小区网络设计

第一章 绪论

在互联网技术飞跃发展和普及的今天，计算机科学使得人们的生活和工作方式都逐渐发生了许多变化。计算机以及互联网给在众多领域中发挥了极其重要的作用，在工作上带来了巨大的效益，甚至是人们的生活，也成为一个不可或缺的因素之一。

依稀记得，小学时候的电脑房，也就是上个世纪90年代中期的时候，那时候电脑只能在那里才能常常见到，直到2000年，跨入中学校园，有了微机实践课，才能更多的接触到计算机，那时网吧也已在全国各地逐渐盛行，“互联网”、“上网冲浪”成为时下热门的话题。

据工信部最新调查统计，我国网民数量增加到了4.04亿，互联网普及率达到了28.9%，这已经超过了世界平均水平，显示了我国互联网发展的迅猛。短短几年的时间，我们鉴证了互联网技术的飞跃发展，领略了它带我们生活和工作方式带来的改变和它独特的魅力。网络随之走进千家万户，达到了真正意义的普及。

1.1小区局域网的发展

网络通信技术所带来的应用前景是不可限量的，而且普及应用的速度和网络技术本身的发展速度也是无法预言的。人们对网络的需求随着科技水平的发展不断的增长，除了工作环境方面的网络要求有所提高，人们对居家环境中的网络也有了更高的要求。

为满足人们对在工作特别生活方面的需求，住宅小区智能化也就成了自然而然了，它是房地产业与计算机网络通信技术相结合的产物。在现在的小区以及各类大型房产的建设中都会将小区网络系统的设计考虑其中，拥有一个良好的局域网系统将成为小区的强大的优势，毫无疑问的，人们在购房的时候都会考虑到网络的问题。小区网络的发展在近几年的发展中，逐渐趋向成熟。

住宅小区的智能化是现代科学技术和社会发展的速度非常之快，对于住宅小区的“智能化”的认识，建设部住宅产业化部门有着这样的一个定义：“住宅小区的智能化是为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适繁荣的家居环境”。因此，在现代的小区的智能化是必不可少的。它将成为新世纪住宅小区发展方

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向的主流，小区网络技术正不断成长，走向成熟。

1.2小区网络系统的优势[1-3]

智能化的住宅小区网络系统将会给人们的生活和工作带来巨大的便利：

（1）方便快捷的信息通信

网络技术和通信技术彰显了互联网的独特魅力和强大的功能，在小区内

建立高速数据通信基础设施，适应信息时代多元化的通信需要。增加人与人之间的沟通交流。全方位获取全球最新信息。

（2）资源共享

资源共享是局域网的一大特点之间，有些昂贵的设备或者平常不需要的，一些我们缺少而正好别人拥有的资源，可以通过共享来使用和获取资源。

（3）安全的居家环境

利用网络技术和监控技术，对小区进行更安全、更全面的安全保障。

（4）高效便利的物业管理

应用计算机网络技术和软件建立高效、科学、便利的物业管理系统。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也都离不开局域网。

（5）高效、灵活且经济的宽带

用户可以分享带宽，最大限度的利用公共通信网络资源，减少网络的使

用费用；上网速率大大提高，而且接入设备费用低，只需要一块以太网卡。

1.3 小区网络的功能[1、4]

在小区中，网络系统扮演着重要的角色，它为用户提供了各种各样的服务，比如说物业管理办公自动化、综合信息服务和居家服务功能等。概括起来，小区网络的功能主要有以下几点：

（1）信息资源共享和交流

通过这个小区局域网，将小区内部的资源进行有效的整合，实现信息资源的共享的交流。例如，小区住户可以通过网络查到小区内的共享资源；通过小区局域网实施VOD视频点播等。

（2）小区信息管理系统自动化

小区局域网可以为小区的信息管理系统提供有效的网络支持，通过小区信息管理系统可以进行财务管理、后勤管理、物业管理等常规化管理，此外，

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还可以进行综合查询和办公自动化系统。组建小区网络，可以实现小区管理的自动化，更能与其他网络系统连接，提高小区的管理水平。

（3）邮件系统和各种网络服务

通过小区的电子邮件系统，与许多其他机构建立广泛和快捷的联系，让住户享受在家中舒适的环境下做许多工作上的事情。若能建立图书检索系统和电子图书馆，这无疑会受到小区中有小孩的居民的热烈欢迎，对于退休的老人，参加了工作的青年等也同样受用。

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第二章 局域网技术

局域网（Local Area Network,LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内，一个局域网容纳的计算机数目可以是几台，也可以多达数千台。局域网往往属于某一个群体，比如说一个公司，一个机构或者一个小区等。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。由于局域网内的计算机分布在一个比较小的的地理范围，因此通常会使用双绞线、同轴电缆和光纤等传输介质连接在一起。

