非开放的回路，各节点置于两侧结点相连接，每个节点又可以完成双、单向的传输。
各个节点构成环形，信号可从前端发出，按照从一个节点流向下一个节点的顺序，最终传回至前端。
环状的结构对于网络管理的维护是很方便，展开强大功能的研发，特别是数字信号的传输，让线路设置很是随意，方便节点的加入和接出。
本次的采用星型结构。
图2.2星型结构
2.3网络传输介质的选择
将会用到的传输介质有光纤、同轴电缆、双绞线和无线介质。
（1）光纤
光线是一根很细的可传导光线的纤维媒体，其半径仅为几微米至一二百微米。
制造光线的材料可以是超纯硅、超纯石英玻璃纤维、合成玻璃或塑料。
其典型结构是多层同轴圆柱体，自内而外为光纤层、包层和涂覆层。
光纤的核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成，是光波的主要传输通道；包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。
纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起决定影响。
涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护光纤不受水汽的侵蚀、机械的擦伤，同时又增加光纤的柔韧性，起着延长光纤寿命的作用。
（2）同轴电缆
同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆（即网络同轴电缆和视频同轴电缆）。
同轴电缆分50Ω 基带电缆和75Ω宽带电缆两类。
基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。
基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。
同轴电缆（CoaxialCable）是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。
最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。
同轴电缆根据其直径大小可以分为：
粗同轴电缆与细同轴电缆。
粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长，可靠性高，由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置，但粗缆网络必须安装收发器电缆，安装难度大，所以总体造价高。
相反，细缆安装则比较简单，造价低，但由于安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头（BNC），然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。
（3）双绞线
双绞线（TwistedPair）是由一对或者一对以上的相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕（一般以逆时针缠绕）在一起而制成的一种传输介质，属于信息通信网络传输介质。
双绞线过去主要是用来传输模拟信号的，但现在同样适用于数字信号的传输。
是一种常用的布线材料。
双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。
采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰。
把两根绝缘的导线互相绞在一起，干扰信号作用在这两根相互绞缠在一起的导线上是一致的（这个干扰信号叫做共模信号），在接收信号的差分电路中可以将共模信号消除，从而提取出有用信号（差模信号）。
任何材质的绝缘导线绞合在一起都可以叫做双绞线，同一电缆内可以是一对或一对以上双绞线，一般由两根22-26号单根铜导线相互缠绕而成，也有使用多根细小铜丝制成单根绝缘线的（这与集肤效应有关），实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。
典型的双绞线有一对的，有四对的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的，这些我们称之为双绞线电缆。
双绞线一个扭绞周期的长度，叫做节距，节距越小，抗干扰能力越强。
（4）无线介质
可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信就是无线传输。
地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道，就是常说的无线传输介质。
无线传输所使用的频段很广，人们现在已经利用了好几个波段进行通信。
紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。
无线通信的方法有无线电波、微波、蓝牙和红外线。
2.4网络组网设备的选择
（1）集线器
集线器（Ｈｕｂ）就是中继器中的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，因此也把集线器又称为多口中继器，可用它连接多条传输媒体。
其优点是当某条传输媒体发生故障时，不会影响到其它的节点。
（2）交换机
交换机是一种网络互联设备，它工作在数据链路层。
交换机将传统的网络“共享”传输介质技术改变为交换式的“独占”传输介质技术，提高了网络的带宽。
集线器是共享线路带宽，而交换机独占线路带宽，这是集线器和交换机的主要区别。
（3）路由器
路由器用来将比同类型的网络互连，它兼有网桥和网关的功能，并且能够实现数据的路由选择。
2.5网络操作系统的选择
常见的操作系统主要有Windows2000、WindowsXP、Windows7、WIndows8、Unix和Linux,目前大多数计算机采用Windows7、Windows8，因此这里采用操作系统就采用Windows7.
