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H3C智能建筑IP网络解决方案及其广泛应用

计算机网络系统是智能建筑弱电系统中必不可少的部分，杭州华三通信技术有限公司（以下简称H3C）是国内主要的IP网络产品和解决方案供应商之一，有丰富的IP网络产品和方案供弱电设计单位、弱电集成商在设计和施工时选择。下面我们以智能楼宇为例介绍几个H3C公司的IP网络解决方案。
一、低层楼宇IP网络方案

低层楼宇整体的数据信息点数较少，而且各楼层距离底层机房的距离较近，因此一般核心设备不需要采用很高档次设备，另外对核心交换机光纤接口的数量要求较少。
设备选型：
1、                  每楼层弱电间接入交换机建议选择H3C S3100-EI系列的智能安全交换机。
a)       可以根据信息点数量选择8口、16口、24口、48口，如果数量更多，可以堆叠扩展端口数。
b)       从弱电间接入交换机到核心交换机采用何种链路取决于两者间距离，如果距离小于100米，可采用超五类线；如果距离超过100米，可采用多模光纤传输。
c)       上行链路由于汇集了所有的接入流量，一般采用千兆带宽，S3100-EI均提供足够的GE电口和光模块供选择。
d)       如果有无线AP、IP电话机等设备，为便于供电，可以选择S3100-EI的POE款型，采用POE方式给这些设备供电。
2、                  位于底层的机房部署核心交换机，由于低层楼宇需要的光纤汇聚端口较少，采用H3C S5500-28F-EI千兆光纤汇聚交换机即可满足要求。如果对核心设备的可靠性要求很高，采用H3C S7502E机箱式交换机可满足要求。
3、                  配置一套网络管理系统H3C iMC，实现对所有网络设备的综合管理，包括设备管理、性能管理、告警管理、配置管理、拓扑管理。
4、                  大楼到internet连接可以采用H3C公司的路由器或防火墙，有丰富的产品类型可供选择，不再赘述。

二、高层楼宇IP网络方案

不同行业的高层楼宇建设模式差别非常大：选择的设备差异大、带宽差异大、组网方案差异大、网络结构差异大，投资差异大，下面简单地探讨一些基本规律。
接入层设备选型考虑：
l         很多高层楼宇都是行业内或某个区域内具有代表性的建筑，建设规格较高，对信息化要求也较高，需要考虑到技术先进性。当前网络的一个重要的发展趋势是千兆接入的普及，因此很多高层楼宇的接入层采用了千兆接入交换机。
l         H3C拥有业内最齐全的千兆交换机产品线，S5100-EI/S5100-SI都是性价比很高的千兆二层交换机。上行链路可以采用万兆光纤，这样可以使每个接入用户可以获得足够高的带宽。也可以先使用多个千兆捆绑方式上行，以后需要时采用万兆链路。
l         对于仍然希望采用百兆接入的客户，H3C有S3100系列/S3600系列丰富款型的百兆接入交换机供选择。采用百兆接入交换机，可以参考低层楼宇部分的选型考虑。
核心设备的考虑：
l         核心设备故障会影响到整个大楼的网络使用，因此必须具备足够高的可靠性和稳定性，此外还必须具备很强的扩展性、多业务支持能力、安全防护能力、大容量接入能力等。
l         H3C S9500/S7500E等高端交换机，是国内外主流的核心交换机之一，拥有数十项可靠性技术保障，并且在国内网上有大量的应用，成熟稳定性已经经历了充分考验。
l         为了实现大楼不同部门网络之间的安全隔离，以及防范来自外网对大楼内部网的各种网络安全威胁，需要核心交换机支持集成各种安全业务板卡，以方便地实现安全防范技术的部署。H3C S9500/S7500E交换机可支持FW/IPS/NTA等多种安全业务板卡，实现高集成度低成本的安全部署。
网络管理系统建设的考虑：
l         H3C iMC智能管理中心是一个基础网管平台，通过增加不同的管理组件，可以实现用户、业务、资源三者之间的融合管理。也就是帮你看清楚网络上有什么资源？哪些业务在用这些资源？哪些用户在用这些资源？哪些用户在使用哪些业务？