局域网内的计算机分布在意个比较小的地理范围内，它往往属于某一个群体，对于地理上有限的小区而言，局域网是小区网络主题的基础。局域网优点主要有：

（1）具有较高的数据传输速率，早期的局域网可以达到10Mb/s， 现在局域网中的计算机的链接速度可以达到100Mb/s，服务器的连接速度甚至可以达到1000 Mb/s。

（2）局域网传输具有很高的可靠性，因其传输的距离短，故传输延时时间也很短，误码率也较低。

（3）局域网内能共享外部设备，从一个站点便可访问全网；同时也便于系统的扩展，各个设备的位置可以灵活的调整和变换。

2.1网络互联设备[2、4-6]

在不同的类型的网络之间进行通信时，需要一些特别的网络互联设备来提供互联。这些设备主要有网络适配器、中继器、集线器、网桥，路由器和交换机。它们都有各自的特点，分别工作在OSI参考模型不同的层次机构上。

网络适配器（Adapter）又叫网卡（NIC），如图2-1它是一种网络接口，是电脑与局域网相互连接的设备。无论是普通电脑还是高端服务器，只要连接到局域网，就都需要安装一块网卡。如果有必要，一台电脑也可以同时安装两块或多块网卡。网卡配合网络操作系统来控制网络信息的交流。网卡有可以分为令牌环网卡、FDDI网卡、ATM网卡、以太网网卡等，选择好且合适的网卡，对整个网络的数据传输速率有着重大影响。

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图2-1 网卡

中继器（Repeater）的功能比较简单，它是用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作的一种装置，如图2-2。中继器工作在OSI参考模型的物理层上，负责在两个节点上的物理层上安慰传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能。中继器可以连接不同局域网的网段，也可以连接不同类型的介质；它还能扩展网络的深度和广度。

图2-2 中继器

集线器（Hub）是一种网络中常见的中间设备，如图2-3。它工作在OSI参考模型的物理层，能把多个网络段连接起来。集线器的主要作用是讲接收到的信号进行放大和中转到集线器的所有端口，而且它还能够回复信号的对称性。此外，集线器还能避免网络段间发生冲突；重新构成前同步信号、扩展兴安路长度，增加站点的数量，以及隔离故障。集线器大致可以分为三大类：有源、无源和智能三种。

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题目：基于Packet Tarcer5.2的

小区网络设计

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中文摘要

在科学技术飞速发展的时代，网络互联技术显示出了它蓬勃发展的生命力，使得当今社会智能化和网络化越来越来明显。人们对居住环境的要求也随着计算机的普及和信息产业的发展大大提高，因此住宅小区也随之进入了智能化，网络化的时代，成为了21世纪建筑业的发展主流。

本论文主要致力于小区网络的设计和实现。阐述了小区局域网工程的设计。在充分了解局域网组网技术的基础上，根据目前小区网络的发展趋势，结合当前智能化小区网络系统的需求分析，设计出一个小区局域网的模型，并对模型进行各方面的细化。根据模型图对设备进行适当的选型。使用模拟软件工具PackerTracer5.2，对设备进行配置，包括IP地址的规划、路由协议的选择以及交换机的配置等；再者，根据小区网络综合布线的需要，在了解了当前主流结构化布线系统产品后，给出适合的小区局域网环境需求的结构化布线系统方案。

现在的局域网技术较从前来讲有了很大的提高，小区网络系统的设

计要求也有了相应的提高。建设好一个小区网络需要考虑好网络系统中的许多技术问题。

关键词：小区网络 局域网 模型 配置 综合布线

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Designment of Community Network

Using PacketTracer 5.2

Abstract

Nowadays,the development of technology has been so fast,Vigorous

development was scored in Internetworking.It made the socity more and more intelligentize,more and more networking.People’s requiring on living

environment was increasing by the popularization of computer and the enormous development of information industry.The residence community come into a intelligentize and networking age,became the mainstream in construction business of 21st Centry. This paper mainly about the design and realization of community network .On the basis of LAN ( Local Area Network ) technology ,acroding to the current potendtial of community ,and link with the requirement of intelligent community networking.studied out a community LAN model,and than localize the details of the model on many sides.choose the right device according to the model drawing.Using the simulate software that named Packet Tracer 5.2 to configure the device,incloding programming the IP address program and routing protocol’s cchosen and configure of the switch. Relying on the requirement of the PDS (Premises Distrubuted System ),Combine the main popular products of Structure Cabling System, desige a benefit scheme out at last. Now the LAN technology was speaking had the very big enhancement, the network system design requirements and have corresponding improvement. Building a district web needs to consider the many good network system technical problems.

