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目录第一章绪论11.1课题背景11.2智能化小区的系统组成和基本功能1第二章宽带网络32.1网络分类32.1.1按网络的地理位置分类32.1.2按网络的拓扑结构分类32.2计算机网络的分层服务标准体系（OSI）52.3网络间连接设备92.3.1中继器（Repeater）102.3.2网桥（Bridge）102.3.3路由器(Router)112.3.4网关（Gateway）132.3.5集线器(HUB)142.3.6交换机(Switch)162.4宽带接入网的比较172.4.1ADSL接入技术182.4.2CableModem接入技术182.4.3LAN接入技术19第三章网络方案设计213.1宽带接入方案概述213.2网络设计重点考虑的问题223.2.1安全问题223.2.2组播实现253.2.3认证与计费253.2.4网络管理253.2.5系统IP地址分配263.2.6方案特点273.3针对不同密度的用户网络设计描述273.3.1低密度社区网络结构设计283.3.2高密度社区网络结构设计29第四章结束语31参考文献：32附录33英文原文资料33中文翻译40第一章绪论近年来中国大步跨入了信息化社会，人们的工作生活与通信、信息的关系日益紧密，信息化社会在改变我们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战。人们对居住环境要求不断提高，希望有一个安全、舒适、便捷的家，智能小区于是在中国各地蓬勃发展起来，并已成为21世纪建筑业的发展主流。1.1课题背景智能小区是在智能大厦的基本含义中扩展和延伸出来的，它通过对小区建筑群四个基本要素（结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在关联）的优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。计算机网络，也渐渐成为人们生活中不可分割的一部分。1.2智能化小区的系统组成和基本功能智能化建筑的系统组成和基本功能主要由三大部分构成，即大楼自动化（又称建筑自动化，BA）、通信自动化（CA）和办公自动化（OA），这三个自动化通常称为“3A”，他们是智能化建筑中最重要的，而且必须具备的基本功能。目前有些地方的房地产开发公司为了突出某种功能，以提高建筑等级和工程造价，又提出防火自动化（FA）和信息管理自动化（MA），形成“5A”智能化建筑。甚至有的文件又提出保安自动化（SA），出现“6A”智能化建筑，但从国际惯例来看，FA和SA均放在BA中，MA已包含在OA内了，通常只采用“3A”的提法，为此，建议今后以“3A”智能化建筑提法为宜。智能化建筑是现代信息、自动控制和建筑工程等科学技术融会集成为整体的高新科技产物。它具有多种科学互相结合的特征。此外，智能化建筑环境规划支持系统和整个建筑工程本身是智能化建筑赖以存在的基础，它们必须满足智能化建筑的特殊功能要求，智能化建筑的智能化程度和功能将随着科学技术的不断发展而继续改进和完善，同时作为智能化建筑基础的建筑环境和建筑工程也必然要适应这种发展趋势。随着计算机、通信、控制技术和图形显示技术日益紧密结合和不断发展，今后通信功能、信息处理和自动控制等业务种类必然会不断增多，智能化建筑的自动化程度和智能化水平也必然继续提高。小区网络系统在整个智能小区系统中，无疑是处在核心地位。小区物业管理中心对智能小区的各个子系统的监视、控制、查询，小区的各项收费、通知，小区住户的电子商务、Internet漫游等等都得通过网络系统来实现。小区网络系统就好比是智能小区的大脑。通过分析现状和需求,结合当前网络技术发展水平,初步决定以光纤千兆网技术实现网络主干线。这是当前应用最广泛、性价比最高、最成熟之干线网,是一个符合OSI的标准化网络。网络10/100M入户，住户独享10/100M带宽。10/100M的带宽能够满足住户所有的需求了，包括视频点播、IP电话等。第二章宽带网络2.1网络分类要对网络的规划，首先应该知道网络的分类。这样才能选择最适合智能化小区的网络构造。现在介绍一下LAN（局域网）的网络分类。首先，什么是网络?简单的来讲，网络就是在一定的区域内两个或两个以上的计算机以一定的方式连接,以供用户共享文件、程序、数据等资源。下面就几种常见的网络类型及分类方法作简单的介绍。2.1.1按网络的地理位置分类*局域网（LocalAreaNetwork,简称LAN）一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。*城域网（MetropolisAreaNetwork,简称MAN）规模局限在一座城市的范围内，10～100km的区域。*广域网（WideAreaNetwork,简称WAN）网络跨越国界、洲界，甚至全球范围。目前局域网和广域网是网络的热点。局域网是组成其他两种类型网络的基础，城域网一般都加入了广域网。广域网的典型代表是Internet网。2.1.2按网络的拓扑结构分类网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。*星型网络各站点通过点到点的链路与中心站相连。特点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控，但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。图2.1星行拓扑结构*环形网络各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。图2.2环型拓扑结构*总线型网络网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。图2.3总线型拓扑结构树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是以上述三种拓扑结构为基础的。现在网络建设，最长用的是树型网结构，我们的小区网络采用的也是这种结构。树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，易诊断、易维护，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。