2.6网络协议的选择
Internet协议（TCP/IP）
TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。
通俗而言：
TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。
而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
为了减少网络设计的复杂性，大多数网络都采用分层结构。
对于不同
的网络，层的数量、名字、内容和功能都不尽相同。
在相同的网络中，一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层可利用第N层协议进行通信，协议基本上是双方关于如何进行通信所达成的一致。
3.网络实施
3.1网络布线
和目前多数高炉综合布线的方案一样，每个用户安置一个信息点，各层或者临近的层位于弱电井地方配置一个楼层配线箱（FD），使用非屏蔽双绞线的水平电缆和它的楼层信息已星型的方式互连，星型结构方式有可靠性高、方便服务、故障诊断容易的优点；每栋楼安放一楼层配线箱（ＢＤ），主干使用对数线缆或者多模线缆和每个FD互接；BD把多模线缆接到小区的楼层配线箱上（CD），从CD上再次连到城域网的主干。
采用此网络结构和一般大楼的综合布线相类似，不相同的基本是信息点量方面的设置。
一个用户配一根五类\超五类的水平电缆。
一栋楼以一个单元为单位，一个单元都安置单元配线箱作为接换点来汇集这个单元的一切电缆。
一栋或者多栋楼的几个单元安置一大楼配电箱和交换机，各个单元配线箱经过五类\超五类，数对主要电缆连接到大楼配线箱的网络交换机，对于用户家中的信息点方位到大楼配线箱的线路长度应限制在80m之内，不然会有一定影响。
而在小区中各栋大楼配线箱的交换机经过电缆，通常情况下使用多模光缆，连到小区楼层配线箱的主交换机，继而通过接到外面的方式连到城域网的主干。
现在，光纤至社区以及小区里面以太局域网相互连结的宽带接入方法是我们国内小区宽带的接入方法，这种措施就基于在社区里面同一排线与分段局域网来满足社区客户要求快速上网的需要，而且能适应社区内的多种服务。
社区里面的统一排线使用的是多模线缆至楼层，5种大多数的非屏蔽的双绞线至单元，五类四对非屏蔽双绞线至户的布线设计，结合了大多数线缆的互相交接，使用数个单元安置一个网络交换机，绝非一切单元都安置一个的方法，基本顾及到当前我们国内小区的宽带业务安装率不高，为了降低电信运营商刚开始网络开通的费用，避免一单元一用户一交换机的无奈局面。
小区内部的综合布线网络能分成3个系统：
小区核心、小区楼层主支以及楼层里排线，详细的方法是：
（1）小区核心系统
小区宽带接入的核心部分是小区核心系统，在宽带城域网中引进光纤至中心机房，全面完成宽带网络的出口。
在小区核心机房内部安置标准的光纤转线盘，主要作用是用在光缆的引入和向小区的引出。
多模线缆和光纤转线盘使用sc光是使用光纤焊接器将sc多模尾线与多模光缆焊接起来，这种方法施工质量较高，工艺也相对简单。
如果没有光纤焊接器，当然也可以采用“热溶法”；
（2）小区楼间主干系统
小区楼间主干系统主要有多模光纤、大楼配线箱、5类大对数电缆。
从中心机房到小区间的各栋楼铺设多模线缆，主支铺线使用星型结构。
线缆铺入每一栋楼的大楼配线箱之内。
多模光纤的数量以每48个信息点作为二个芯的指标来设计，顾及到二芯的备用情况，所以常用多模光缆为主。
大楼配线箱的设计应该在这栋楼中心的单元，主要职责是管理整栋楼及本单元的信息传输，各放置主支线缆至每个单元的配线箱。
大楼配线箱的设计原则按照信息点至大楼配线箱实际的线路长短要在80m以内，所以因区而异，每栋楼能设计数个大楼配线箱，也能多对一。
大楼配线箱一般使用挂墙式的迹象，放在这个单元2层~3层楼道的中心方位。
空间规划要顾及用于卡接各5种25对非屏蔽主干电缆的卡接式110它的规划范围还应该要想到卡接式110配线架、多模光缆的盘绕空间和网络交换机的方位。
对于交换机的能源规划，能和每个小区和提供电源部商讨使用就近原则来进行供电，有条件的话还可以使用单独供电。
（3）楼内布线系统
单元配线箱、水平线缆、和信息插座悖分布在楼层里。
从单元配线箱向这个单元的用户安放水平电缆时候使用的连接方式是星型，按照我们熟知的“单户单线”准则，于各住宅户家配置一个ＲＪ４５式的信息排插。