Key Words： community network LAN model configure PDS

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目录

第一章 绪论 ..................................................... 1

1.1小区局域网的发展 ......................................... 1 1.2小区网络系统的优势 ....................................... 2 1.3小区网络的功能 ........................................... 2 第二章 局域网技术 ............................................... 4

2.1 网络互联设备 ............................................ 4 2.2 网络拓扑结构 ............................................ 8 2.3 以太网 ................................................. 11 2.4 虚拟局域网（VLAN） ..................................... 12 第三章 小区网络的总体设计 ...................................... 13

3.1 需求分析 ............................................... 13

3.1.1 网络性能需求分析 .................................. 13 3.1.2 网络安全性需求分析 ................................ 14 3.2 小区网络系统的设计原则 ................................. 14 第四章 小区网络的逻辑设计 ...................................... 16

4.1 逻辑设计过程 ........................................... 16

4.1.1 设计目标 .......................................... 16 4.1.2 网络服务 .......................................... 16 4.1.3 技术决策 .......................................... 17 4.2 逻辑网络结构模型图 ..................................... 18 4.3 网络互联设备 ........................................... 18 4.4 IP地址规划 ............................................. 19

4.4.1 IP地址 ........................................... 19 4.4.2 IP划分 ........................................... 20 4.5设备的配置 .............................................. 23

4.5.1路由器的配置 ...................................... 23 4.5.2 交换机的配置 ...................................... 24 4.5.3 用户端User的配置 ................................. 29 4.5.4 测试 .............................................. 30

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第五章 结构化布线 .............................................. 32

5.1 结构化布线系统 ...................................... 32

5.1.1结构化布线系统的组成 .......................... 32 5.1.2结构化布线的优点 .............................. 33 5.2 结构化布线线缆 ...................................... 34

5.2.1 同轴电缆 ...................................... 34 5.2.2 双绞线 ........................................ 34 5.2.1 光纤 .......................................... 35

第六章 结束语 .................................................. 37 参考文献 ....................................................... 39 致谢 ........................................................... 40

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图 2-3 集线器

集线器的端口数量一般有8个，16个和24个三种规格，当网络中的用户数量大于集线器提供的端口数量时，可以根据需要通过集线器的级联和堆叠来扩大端口数量，以达到对端口数量的要求。

网桥，又称为桥接器，是一种存储转发设备，常用于局域网的互联，如图2-4。所有的网桥都是在数据链路层提供连接服务的。网桥具有筛选和过滤的功能，可以适当隔离不需要传播的信息，从而改善网络，因为它可以检查帧的源地址和目的地址，若是它们不在同一个网络段，网桥就会把帧转发到另一个网络段上。

图 2-4 网桥

网桥的主要功能有存储转发；连接相同构造的VLAN；扩展LAN的范围等；提高网络性能及可靠性等。根据网桥连接LAN的类型可以分为：透明网桥、源路由选择网桥、转换网桥和封装网桥四种。

交换机，交换机是一种能够在源端口和目的端口之间提供直接、快速、即使的点到点连接于数据传输的设备，如图2-5。交换机工作在OSI参考模型的数据链路层，它可以识别数据包中的MAC地址，并会将其存放在内部的交换矩阵中。虽然在外面上，它与集线器类似，但能使它比集线器具有更多的功能。

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图 2-5 交换机

必须说的是，交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传输。为了克服这个一不足之处，于是有了三层交换。

以太网中交换机的种类繁多，性能也不尽相同。因此，交换机的分类方法也就有多种，比如说，根据使用的网络技术分类；根据交换机交换方式分类；根据交换机的速率来分类等。

路由器，路由器是大中型网络中必不可少的一种互联设备之一，它可以用来连接不同的网络，并且为数据包的传输提供路径选择支持，如图 2-6。路由器可以判断网络的地址及选择路径，能在网络互联中建立灵活的连接。路由器是工作在OSI参考模型的第三层网络层的设备，一般来说，要进行不同网络的互联都需要用到路由器。

图 2-6 路由器

路由器主要由输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器四部分组成。大型网络中，网络被划分为若干个小的子网后，需要用路由器完成不同网段间数据包路径的选择。它的主要功能是为经过路由器的数据包寻找一条最佳的传输路径，并将该数据包由相应的端口发送到目的端口。大致功能可以概括成四点：1.划分网络，2.数据包的路径选择，3.防止广播风暴，4.防火墙功

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能。

路由器有许多的它显著的优点，比如说，它很适用于大规模的网络，即使是网络拓扑结构复杂的网络以及不同类型的网络之间；网络控制能力强，还能节省局域网的频宽；安全性也很高。但必须说的是，它的价格比较高，安装也比较复杂，而且不支持非路由协议。

路由器和交换机之间的区别，它们在功能上有很大的区别，主要表现在： （1） 工作在OSI参考模型的不同层上 （2） 数据转发依据的对象不同 （3） 广播控制

2.2网络拓扑结构

[1-2]

网络拓扑结构是指网络中各个计算机相互连接的方式。一般情况下，局域网的拓扑结构主要分为：总线型、星型结构、环形结构和混合型结构几种。网络的拓扑结构通常影响到网络施工的相对难易程度，重新配置和维护等许多方面的问题。 （1）总线型结构：