2.2计算机网络的分层服务标准体系（OSI）OSI是OpenSystemsInterconnection的英文缩写,即“开放系统互联”。这是一种数据通信模型。OSI模型把联网和网络唤醒应用程序的活动领域划分为七层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、话路层、表示层和应用层。为什么会有这么复杂的一个分层体系那？因为实际的计算机世界是复杂多彩的；有各种各样的通信终端，比如PC机、苹果机、工作站、小型机、大型机，还有各种掌上电脑和智能家电等等；通信介质除了最常用的双绞线，还有电话线、电缆、光纤、无线电波等等。我们需要一个好的标准体系来描述形形色色的网络通信世界，定义好操作的规范，解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，只有这样，才能组成协调互通的网络。加入分层的概念，是为了将整个体系的不同组成部分更好地按不同功能级别来划分；同时在层次中引入了服务、接口和协议这三个概念，服务说明某层为上一层提供什么功能，接口说明上层如何使用下一层的服务，而协议定义如何实现本层的服务。应用层面向用户服务表示层数据表示会话层会话控制传输层网络间数据包递交信任监测网络层逻辑地址、路由等数据链路层数物理地址、拓扑结构、线路存取方法物理层电及机械的有关定义那么，七层的定义和职责各是什么呢？1.物理层：物理层的任务就是保证点到点链路在光、电和机械上是可以传送数据流的。它定义了物理链路的电气和机械特性，以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。处理单位是Bits。特征参数包括：电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒体等。2.数据链路层：为区分和标识不同的网络设备，引入了物理地址的概念；物理链路有时会出现错误，数据链路层的任务就是在物理层的基础上，将数据流进行包装组织，使有差错的物理链路转化成对没有错误的数据链路。它将位收集起来，按包处理数据。特征参数包括：物理地址、网络拓朴结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流控等。3.网络层：考虑一下：（1）基于不同底层技术的网络设备有不同类型的物理地址，比如用以太网卡、令牌环网卡或无线接入设备的物理地址就完全不同，这时该如何标识不同设备呢？（2）一条数据链路建立后，怎样让多对用户共用这一条链路？（3）当数据终端增多时，它们间用中继设备相连，一台终端通常会要求与多台终端通信,怎样把任意两台数据终端设备的数据链接起来？网络层也叫网间网层，对于各种不同底层技术网络，为了隐藏物理网络细节，引入了逻辑地址（IP地址）这个概念，对各网络中每个网络接口，无论基于何种底层技术，都用逻辑地址来编号；类似的，也引入了包（PACKET）这个概念，来隐藏不同物理网络数据链路的不同数据传送模式。通过逻辑信道技术,网络层解决了链路复用的问题，路由和寻径概念的引入和实现，使任意两台数据终端设备的数据链接起来。4.传输层：网络层关心的是点到点的逐点转递，传输层关注的是端到端的最终效果；各种通信子网在性能上有很大的差异，电话交换网，分组交换网，公用数据交换网，局域网等通信子网都可互连，但它们的吞吐量，传输速率，数据延迟各不相同，传输层要负责隐藏各通信子网的差异，通过差错恢复，流量控制等功能，最终为会话层提供可靠的，无误的数据传输。传输层面对的数据对象主要是与会话层之间的界面端口。5.会话层：维持面向连接传输，为会话实体间建立连接；在两个会话用户之间实现有组织的，同步的数据传输；连接释放。6.表示层：不同计算机体系结构所使用的数据表示法不同，表示层为异种机通信提供一种公共语言，完成应用层数据所需的任何转换，以便能进行互操作。定义一系列代码和代码转换功能，保证源端数据在目的端同样能被识别，比如文本数据的ASCII码，表示图象的GIF或表示动画的MPEG等。7.应用层：最高层,是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务，这些服务按其向应用程序提供的特性分成组，并称为服务元素；有些可为多种应用程序共同使用，有些则为较少的一类应用程序使用。在数据的实际传输中，发送方将数据送到自己的应用层，加上该层的控制信息后传给表示层；表示层也将数据加上自己的标识传给会话层；以此类推，每一层都在收到的数据上加上本层的控制信息并传给下一层；最后到达物理层时，数据通过实际的物理媒体传到接收方。接收端则执行与发送端相反的操作，由下往上，将逐层标识去掉，重新还原成最初的数据。由此可见，数据通讯双方在对等层必须采用相同的协议，定义同一种数据标识格式，这样才可能保证数据的正确传输。实际使用的协议是否严格按照这七层来定义呢？并非如此，OSI七层模型是一个理论模型，实际应用则千变万化，因此更多把它作为分析、评判各种网络技术的依据；对大多数应用来说，只将它的协议族（即协议堆栈）与七层模型作大致的对应，看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层，还是包括了上下多层的功能。TCP/IP协议与七层模型的对应关系：应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层网络接口层物理层OSI七层模型TCP/IPTCP/IP的多数应用协议将OSI应用层、表示层、会话层的功能合在一起，组成应用层，典型协议有：HTTP、FTP、TELNET等；TCP/UDP协议对应OSI的传输层，提供上层数据传输保障；IP协议对应OSI的网络层；TCP/IP的最底层功能由网络接口层实现，相当于OSI的物理层和数据链路层，TCP/IP应用已有的底层网络实现传输，对该层并未作严格定义。2.3网络间连接设备数据在网络中是以“包”的形式传递的，但不同网络的“包”,其格式也是不一样的。如果在不同的网络间传送数据，由于包格式不同,导致数据无法传送，于是网络间连接设备就充当“翻译”的角色，将一种网络中的“信息包”转换成另一种网络的“信息包”。信息包在网络间的转换，与OSI的七层模型关系密切。如果两个网络间的差别程度小，则需转换的层数也少。例如以太网与以太网互连，因为它们属于一种网络，数据包仅需转换到OSI的第二层（数据链路层），所需网间连接设备的功能也简单