一旦网络连上，用户只要利用五类双绞线将PC和信息插座互连即可连接上网。
3.2设备选择
设备名称
设备型号
设备描述
数量
出口路由器
Cisio2811
传输速率：
10/100Mbps
固定的局域网接口：
2x10/100Mbps
广域网接口：
10/100Mbps
支持Qos、VPN
3
防火墙PIX525
CisioPIX525
网络吞吐量：
370Mbps
网络端口：
10Base-T快速以太网，RJ45
支持：
VPN
入侵检测：
DOS、IDS
1
接入层交换机
Cisio 2950
传输速率：
10/1000Mbps
背盖代宽：
4.4Gbps
包转发率：
6.5Mbps
MAC地址表：
64K
１
核心层交换机
Cisio 6509
传输速率：
10/10/1000Mbps
背盖代宽：
720Gbps
包转发率：
387Mbps
MAC地址表：
64K
2
汇聚层交换机
Cisio4506
传输速率：
10/10/1000Mbps
背盖代宽：
100Gbps
包转发率：
75Mbps
5
服务器
IBMSystemx3100
最大内部存储量：
121TB
网络接口：
千兆以太网
背面：
四个USB端口、一个以太网端口、一个串行端口、一个并行端口、一个视频端口
6
表3.1组网设备情况
3.3组网设备的连接方法及安装步骤
（1）双绞线的制作
首先用双脚压线钳将双绞线的外绝缘皮剥去，再利用双绞线压线钳小心地夹去包裹在每根电缆上的绝缘皮，并按照顺序将电缆依次排列好，再小心地插入水晶头插槽中并使用双绞线压线钳将其加紧。
再利用同样的方法制作双绞线的另一端，这样双绞线就制作好了。
在制作好之后，还需要利用测线仪对双绞线进行测试，看线路是否通畅。
（2）网卡的安装
网卡的硬件安装过程比较简单，其具体操作如下：
1.关闭计算机的电源，然后卸下主机的机箱盖；
2.根据网卡的类型选择PCI或ＩＳＡ插槽，然后用螺丝刀将与插槽相对用的机箱上的挡板去掉；
3.将网卡均匀的插入机箱中相对应地插槽内使网卡金属接口挡板面向后侧，然后平稳的将网卡向下压入槽中，直到网卡的金手指全部压入槽中为止；
4.用螺丝将网卡固定好，并观察在固定的过程中网卡与插槽之间是否发生错位；
5.盖好机箱，旋紧机箱螺丝；
6.将制作好的网线插入网卡挡板地插槽内即可；
（3）网络间设备的物理参数
服务器
电源类型：
标准电源
额定电压：
110/220
额定功率：
340
交换机
电源：
10.4VA
EMC:
EN61000-3-2,EN61000-3-3
功能性标准：
ISO8802/3；IEEE802.3
3.4网络软件安装
1.Windows7操作系统的安装
（1）更改BIOS设置：
开机时点击键盘“F2”键进入BIOS——进入BIOS设置后，按方向键进入Main选项；
（2）更改F12按键设置：
移动方向键将其中的F12BootMenu选中并回车，弹出选项值，这里我们更改为“Enabled”，选择后回车确认。
（3）保存设置并退出：
完成后按F10键保存并退出，F10键按下后会弹出对话框，这里我们选择YES并回车。
机器会重新启动，重启时我们将WIN7安装光盘或U盘放入光驱。
选择引导项：
开机时我们点击键盘的F12键，会弹出一个引导选择的对话框。
因为我们要从光驱引导，所以我们按方向键选择第二项“ATAPICD/DVD”选择后回车。
机器将会从光驱引导。
点击回车继续；
（4）以上步骤完成后会出现以下界面:
选好安装语言、时间格式、键盘输入方法后点击“现在安装”继续；
（5）接受“许可条款”进入下一步点击“自定义高级”继续；
（6）硬盘分区：
如果是新机硬盘未分区的进行分区；旧机已经分好区的不用再进行分区，再进行分区的话硬盘资源必须备份好！
未分区选择“驱动器选项（高级）”——“新建”进行分区；已经分区想重新分区的选择“删除”分区后重新分区；已经分区不想分区的选择“格式化”C盘后点击下一步进入安装过程；
（7）完成以上过程会进入设置用户名—下一步—设置用户密码（可以不设置开机就没有密码）—下一步—使用推荐设置—设置时间日期—下一步—设置网络环境后继续；
（8）完成以上操作会进入桌面；
（9）最后调整一下机器的分辨率：
用鼠标右击桌面空白处，点击“屏幕分辨率”。
（注：
宏基机子一般要先用驱动光盘安装好驱动好再能正常调整；驱动光盘一般为自带的，光盘上有acer大字）!