总线型拓扑结构是早期局域网中最常用的一种拓扑结构，如图 2-7。其主要特点是网络中的所有计算机都连接到一根主干线上，为防止信号反射，在主干线的两端安装了吸收信号反射的终端电阻。

图 2-7 总线型 Fig.2-7 Bus-type

在总线拓扑结构中，网络中的每一台计算机发送的数据都要通过总线进行传输。总线型拓扑结构的网络布线十分简单，而且使用的布线材料比较少，费用也较低。配置起来也比较简单，易于增设或删除节点，且单个节点发生

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故障不会影响到整个网络的正常通信。但总线型拓扑结构的网络也有其不足之处：那就是它所能连接的用户数量是有限的，如果总线发生故障，则会影响到网络其他的计算，而且在发生故障后不容易检测和排查。维护起来相对困难。

（2）星型结构：

星型拓扑结构是指将所有的计算机都连接在一个中央设备上，计算机先把信号发送到这个中央设备上，再由这个中央设备发送到其他计算机上，这个中央设备通常是集线器或者交换机等网络设备。星型网络拓扑是目前局域网中使用得最多的一种拓扑结构。在企业网络中几乎都是采用这一方式，小区网络也不例外，如图 2-8。

图 2-8 星型

星型拓扑结构具有比总线型拓扑结构更好的容错性。星型结构也比较简单，建网容易，控制相对简单；容易进行重新配置，只需要移去、增加或者改变集线器的某个端口的链接，就可以进行网络重新配置，维护起来也是比较容易的。单个计算机的故障不会影响到网络中其他的计算机，而且网络的扩充也十分方便，用户只需要将自己的计算机连接到中央设备就可以了。尽管如此，星型结构同样也存在它的缺点：中心节点负载重，一旦中心节点发生故障，则可能导致整个网络陷入瘫痪；可靠性低，通信费用低；相对其他网络拓扑来说，星型网络拓扑结构安装起来也比较困难，需要使用的电缆也是比较多的。

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（3）环型结构：

环型拓扑结构是一个点到点的环型结构。环型拓扑结构中，各个计算机通过网络电缆连接成一条首尾相连的闭合环型通信线路，环路上的任务计算机发送的信息都会沿着环路进行传输，如图2-9。最典型的当属令牌环型网（token ring），又称为令牌环。

图 2-9 环型

Fig.2-9 Ring-type

在环型结构的网络中，信息的传输方向是单向的，或顺时针，或者逆时针。由于信息是单方向传输的，所以两台计算机之间仅有唯一的一条通路。当环中的计算机数量过多的时候，将会影响信息的传输速率，使得网络的响应时间变长，维护起来也有些不方便。一旦以个节点出现故障可能会终止全网的运行，可见其可靠性比较差，而双环机构则有自愈功能，就是说一旦以个节点不工作，自动切换到另一个环路工作，。但是它的通信信息在网络中传输的最大纯属延迟是固定的；每个网上的节点只与其他两个有物理链路直接互连，因此，它的传输控制机制较为简单，实时性较强。在另一方面，环型拓扑结构可以有效的解决信息传递中的冲突问题。

（4）混合型结构：

混合型拓扑结构是由前面所讲星型结构、总线型结构或环形结构中的某几种拓扑结合在一起的一种网络结构。混合型结构能够满足较大网络的拓展，结合几种拓扑结构的优点与一体，解决单一拓扑结构所存在的一些缺点，

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因为在实际组网的时候得到更广泛的使用。例如，星型结构和总线型结构组合成的混合拓扑结构，如图 2-10所示：

图 2-10 星型-环型 Fig.2-10 Star-tpe&Ring-type

2.3以太网

[5-6]

无论计算机网络采用什么样的拓扑结构，如果要多个计算机需要共享同一段通信电缆，那就必须要解决这段通信电缆的访问控制问题，这样才能使得某一台计算机发送的信息不会受到其他计算机的干扰。不同的网络可以采用不同的网络技术。

很多人搞不清楚局域网（Local Area Network, LAN）和以太网（Ethernet）之间的区别和联系，以为在局域网技术中，以太网技术使用得非常之普遍，它的发展也非常的迅速。

而实际上以太网是施乐公司（Xerox）于1973年开发出来的一个设备互联技术。以太网采用了总线竞争式的介质访问方法，这项技术的发展非常快，现在的传输速率已经达到了1000Mb/s的数量级。

以太网工作原理：以太网为网络上的每一台主机的网络适配器分配了一个惟一的通信地址，称为以太网地址或者叫做网卡的物理地址、MAC地址。以太网的有4种帧格式，由于篇幅和课题问题，这里就不做详细研究。

实际上，以太网技术中采用了“冲突域检测载波监听多路访问（Carrier

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Sense Mutiple Access/Collosion Detection, CSMA/CD）”的方法来解决网络中的冲突域问题。

