摘要
随着计算机技术和网络技术的发展，家庭计算机的普及，“上网”已经成为人们的常用语，各种信息网，服务网已经成为现代人们生活中必不可少的重要内容。本设计以一个中小型社区局域网为背景来阐述中小型规模局域网过程,从局域网介质访问方式与网络拓扑结构设计、内部连接与外网连接设计角度，着重介绍企业局域网的组建过程的分析设计、规划、布线、硬件的配置、网络软件选择比较、IP地址申请、子网划分与子网掩码设置等问题。
关键词：信息化小区；IP划分；局域网；网络管理
摘要1
一、前言2
二、背景描述3
三、需求分析4
（一）用户对信息点的分布和带宽的需求分析4
（二）子网与VLAN规划5
（三）实现的信息服务5
（四）应用程序6
（五）存储系统分析6
（六）系统及数据安全分析7
（七）QoS7
（八）网间隔离8
四、拓扑图及方案整体描述9
（一）主干网传输方案设计9
（二）Internet接入方案12
（三）远程访问支持14
（四）子网划分与VLAN设定15
（五）网间隔离方案设计16
（六）存储方案16
（七）设备选型17
（八）软件19
（九）信息服务方案20
（十）（综合布线方案）22
五、网络管理23
六、系统主要设备报价24
七、网络测试及协议数据包分析26
（一）网络测试方案设计26
（二）利用TCP标记分析网络故障28
八、参考资料32
九、课程设计总结33

三、需求分析
（一）用户对信息点的分布和带宽的需求分析
该家园智能小区有3栋楼，共有住房63套（由于楼房太多，所以只采用三栋楼作为模型）。三栋楼成三角形坐落，每栋楼高7层，除第21栋楼外，其他各栋楼每层都有2间住户。第20栋楼有三个单元，第21栋楼只有一个单元，第22栋有二个单元。第21栋楼对面有一座2层的小区活动中心，准备用于放置交换机、服务器设备等。
鉴于现在大多数网络用户都喜欢上网看电影和下载软件等，预计流量高发时期，会有近30的用户同时进行视频点播和近40的下载软件，还有30的用户使用带宽比较小的服务，所以网络主干需要近100Mbps的带宽。以上带宽是依据三栋楼的实际所需计算出来的，而对于整个小区接近于它的10倍，即主干采用1000Mbps的带宽。下图为小区网络整体连接图如图1所示：

图1小区网络整体连接图
（二）子网与VLAN规划
信息小区网络建设采用基于三层交换的千兆以太技术,在小区核心引入带光口的千兆以太网交换机，通过光纤以千兆速率上连至ISP接入区域交换机，可以使用户以高带宽连接Interner。小区内部形成扩长星型结构，每栋单元楼内放置带百兆光口的以太网交换机，通过百兆光纤将小区核心和单元楼连接起来。在住户的家中添加以太网络RJ45信息插座作为接入网络的接口，布放五类线，连至用户计算机的网卡，使最终用户上网速率达到10M或更高，以满足用户对高带宽和高服务质量的需求。在小区核心千兆以太网交换机的一个端口上连接一台主服务器和一台辅服务器，给用户提供视频点播、实时视、音频节目直播、通知的发布等服务。鉴于未来的升级等多方面的考虑，故采用1000M骨干带宽，以适应将来对网络带宽更高的需求，并使用48口，以考虑到以后小区扩建的需要。
小区内依据用户类型来划分VLAN，以确保用户之间的相互隔离。将小区内的用户分为三类：小区网络管理员、小区管理员及居委会领导、小区普通用户。据此将小区网络换粉成三个VLAN，把网段201.100.10.0划分成三个子网段：201.100.10.0、201.100.10.32、201.100.10.64，子网掩码为255.255.255.218。但小区用户可以通过三层交换来实现相互之间的通信。
（三）实现的信息服务
为了给社区成员提供更加安全、高效、方便、舒适的智能化服务，对社区的各项事务、活动进行智能化管理，并具备先进灵活的手段来适应技术的发展，满足社区成员不断增长的需求。实现智能小区系统网络信息服务，电子商务，电子家务，休闲娱乐，自动化的物业管理和后勤服务等功能，智能小区网络系统需提供以下功能：
用户E-mail邮件传送服务
用户Internet高速接入服务
安全防火墙系统
小区Web网站建设
FTP服务器
（四）应用程序
通过小区网络的需求分析，我们最后要实现其基本的功能，必须要有相关的软件设备和硬件设备。在软件设备这一方面，根据分析将来的社区网路要实现办公自动化，管理的自动化，在线信息的共享，必须在服务器端安装相关的应用系统。如：办公自动化系统，管理系统，网上教学辅助系统，医疗保险系统，后勤服务系统，娱乐休闲系统等。还有各个部门根据自己的实际情况，可以在自己的服务器上安装相应的应用系统，如社区内部的综合管理系统等。未来可根据社区建设的需求，在动态增加服务器的基础上可相应的增加应用系统来扩展整体系统的功能。
（五）存储系统分析
在传统的计算机网络中，每个应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。一种解决方案是将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理。这就是所说的存储网络。
1．存储区域网络
