第27卷第8期2017年8月
长春大学学报
JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY
Vol.27 No.8
Aug. 2017中型企业网络架构设计
张猛，曲佳
(长春大学电子信息工程学院，长春130022)
摘要：为了实现对企业内部业务的监控，企业各部门要帮助总部实现不同的地区管理功能，具有 实时性，实现网络一体化。本设计方案是中型企业核心网络设计。采用OSI七层模型进行分析，划
分VLAN来区分不同的部门，使用Eth-trnnk来对物理链路进行捆绑，实现增强带宽与可靠性，运用 OSPF,BGP等协议来进行数据的传递，形成一个整体的网络架构。
关键词：OSI七层模型；物理链路；协议；架构
中图分类号:TN915.85 文献标志码：B文章编号：1009-3907(2017)08-0010-03
0引言
企业局域网可以实现企业内部资源的共享、降低企业经营成本、提高企业的运作效率。并且可以由搭 建局域网拓展出更多的业务，更好地实现不同部门之间的互访，也可以更好地提高公司的业务能力，减轻公 司负担。同时，网络的应用可以远程操控来达到预期的目的，免去了长途跋涉，同时也可以监督公司人员上 班的情况，更好管理企业内部的人员，也可以保持企业的联动性,实现企业内部的信息能够快速通知，不用 浪费人力来通知，因此搭建企业网络是一个企业必不可少的。搭建企业网络不仅仅需要对网络进行规划，还要进行可行性分析，同时也要支持可扩展，为公司的网络规模扩大打下良好的基础。企业网络的搭建可 以更好地管理公司，节约时间和成本[|]。
1中型企业网络需求分析
我们将通过eNSP软件搭建出总体的拓扑图,并且使用在不同的分层结构，采用不同的协议来实现相应 的功能，比如，使用二层数据链路层使用技术Eth-trnnk技术来解决带宽不够用的问题，也可以采用生成树 STP配置不同的实例实现网络备份的问题,通过使用三层网络层技术如OSPF协议可以让处于同一 A S内的 路由器建立邻接关系，来实现在OSPF内实现LSDB的统一，也可以使用BGP协议让不同的A S内的主机实 现通信，使用DHCP可以动态的学习到IP地址，并且使用MPLS-VPN技术实现不同站点的通信的问题[5]。
(1)企业网络的设计内容
第一步:配置物理层，使用eNSP软件搭建出完整的拓扑图，划分出分公司与总公司，以及不同的部门。
第二步:配置数据链路层。首先，将路由器与交换机的IP地址配置完善，在交换机上划分VLAN。使用 MSTP技术通过创建不同的实例来实现负载均衡的作用，同时可以使用PPP协议认证来提高网络的安全性,
防止其他恶意破坏的用户攻击。
第三步:配置网络层。首先，在同一个AS内使用OSPF协议让不同的设备在同一区域内建立邻接关系，并且可以配置区域密码认证跨AS区域实现通信将使用BGP。
第四步:配置IP业务特性。通过使用DHCP来让DHCP客户端向DHCP服务器动态地请求网络配置信 息,DHCP服务器根据策略返回相应的配置信息。
第五步:配置网络安全特性。企业网络中的设备进行通信时，需要保障数据传输的安全可靠和网络的 性能，通过ACL可以根据需求来定义过滤的条件以及匹配条件后执行的动作。
(2) 企业网络设计的具体实施方案
收稿日期：2017-07-20
作者简介:张猛（1972-)，男，吉林双辽人，副教授，硕士，主要从事控制工程、电子信息处理方面研究。
XX项目 项目编号： 系统架构设计
目录 1、概述 (4) 1.1.系统的目的 (4) 1.2.系统总体描述 (4) 1.3.系统边界图 (4) 1.4.条件与限制 (4) 2、总体架构 (4) 2.1.系统逻辑功能架构 (4) 2.2.主要协作场景描述 (5) 2.3.系统技术框架 (5) 2.4.系统物理网络架构 (5) 3、数据架构设计 (5) 3.1.数据结构设计 (5) 3.2.数据存储设计 (6) 4、核心模块组件概要描述 (6) 4.1.<组件1>编号GSD_XXX_XXX_XXX (6) 4.1.1.功能描述 (6) 4.1.2.对外接口 (6) 4.2.<组件2>编号GSD_XXX_XXX_XXX (6) 4.2.1.功能描述 (6) 4.2.2.对外接口 (6) 5、出错处理设计 (6) 5.1.出错处理对策 (7) 5.2.出错处理输出 (7) 6、安全保密设计 (7) 6.1.网络安全 (7) 6.2.系统用户安全 (7) 6.3.防攻击机制 (7) 6.4.数据安全 (7) 6.5.应用服务器配置安全 (7) 6.6.文档安全 (8) 6.7.安全日志 (8) 7、附录 (8) 7.1.附录A外部系统接口 (8) 7.2.附录B架构决策 (8) 7.3.附录C组件实现决策 (8) 修订记录