（1） 该介质访问方法规定了数据在发送之前，一个节点必须首先侦听网线

上的载波，如果在9.6ms的时间里没有检测到载波，节点才可以发送一帧数据。

（2） 如果两个节点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，则会导致

数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏掉。

（3） 检测到冲突的节点会发送“冲突增强”信号通知介质上每个节点发

生了冲突；发生冲突的节点在再次发送自己的数据帧之前各自会等待你短随机的时间。

以太网上节点数量越多，则冲突数量也随之增加，而整个网段的优先带宽将随之减少。

2.4虚拟局域网（VLAN）[1]

虚拟局域网（VLAN）技术是通过将连在交换机上的主机划分成不同的网段，并将广播通信量限制在每个网段的内部，从而增加了广播域的数目，减少了广播对网络造成的不利影响。管理员需要通过手工的方式将交换机的不同端口标记成为属于不同的VLAN，接入到某个端口的主机将自动成为该VLAN的成员，实质上VLAN是一组逻辑上的设备或者用户。

1996年，Cisco公司就提出了有关VLAN的技术实施，直到1999年，IEEE才颁布了关于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议草案。随着网络技术的发展，VLAN技术逐渐得到广大交换机厂商的支持，成为了一项十分热门的局域网技术。

VLAN在局域网中的作用： （1） 控制网络上的广播 （2） 提高网络的安全性

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第三章 小区网络的总体设计

3.1 需求分析

需求分析是设计过程中最关键的阶段，也是经常被忽略的阶段，这是因为需求提供了网络设计应该达到的目标，但是很多时候甚至连用户自己也不清楚具体需要些什么，或者说需求渐渐增加且时不时的发生变化，这就对设计的工作带来需要不必要的麻烦。良好的需求分析是保证网络设计顺畅进行的一个重要因素，这是因为需求分析能够让设计者更好的理解网络应该具备什么样的功能和性能，最终设计出符合要求的网络，它为网络设计提供了一些重要依据：

（1）能够更好的评价现有的网络体系 （2）能够更客观地做出抉择 （3）提供完美的交互功能 （4）提供网络的移植功能 （5）合理的使用用户资源

[8]

3.1.1 网络性能需求分析

（1）确定小区的投资规模

虽然投资不是网络设计的技术问题，但是它影响着网络的设计，投资规模会影响到网络提供的服务水平。因此，对于整个网络的设计和实施，费用也是一个主要考虑的因素。

（2）预测增长速率

预测增长率是另一类常规的需求，它指出了网络所需的伸缩性。增长率（3）确定网络的可靠性和可用性

对于网络的可靠性和可用性方面的需求，小区内的各个用户要求的程度（4）确定网络的安全性

小区的用户对于网络的安全性的要求也是不一样的，对于很多业务，只（5）网络兼容性需求

可以根据小区的规划或者网络通信量来预测。

是不一样的。要尽可能的满足高要求用户的需求。

要提供普通级别的安全性就可以了，但某些业务则不能。

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作为智能化的小区网络系统，应该具备良好的兼容性，能够支持多种标（6）数据交换能力的需求

在小区网络系统中，也同样会有大量数据的交换，为了保证数据交换的

准网络协议、多种网络应用。

正常与效率，局域网中的交换设备和网间路由设备必须有良好的运作能力和较高的处理能力。

3.1.2 网络安全性需求分析

一个好的网络系统结构和系统的应用能保证小区网络内用户的上网安全性，防止木马病毒的入侵，防止个人隐私和小区系统信息的外泄。

（1） 系统的物理安全

物理安全主要是指硬件设备，以及外部因素对整个网络系统的正常使用的影响，比如说：火灾、水灾和地震等可能自然或人为的可能因素。也有可能网络设备，线缆的质量等问题。

（2）网络应用安全

网络安全涉及多个方面的因素，外部网络以及系统内部。内部网络与外部网络相连，有可能受到外部网络的攻击；内网中的各用户之间也有可能造成信息泄露或非法攻击；各种安全漏洞的出现等，都需要做出相应的解决方案。

3.2小区网络系统的设计原则

从组网的角度来考虑，根据当前智能化小区的发展现状，小区局域网的设计应遵循以下几个原则：

（1）保证小区网络的性能符合小区的实际要求

要符合实际的要求，实际上就是小区网络的使用性。设计要根据用户的要求和整体设计进行考虑，在数据通信能力和带宽上，人们的选取合适的设备类型。

（2）技术的先进性

小区网络组网技术的选择也是十分重要的，虽然很多网络技术诸如快速

以太网技术、FDDI技术或者是ATM技术，都能够满足小区局域网的组网要求，但是要保证在建成之后的网络具有良好的可用性和先进性，在技术上提供充分的升级空间，以便节省二次升级的投资。