如果没有光盘到官网下载安装或者驱动精灵安装。
完成以上操作系统安装完成，其它软件方面、设置方面自己调整！
2.网卡驱动的安装
（1）现在的系统基本上集成了网卡驱动，所以如果您能够上网就不需要安装网卡驱动了。
安装网卡驱动首先需要驱动程序软件。
您可以通过之前下载好的网卡驱动进行安装，也可以使用电脑附带的驱动盘（如果有的话）进行安装；
（2）将备份的驱动程序打开，如果没有网卡驱动程序，您可以利用其他可以上网的电脑重新下载一个与您的电脑匹配的网卡驱动即可；
（3）双击打开驱动程序软件，进行安装操作。
在弹出的安装界面点击“安装”按钮开始安装网卡驱动程序，安装完成后重新启动电脑即可生效；
3.5网络协议的添加
TCP/IP协议的添加过程：
（1）单击“开始”菜单，弹出的列表单击“控制面板”项；
（2）在“控制面板”里找到并双击打开“网络连接”；
（3）在“本地连接”上鼠标右键，单击“属性”；
（4）进入“常规”选项卡界面，单击“安装”；
（5）在选择网络组件类型列表中选中“协议”，单击“添加”；
（6）在选择网络协议界面中，单击“从磁盘安装”；
（7）在厂商文件复制来源框中键入“C:
\WINDOWS\inf”，单击“确定”；
（8）在选择网络协议列表中选中“Internet协议（TCP/IP）”，单击“确定”；
3.6子网的划分方法及IP地址的设置
假设该小区的机房中心网管中心获得的一个B类IP地址为156.25.0.0。
每栋楼设置一个子网，每栋楼有120户住户，该小区的至少需要15个子网（保留预留部分）。
因此，一个可行的子网划分方案为网络号+子网号+主机号=16位+8位+8位，可用的IP地址如下：
子网1:
156.25.1.1--156.25.1.254
子网2:
156.25.2.1--156.25.2.254
子网3:
156.25.3.1--156.25.3.254
子网4:
156.25.4.1--156.25.4.254
子网5:
156.25.5.1--156.25.5.254
子网6:
156.25.6.1--156.25.6.254
子网7:
156.25.7.1--156.25.7.254
子网8:
156.25.8.1--156.25.8.254
子网9:
156.25.9.1--156.25.9.254
子网10:
156.25.10.1--156.25.10.254
子网11:
156.25.11.1--156.25.11.254
子网12:
156.25.12.1--156.25.12.254
子网13:
156.25.13.1--156.25.13.254
子网14:
156.25.14.1--156.25.14.254
子网15:
156.25.15.1--156.25.15.254
子网掩码：
255.255.255.0
4.网络测试维护及网络的安全管理
4.1网络测试
要想测试网络的连通性，可以采用常用的PING命令。
它通过发送数据包给对方主机，而后若对方主机将数据包返回，则说明数据连通。
单
升级会员 