存储区域网络(StorageAreaNetwork，简称SAN)采用光纤通道(FibreChannel)技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。SAN结构中，文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。SAN存储采用的带宽从100MB/s、200MB/s，发展到目前的1Gbps、2Gbps。
2．网络接入存储
网络接入存储(Network-AttachedStorage，简称NAS)采用网络(TCP/IP、ATM、FDDI)技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器主机，建立专用于数据存储的存储私网。
由于网络接入存储采用TCP/IP网络进行数据交换，TCP/IP是IT业界的标准协议，不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼容性的要求；并且万兆以太网(10000Mbps)的出现和投入商用，存储网络带宽将大大提高NAS存储的性能。NAS需求旺盛已经成为事实。首先NAS几乎继承了磁盘列阵的所有优点，可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接，摆脱了服务器和异构化构架的桎梏。其次，在企业数据量飞速膨胀中，SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案，但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力有限的中小企业无论如何也不能接受的。NAS正是满足这种需求的产品，在解决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价比。
（六）系统及数据安全分析
众所周知，计算机网络经常会受到黑客或者病毒的攻击，这对网络系统和数据安全造成了严重的威胁。针对黑客威胁，网络安全管理员采取各种手段增强服务器的安全，确保网络服务的正常运行。象在Internet上的Email、ftp等服务器一样，可以用如下的方法来对系统数据进行保护：
1．安全配置
关闭不必要的服务，，安装操作系统的最新补丁，将网络服务升级到最新版本并安装所有补丁，对根据网络服务提供者的安全建议进行配置等，这些措施将极大提供网络系统本身的安全。
2．防火墙
安装必要的防火墙，阻止各种扫描工具的试探和信息收集，甚至可以根据一些安全报告来阻止来自某些特定IP地址范围的机器连接，给网络服务器增加一个防护层，同时需要对防火墙内的网络环境进行调整，消除内部网络的安全隐患。
3．漏洞扫描
使用商用或免费的漏洞扫描和风险评估工具定期对服务器进行扫描，来发现潜在的安全问题，并确保由于升级或修改配置等正常的维护工作不会带来安全问题。
4．入侵检测系统
利用入侵检测系统（IDS）的实时监控能力，发现正在进行的攻击行为及攻击前的试探行为，记录黑客的来源及攻击步骤和方法。
这些安全措施都将极大提高网络服务器的安全，减少被攻击的可能性。
（七）QoS
QoS是网络与用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输与共享的质的约定。随着IP网络与Internet在当今使用得越来越广泛，基于IP网络的视频会议系统也越来越为广大市民所接受，在现有网络内融合语音、视频和数据通信，能缩减大笔办公开支，其中尤以VoIP和视频会议最为重要。但融合通信会引发网络性能问题，局域网不但要能提供多种服务，而且要保证端到端的良好性能，而召开网络视频会议最重要的就是要保证有良好的音视频质量。而现阶段Internet的状况是比较复杂的，带宽参差不齐、时延大、不稳定。如何在IP网络上保证用户信息传输的质量就成为一个不容忽视的重要问题，为解决这一问题，网络服务质量（QoS，QualityofService）便应运而生。
目前，IP网络如何提供服务质量（QoS）支持这一问题现已成为业界关注的焦点。对于由QoS控制来实现QoS保证，国际上不同的组织和团体提出了不同的控制机制和策略，例如，ISO/OSI提出的基于ODP分布式环境的QoS控制；ATM论坛提出的QoS控制策略和实现；IETF组织提出的综合业务模型（IntServ）、差分业务模型（DiffeServ），多协议标签交换（MPLS，Multi-ProtocolLabelSwitching）技术，流量工程（trafficengineering）等多种控制和管理方案。
（八）网间隔离
在本小区网络设计中，我们使用一种基于虚拟局域网的端口隔离方法来实现网络间的隔离，首先建立查找表，该表中保存该接入端口对应的隔离虚拟局域网即隔离vlan，及该接入端口对应的上联端口，当所述接入端口接收到数据包时，进行如下处理：根据查找表判断该数据包是否要发送到该接入端口的隔离vlan中，如果不是，按照正常的二层转发处理该数据包。采用本方法，接入端口在有些vlan中隔离，有些vlan中不隔离，既节省了vlan资源，同时，也给端口隔离带来了更大的灵活性，简化了接入设备上vlan以及隔离端口的规划，很好地满足了接入层交换机用户的隔离需求。