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（3）良好的可靠性

小区网络的设计要求具有较高的可靠性，小区网络的拓扑结构和网络设

备应当提供一定的冗余；为了防止局部故障因其整个网络系统的瘫痪，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复功能。

（4）安全性

小区网络为小区中各种各样的人提供许多类型服务，网络的安全性就不言而喻，因此采取必要的措施保障小区网络用户的安全性是十分重要的。

（5）良好的可扩充性

系统的设计中应当考虑到以后技术的发展和系统容量的增加，要求网络（6）方便管理

小区网络中的计算机数量众多，在一定程度上会增加网络管理员的负担。

可以方便的进行扩充，以便支持更多的网络

所以，网络系统的设计和实施需要人性化，此外还需要有功能强大的网络管理软件的支持。

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第四章 小区网络的逻辑设计

4.1逻辑设计过程

[8、12]

在这之前，我们首先要知道所要建立的局域网是什么样的规模。在此，我们假定，要建立的“风全云华”小区是一个拥有30栋包括住宅楼、小区办公楼和医院等在内的居民住宅小区。组建一个规模居中的小区局域网，用户数量是个必须要考虑的因素之一，估算一下有将近400-500个的可能用户，因此网络体系会比较也不会很简单，结构也有些复杂，网络中的应用也很多，这类网络的需要保证良好的稳定性，同时，安全性方面的要求也是非常高的。

在构建此类中型局域网的时候，一般都要采用综合布线设计，在核心层、分布层和访问层等方面设计网络的整体构架。考虑到计算机的数目因素，为例保证网络的高效运行，通常需要划分子网，通过路由器或者三层交换机的VLAN设计实现各子网的链接。

4.1.1 设计目标

总的来说，设计目标要满足需求分析中提出的要求，确保网络能够提供特定的服务，满足网络系统的要求和用户的要求。确切来说，设计的目标包括以下几点：

（1）低运行成本

（2）提高网络系统的整体性能 （3）操作简单，易于用户的使用 （4）增强网络系统的安全性

（5）增强网络系统的适应性和灵活性

4.1.2 网络服务

网络服务指的是网络提供的服务内容，即使是一般的网络系统，也会有各种各样的网络服务内容，对不同的网络设计要求，服务的要求也是不尽想相同的。网络管理和网络安全是两个比较重要的网络服务内容。

（1）网络管理

网络管理对于一个网络系统的高效运行是非常重要的。网络管理的目的

是很明确的，就是通过某种方式对网络进行管理，使网络能正常高效地运行。

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就是使网络中的资源得到更加有效的利用，维护网络的正常运行，当网络出现故障时能及时报告和处理，并协调、保持网络系统的高效运行等。它主要有四大管理功能：故障管理功能、计费管理、配置管理功能和性能管理功能。

故障管理功能，它是网络管理中一个最基本的功能了，我们都希望网络能一直顺畅高效的运行着，但是这是不可能的，网络会由于各种因素偶尔会出现一些影响正常使用的情况，这时，网络管理器必须快速查找出哪里出现了故障并及时排除。小型网络网络操作系统(NOS)提供的故障诊断工具，和一些软件就足够了，但大型的网络则要求更复杂且成熟的技术菜你那个支持远程故障诊断。

计费功能，主要是记录网络资源的使用，目的是控制和检测网络操作的配置管理功能，指的是配置和初始化网络，提供网络服务。由于网络的费用和代价。

计算机数目繁多，不可能用手工配置，既麻烦费时，又容易出错，所以一般都采用自动配置。

性能管理功能，它包括监视和分析被管理网络及其所提供服务的性能机（2） 网络安全

安全问题在现实社会中是一个不容忽视的问题，即便是在网络中也是如此。网络安全简单来说其实就是保护网络系统的硬件、软件以及系统中的数据，是系统能够正常、可靠及高效的运行，是网络服务不中断。其本质就是网络上的信息安全。

设计复杂的网络安全系统，应遵循一下几点来决定网络安全服务的优先级：

① 列出需要安全保护的系统 ② 找出潜在的安全隐患 ③ 简单的比较好

制。网络监视是为了预防灾难，使用监视服务来防止和检测网络的运行状况。

4.1.3 技术决策

技术决策指的是网络设计中要求考虑的技术类型和主要内容， 对比各种? 网络互联设备的选型 ? 逻辑网络模型图

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技术的优缺点，完成技术的选择。这些技术包括：

? VLAN策略 ? 网络管理

? 网络安全

4.2逻辑网络结构模型图

的设计思想。如图4-1：

[8-12]

逻辑网络模型图用以表示网络中的设备相互连接的方法，是本网络系统

图 4-1 网络结构模型图

4.3网络互联设备[4、12-14]

网络的效率取决于所使用的设备，在选择网路设备时需谨慎。若要为网络的升级做打算，则不紧紧要考虑当前用户的需求，还要能预测互用将来的需求。

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交换机和路由器可以分割局域网和提供附加带宽。他们都有各自的优缺

