中小型家居小区网络规划与设计

周瑾怡

摘要：随着“互联网+”、“网络空间”等一系列新概念、新模式的日渐应用，社会的各个方面都在向信息化、智能化发展。很多校园、企业以及住宅小区都正在实现从传统的非信息化模式到智能化模式的转变。该文阐述了住宅小区网络的设计原则、拓扑结构和安全机制，为其他小区网络建设提供借鉴。

关键词：小区网络；规划；拓扑结构

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0058-03

1 小区基本情况

为了满足小区内的住户对现代信息化和网络应用的需求，使用户能够及时得到最新的信息和动态，同时也为他们提供网络上的各种娱乐活动。针对小区由12幢多层构成，楼层结构相对复杂。户型总面积82198平米小区，需要对该小区进行网络规划设计。信息点为464个，具体楼宇和住户情况如表1所示。

2 设计原则

为确保住户的切身利益，保障小区网络工程建设顺利进行，充分发挥互联网的作用，把握网络设计的总体方向，在小区网络设计过程中应遵循以下原则：

1）实用性和先进性：采用先进成熟的技术和设备，尽可能采用先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据与需要，使整个网络系统在一段时期内保证技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应小区未来业务的发展和技术升级的需要。

2）安全性与可靠性：整个系统应提供一套安防措施，防止外来入侵或小区管理员误操作而造成的数据破坏，要对机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高数据中心机房的安全可靠性。

3）灵活性与可扩展性：小区网络必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据小区用户不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。应具备支持多种网络传输，多种物理接口的能力，提供技术升级设备更新的灵活性。

4）可管理和便维护：由于小区网络具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所选用的设备应具有智能化、可管理的功能，同时选用先进和管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，简化小区网络管理人员的维护工作，从而为小区网络的安全、可靠运行提供最有力的保障。

3 网络设计

3.1 小区网络物理结构设计

整个小区网络由每幢楼宇的单元设备间、汇聚层楼宇设备间、中心机房构成。在楼宇中采用双绞线连接单元设备间与用户家庭。在单元设备间与汇聚层之间以及汇聚层设备间与中心机房之间采用光纤进行连接。每一个“”表示一个设备间，根据“”大小的不同分别为楼宇设备间、汇聚层设备间、中心机房。如图1所示。

3.2 小区整体层次结构

根据建筑总平面图，结合千兆以太网的技术特点，该小区采用三层星型结构，提高网络的可扩展性和性能。便于管理和故障排除。网络的层次设计如下。

1）接入层：该层采用二层以太网交换机实现小区内各单元楼层信息点的接入，通过VLAN技术实现子网之间的隔离。运用简单网络管理协议实现对各二层交换机远程管理和维护。在一些特殊场合采用无线接入设备进行无线接入。

2）汇聚层：该层采用大量路由交换机作为汇聚层设备，分别设立小区内1栋、4栋、7栋及10栋的顶楼的设备配线间，用于各个楼层的接入设备的汇聚，通过光纤连接到核心设备。该层主要实现不同子网间通信。

3）核心层：该层是小区网络的高速主干，连接到 Internet 资源，采用路由交换机构建千兆骨干层，设立在小区物业楼二楼中心机房，通过连接到防火墙，实现内网与外网的通信。

3.3 小区网络拓扑结构

小区网络采用千兆以太网的组网技术， 有近500个信息点。在小区内部的各个楼宇设备间与汇聚层设备间采用多模光纤进行连接，在汇聚层设备间与中心机房之间采用单模光纤进行连接。这样能保证小区内部数据的最大传输。其中核心采用1台千兆三层交换机；为了保障小区网络安全，同时配备了高性能的支持1000M防火墙，实现策略路由及NAT转换功能；汇聚交换机分别放在1栋、4栋、7栋及10栋的顶楼的设备配线间，全采用千兆三层交换机连接。汇聚层交换机向下连接接入层交换，实现100Mb/s交换到桌面，向上用1000Mb/s单模光纤连接到核心设备。小区内总体网络拓扑如图2所示。

3.4 小区内IP、Vlan规划

由于小区用户工作成分与年龄层次都十分复杂，因而静态IP不适用于该小区，故采用搭建DHCP服务器进行IP地址的动态分配。根据实际情况对小区内部各信息点进行IP地址规划，每个单元享有一个IP网段。除1.0网段外每个网段后14个IP地址保留为设备配置用地址，在非必要情况下不做DHCP动态分配。全IP地址子网掩码统一采用255.255.255.0。其IP地址分配及网段规划详细信息见表2。

由于整个小区是一个比较大的局域网，便于管理，有效的隔离广播风暴，需对小区内部的各个网段进行Vlan的划分。

即使这样还不能够实现对外部网络的访问，需要在核心交换机与防火墙之间写一条静态路由（默认路由），保证小区内部的数据包能够正常的通过核心交换机进行转发再由防火墙发送出去。

3.5 小区外网的接入方式

该小区采用目前主流的FTTX+LAN（光纤到X+局域网）的接入方式连接Internet，现千兆光纤到小区中心交换机，中心交换机和楼道交换机以千兆光纤或五类网络线相连，用户上网速率可达100Mbps，网络可扩展性强。

基于目前全球IP地址的分布情况，在该小区采用NAT（网络地址转换器）方式实现内网私有地址访问Internet资源，利用极少的公有地址实现小区内所有私有地址用户访问公网的愿望。同时也起着保护内网的作用，使系统的安全性提高

4 网络服务

1）DHCP服务器：该网络使用对象为小区住户，由于小区用户工作成分与年龄层次都十分复杂，因而静态IP不适用于该小区，故采用搭建DHCP服务器进行IP地址的动态分配。

2）WWW 服务器：为了方便小区后期的物业管理，在前期建设规划中，在该方案中规划了WWW服务器，用于后期管理中物业相关信息的发布和通告。

5 结论

本文主要针对某小区完成的一个完整的切实可行的网络规划设计方案，围绕着建网原则、网络物理结构及拓扑结构，实现统一规划设计，该方案经济适用、功能完善、对小区网络建设有一定的指导意义。

参考文献：

[1] 张诚洁.高职院校校园网规划与设计[J]. 电脑编程技巧与维护，2013（22）.

[2] 刘彩红.高职院校校园网的规划与设计探讨[J].漯河职业技术学院学报，2015（14）.

[3] 范双成.住宅小区网络规划设计[J].科学时代，2014（7）.

[4]王卫华. 校园网规划与设计[J].数字技术与应用，2015（3）.