三、有线无线一体化IP网络方案

虽然在楼宇规划建设时，已经铺设了光纤或者是铜缆作为大楼的骨干网络。但有线网络在某些场合还是要受到布线的限制：如布线、改线工程量大；线路容易损坏；网络中的节点不可移动等。特别是对于家庭用户，网络节点位置相对不固定，而且，网络铺设尽量要避免开槽等大工作量施工。

有线网络
无线网络
布设线缆或租用线路
是
否
线路是否易损
是
否
施工难易度
高
低
工程时间
较长
短
工程美观度
杂乱
简洁美观
维护
复杂
简单
通过上面的比较，可以看出无线网络相对有线网络具有很多独特的优点。根据目前在智能建筑中的网络建设实践来看，两种网络“同时部署，相互补充”已经成为一种趋势。网络的骨干、固定信息点更多采用有线网络，而不易布线的信息点、移动信息点更多采用无线网络。
而当前一个突出问题是：多数情况下，无线网作为独立的网络与有线网络分开管理。这就导致了无线网需要单独的管理系统和安全策略，使得无线网的管理成本居高不下。
H3C公司在智能建筑倡导“有线无线一体化网络解决方案”，主要特点是“设备一体化、管理一体化、安全一体化、业务一体化”，下面我们结合一些实际的工程介绍这几个特点：
1、 设备一体化
无线网络的设备主要有无线控制器（AC）、无线接入点（AP）。所谓的“设备一体化”是指有线设备和无线设备的融合，主要体现在无线控制器和有线网络设备的融合。
H3C公司有“一高一低”两种融合方式：“一高”是指高端无线控制器和高端交换机的融合，高端无线控制器直接做成交换机板卡，插在高端交换机的槽位中使用，H3C公司的S7500E和S9500高端交换机都支持无线控制器插卡。

H3C的“7500E 系列交换机 + 无线控制器模块 + SecBlade防火墙”的无缝融合
无线控制器和高端交换机融合有什么好处呢？
l         首先是降低了成本，不再需要为无线控制器提供机壳、电源、风扇等
l         其次无线控制器和交换机成为一台设备，管理起来更方便
l         不要在交换机和无线控制器之间连线，直接利用背板连接，避免单点故障
l         扩展能力更强，高端交换机可以插更多的无线控制器插卡
l         占用空间更少，消耗的电能更少
 “一低”是指较小容量的有线无线一体化交换机WX3024，集成了：弱三层功能、24个千兆电口/4个combo口/万兆插槽、POE+供电、无线控制器、DHCP server、Radius server等丰富功能。真正实现了智能建筑中的有线网络和无线网络的一体化，简化了建设复杂度，降低了能耗，实现绿色节能的目标。

H3C WX3024有线无线一体化交换机
2、 管理一体化
网络管理存在一个现状：使用谁家的设备就是用谁家的网管进行管理，这有时会带来麻烦。假如在一个智能建筑中使用了A厂商的无线网络，B厂商的有线网络，我们就得使用A厂商的网管、B厂商的网管，导致无法显示一张共同的网络拓扑。
H3C公司作为同时提供有线网络和无线网络的厂商，在对有线网络和无线网络的管理上占据优势。H3C公司提供用于对所有IT设备进行统一管理的智能管理平台——iMC智能管理中心，用一套iMC能对有线网络和无线网络统一管理。

有线无线一体化网管拓扑图、无线射频覆盖示意图
能实现一体化管理的不仅包括设备管理、拓扑管理、告警管理、性能管理、配置管理这些基本功能，iMC还能提供更多的管理功能，比如：网络流量分析、用户帐号管理等。这些都共用一套iMC系统，无需为有线部分、无线部分各提供一套。
3、 安全一体化
首先我们分析一下，对于智能建筑有线无线一体化的网络，需要有哪些安全防护措施？
对智能建筑网络的攻击通常来自外部和内部。来自外部的攻击采用网络边界安全解决方案进行防范，在网络的出口采用防火墙、入侵抵御系统、防毒墙、防垃圾邮件等产品来进行防范。来自内部的安全问题采用内网安全控制解决方案，这包括不同网络区域之间的安全隔离、重要安全区域的高等级安全保护、端点准入控制。。。等等。这里面挑战比较大的就是能否对有线网络、无线网络实施一致策略的端点准入控制。
首先对端点准入控制进行简单介绍：俗话常说“家贼难防”，网络安全也是如此道理，目前70%的网络安全都是从内部引发的，因此业界越来越重视内网的安全控制。智能建筑内网的安全问题经常由某台终端造成的，比如：该终端使用非法软件形成对内部的网络攻击、或者没有及时升级病毒库导致上网中病毒、或者操作系统补丁未更新而在上网是被黑客入侵而成为傀儡机器。。。如何避免这样的问题出现呢？H3C推出了“EAD（Endpoint Admission Defense）端点准入防御”解决方案，以下是EAD解决方案架构图：