点。交换机在局域网中的作用就是集中连接各种网络设备，这其中包括服务器、工作站计算机、路由器、网络打印机、网络存储设备等，是局域网中应用最多，也是最常见的一种网络设备。而路由器则是用来连接不同的网络和子网的，所以它出现在需要连接外部网络，或者在局域网中有多个子网，需要互连互通时的网络环境中，在单纯的局域网、单一子网的环境中是不需要路由器的。

交换机与路由器分别工作在开放系统互联（OSI）参考模型中的不同层上。交换机工作在OSI的数据链路层，而路由器是工作在网络层上。用交换机划分子网的目的是提供附加带宽，还能讲网络划分成多个冲突域，但是它们仍处于同一个广播域；用路由器划分子网的目的是隔离广播域，限制广播帧的泛滥，提供网络安全，而且它还可以连接不同类型的网络等。

在核心层，使用5个路由器（核心路由1、核心路由2、核心路由3、核心路由4、核心路由5，如图4-1）进行连结，构成网状结构，这样不但可以提高网络的可靠性，而且还能有效改善网络线路的信息流量的分配，减小传输延迟，保证网络高效、正常的运行。在Cisco PacketTracer模拟软件中，我选择了2620xm型号的路由器来进行试验。

在分布层，使用模拟软件中型号为3560-24PS的三层交换机。如图4-1访问层使用的是二层交换机，他连结了三层交换机和网络系统的用户，所示。它与路由器之间的链路也构成了一个子网。

选用的是型号为2960-24TT的二层交换机，如图4-1所示。 在每个访问层有多个小的局域网。

4.4 IP地址规划

4.4.1 IP 地址

[4、9-10]

在目前广泛使用的IPv4中，IP地址是由32位二进制数组成的。这32位二进制数可以分为4个位域，每个位域有8位二进制数，个位域之间用逗号分开。为例实现层次化的管理，32位的IP地址又被划分为两个部分：一部分用来标识网络，称为网络号；一部分用来表示网络中的主机，称为主机号。

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IP地址通常可以分为五大类，A类、B类、C类、D类和E类，这个是根据局域网的规模来划分的。不同类别的IP地址对网络号及主机号范围的规定是不同的，用于匹配不同规模的网络。

A类IP地址表示少数网络上有众多的主机，一般专门分配给规模较大局域网使用。

B类IP地址表示网络和主机分布适中，用于中等规模的局域网。 C类IP地址主要分配给规模较小的局域网，每个C类地址网络至多只能包含254台工作站，我们平常使用的，大多都是C类IP地址。

D类IP地址主要用来多点广播。

E类IP地址一般是用类表示当前网络广播地址。

4.4.2子网的划分

在这里，根据理想设计的小区规模，对小区局域网进行IP地址的规划，假设小区规模比较大，住户比较多。住宅楼和办公楼，以及医院等，共有50栋楼宇，有近700户居民。在此我使用一个A类IP地址来为该小区的IP地址进行规划，并申请了一个IP地址段：126.0.0.0。为解决广播域问题，不能使单个网络中有太多的主机。一般情况下，也不要采用过大的子网掩码，这是因为同一网段的计算机数量越多，广播包的数量就会越多，这会造成有效带宽损失增加，网络传输速率降低。可以采用变长子网掩码来适当增加可容纳的计算机数量。

根据逻辑网络结构的模型图，路由器两两之间是一个网段，而路由器与三层交换机之间又是一个网段，那么按照网络结构的模型图来看，需要划分9个网段：R0-R1为网段1、R0-R2为网段2、R0-R3为网段3、R2-R3为网段4、R1-R4为网段5、R3-R4为网段6、R2-MS1为网段7、R3-MS2为网段8、R4-MS3为网段9。

使用A类地址126.0.0.0段，采用变长子网掩码来对整个网络进行规划，前六个网段，也就是路由器之间的网段借用17位主机号来充当网络的子网号，而路由器和交换之间的3个网段分别借用14，15，16位主机号来充当子网号。

虽然在Cisco路由器上，默认可以使用全1的网段，全0的网段通过配置也可以使用，但是它不可避免的会造成IP地址的二义性。所以在次设计当中，我将不考虑全0和全1的网段。

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成的简称光缆。光纤通常是由石英玻璃制成的，它的横截面积很小的双层同心圆柱体，也称纤芯。光纤质地柔软，易断裂，所以通常需要加上厚厚的保护层。

按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。

单模光纤（Single Mode Fibre,SMF）的纤芯较细,纤芯直径非常小.使光线能够直接发射到中心，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。

多模光纤（Multi Mode Fibre,MMF）是在给定的工作波长，能以多个模式同时传输的光纤，与单模光纤相比，多模光纤的传输性能比较差，其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