内网的任何一台PC机要进入内部网络，都是有条件的：没有安装非法软件、病毒库是最新的、操作系统补丁库是最新的、PC机是内部员工使用的。是如何实现的呢？每台PC上都安装有“H3C iNODE”一个小软件，它和“EAD安全策略服务器”之间保持通信，它会在你试图连接到局域网时对你的PC机进行检查，如果发现你没有达到要求，就拒绝接入网络！
目前H3C的EAD对有线接入、无线接入、远程VPN接入、广域网接入、网关接入等不同方式都能统一部署。采用的认证协议上，有线与无线EAD是相同的，都是采用的802.1X或Portal协议。不同点：802.1X的EAP认证协议不同，有线中一般采用的是EAP-CHAP，无线中采用的是EAP-PEAP，EAP-TLS。
通过“安全一体化”，无论用户是通过有线、无线、VPN不同方式进入网络，安全策略都是一致的，这样的网络是没有安全漏洞的，能为智能建筑提供真正安全的有线无线一体化网络环境。

四、IP视频监控方案
IP视频监控是视频监控系统的发展趋势，H3C公司基于在IP领域长期积累，创新性地将IP网络、IP视频、IP存储、IP管理等技术进行融合，推出了IVS智能监控解决方案。
IP监控系统由前端设备、编码器、视频监控计算机网络、控制中心、存储系统等部分组成。系统组成框图如下：

系统设计图

1、前端设备
IP监控系统中前端设备包括摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台等以及编码器。摄像机负责摄取现场景物并将其转换为模拟信号，编码器把摄像机的模拟信号转换成数字信号，经IP网络将信号传送到控制中心，再通过解码器还原成模拟信号，并送到显示设备上显示出来。
2、控制中心
控制中心负责对前端摄像机传送过来的信号进行处理，并显示在指定的监视器上，也可对信号进行存储处理。控制中心通过控制设备可对前端一体化摄像机进行旋转、变焦、聚焦控制，以使控制中心获得相应的画面。
控制中心设备包括编解码器、存储系统、管理系统、网络系统、电视屏幕墙、中央控制台、UPS电源及安防系统配电柜等设备。
1）  编解码器
编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等编码格式。解码器负责将前端传来的数字图像转换为模拟图像，以上电视屏幕墙显示。编码器提供对监控中心的监控，防止内盗。

2）  存储系统
构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能。
3）管理系统
包括专用的视频管理服务器、web客户端，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。Web客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制。

五、国内的应用情况
H3C公司的系列化IP产品和解决方案已经广泛地应用到国内外众多的智能建筑：
l         智能楼宇（包括政府大楼、企业大楼、高档写字楼、高档宾馆等不同类型的楼宇）。例如：新华社新大楼、中石油新大楼、国电新大楼。高档酒店包括北辰洲际酒店、上海环球金融中心柏悦酒店等。
l         大型场馆，例如：国家大剧院、故宫博物院、国家图书馆、国家体育场、奥林匹克公园、国际会议中心、五棵松体育馆、青岛奥帆中心、香港奥运赛马场、山东全运会等。
l         数字化园区（大型企业园区、软件园之类）。例如：用友软件园区、东软大连软件园等。
l         交通工程（铁路、地铁、高速公路、公交、民航、港口、码头等）。例如：北京地铁4号线、5号线、13号线、机场线、沈阳地铁、青藏铁路、北京公交BRT、首都T3航站楼、深圳机场、济南/青岛/武汉/昆明等地机场。
l         数字城管，例如：杭州数字城管、南宁数字城管等。
l         平安工程（自2001年美国911之后，世界各国都高度重视城市安全问题。国内各个城市于2006年纷纷开始“平安城市”建设，加强对城市的视频监控，及时发现安全问题，及时果断处理）。H3C目前中标及服务于120个平安城市建设（截至2008年12月底），占平安工程市场的最大份额，成为“平安工程”第一品牌。例如：平安杭州、平安深圳、平安抚顺等。