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第六章 结束语

时间飞逝，两个月的时间就这么飞过去了，转眼又是一个夏天的到来，设计至此也要落下帷幕。最后再对设计的工作和设计本身做一下总结。

当今时代，信息技术不断飞跃发展，互联网络应用也正迅速的普及到世界的每个角落。网络日益成为人们社会生活在不可缺少的一部分，住宅小区的信息化是社会生活信息化发展的必然趋势，小区局域网则是实现这一目标的重要基础。只有构建一个先进、高效、经济、实用的信息化小区局域网系统，才能跟上人们对信息化生活水平要求的不断提高。本设计依托小区配套设施，通过内部综合布线、建立社区网络系统，在小区内实现电子商务的普及，给出信息化小区社区网络的整体解决方案，从而能够在最大限度上满足当前多数新型小区住户不断增长的需求。

在设计本小区网络系统的过程中，主要完成以下几项工作：

（1）了解当今小区网络的发展状况，分析研究了当今信息化小区网络系统的功能特点。

（2）对当前局域网技术进行分析和阐述

（3）通过当前信息化小区网络系统需求的分析，归纳出小区局域网的组网原则。

（4）设计出一个小区网络的模型。并根据这个模型对其进行IP地址的规（5）根据小区网络综合布线需要，在分析了当前主流结构化布线系统产通过论本文对当前住宅小区信息化发展的现状分析和展望，以及本文设计目标实现的功能的论述，可以看出在众多的信息化建设方式中，信息化小区的建设具有特别的意义。

在这个设计的过程中，有许多自己值得高兴的事情，不但能学习和温习许多新旧知识，而且这个也是一心理的过程。感觉自己着手，花这么长时间去做一个设计，运用自己的所学，和同学老师一起交流，做好之后心里也挺自豪的。设计的过程中有做得好的，同样也有做得不好的。做得好的是在做设计时，专心投入，不懂的地方能够自己去学习，也能够虚心向老师和同学请教。在设计本身，IP地址的规划和设备的配置和一些其他方面是做得比较划，以及对设备进行选型。

品后，通过对比，给出了适合小区局域网环境需求的结构化布线系统配置。

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多，花的时间和精力也是比较多的。不足之处也有许多，比如说，有时候遇到不知道该怎么做的，就一味的去网上搜索，找了大半天也没找到个明确的结果；在设计中，小区网络安全体系设计这一块，做得不是很细致，也没能投入太多的精力；在结构化布线这一块也是一样，投入的时间和精力比较少，以至于，和整个设计的论文有些不协调等等。

希望在以后的设计工作中，能有一个比较良好的总体规划，把每一个部分内容考虑好，该细致的则尽可能去做好，按照要求去做，加入自己的思想和创新。

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参考文献

[1]赵海峰.局域网组网实务. 北京：电子工业出版社，2007年

[2]李逢天，张帆组．建Cisco多层交换网络．北京：人民邮电出版社，2004年

[3]王群.计算机网络管理技术. 北京：清华大学出版社，2008年

[4]张远，宋志安，张保瑞.网络互联技术. 北京：中国水利水电出版社，2004年

[5]韩江，黄海，卫星 译.思科网络技术学院教程（第一、二学期）(第二版). 北京：人民邮电大学出版社.2006年

[6]韩江，黄海，卫星 译.思科网络技术学院教程（第三、四学期）(第二版). 北京：人民邮电大学出版社.2006年

[7]Stallings, William.Local and metropolitan area networks.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2002

[8]陈明.计算机网络设计教程. 北京：清华大学出版社，2008年 [9] 钱德沛，计算机网络实验教程. 北京：高等教育出版社，2005年 [10]中国人民大学主办. 网络安全技术.2009（No.4-6）.

[11] 郝文化.网络综合布线使用教程. 北京：机械工业出版社，2008年 [12] 吴功宜.计算机网络（第2版）. 北京：清华大学出版社，2008年 [13] http://www.cisco.com/global/cn/

[14] http://www.chinaitlab.com/www/techspecial/special/router.htm

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致谢

从开题报告、写初稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，

在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。

有几个人在这里我特别想感谢他们。首先是唐天兵教授，感谢唐教授的精心指导，从课题之初到结束，唐教授的指导是我完成课题的关键因素之一，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。同样也非常感谢大学四年里一起生活和学习的老师和同学们，在这一次的课题中，同是在唐老师指导下完成课题研究的同学以及我的舍友，他们在完成课题的过程中，也给予了很大的帮助，许多不懂的知识和技术，他们都耐心指教我。为此，我对他们表示真诚的谢意。

最后还要感谢我的亲人们，感谢他们的对我的关怀和理解。还有我远在他乡求学的兄弟陈智密，虽然他所学的专业不能给我的课题给予太多的技术上的帮助，但是他总在精神上给予我莫大的鼓励，使得我更有动力和干劲去认真完成课题。

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