1、概述 1.1.系统的目的 [必须输出] [请明确客户建立本系统的目的，建议引用需求说明书的内容。]
[必须输出] [描述系统的 ●总体功能说明 ●设计原则 ●设计特点] 1.3.系统边界图 [必须输出] [请明确本系统的范围及与其它系统的关系，划分本系统和其他系统的边界。同时描述本系统在客户整体信息化建设中的规划及定位情况，系统的设计必须遵守客户的信息化建设思路及规范，条件允许的情况下需画出本系统在客户信息化建设中的定位关系图。] 1.4.条件与限制 [可选项] [列出在问题领域，项目方案及其它影响系统设计的可能方面内，应当成立的假设条件，包括系统的约束条件。以及系统在使用上或者功能上的前提条件与限制。] 2、总体架构 2.1.系统逻辑功能架构 [必须输出] [系统总体架构图解释建议的系统方案，并描述其根本特征，主要描述系统逻辑功能组件之间的关系，就系统级架构画出模型。并针对每一组件给出介绍性描述。] 2.2.主要协作场景描述 [可选项] [描述系统组件之间的主要协作场景。]
网络基础架构 公司现用的网络结构如下 Internet 所有客户端都处于工作组状态 根据现有环境状况来看存在以下危害： ●不能对外提供Web、FTP之类的服务 ●账号管理困难 ●安全性差，易受攻击或入侵 ●可管理、可维护性差 需求分析 域环境可以解决存在系统危害问题 1、权限管理比较集中，管理成本大大下降。 . 域环境，所有网络资源，包括用户，均是在域控制器上维护，便于集中管理。所有用户只要登入到域，在域内均能进行身份验证，管理人员可以较好的管理计算机资源，管理网络的成本大大降低。 防止公司员工在客户端乱装软件, 能够增强客户端安全性、减少客户端故障，降低维护成本。 2、安全性加强。
有利于企业的一些保密资料的管理,比如说某个盘某个人可以进，但另一个人就不可以进；哪一个文件只让哪个人看；或者让某些人可以看,但不可以删/改/移等，可以封掉客户端的USB端口，防止公司机密资料的外泄。 使用漫游账户和文件夹重定向技术，个人账户的工作文件及数据等可以存储在服务器上，统一进行备份、管理，用户的数据更加安全、有保障。当客户机故障时，只需使用其他客户机安装相应软件以用户帐号登录即可，用户会发现自己的文件仍然在“原来的位置”（比如，我的文档），没有丢失，从而可以更快地进行故障修复。 卷影副本技术可以让用户自行找回文件以前的版本或者误删除的文件（限保存过的32个版本）。在服务器离线时（故障或其他情况），“脱机文件夹”技术会自动让用户使用文件的本地缓存版本继续工作，并在注销或登录系统时与服务器上的文件同步，保证用户的工作不会被打断。 方便用户使用各种资源。可由管理员指派登录脚本映射分布式文件系统根目录，统一管理。用户登录后就可以像使用本地盘符一样，使用网络上的资源，且不需再次输入密码，用户也只需记住一对用户名/密码即可。 并且各种资源的访问、读取、修改权限均可设置，不同的账户可以有不同的访问权限。即使资源位置改变，用户也不需任何操作，只需管理员修改链接指向并设置相关权限即可，用户甚至不会意识到资源位置的改变，不用像从前那样，必须记住哪些资源在哪台服务器上。 SMS（System Management Server）能够分发应用程序、系统补丁等，用户可以选择安装，也可以由系统管理员指派自动安装。并能集中管理系统补丁（如Windows Updates），不需每台客户端服务器都下载同样的补丁，从而节省大量网络带宽。 Active Directory工作原理和优点 活动目录Active Directory存储了有关网络对象的信息，并且让管理员和用户能够轻松地查找和使用这些信息。 Active Directory使用了一种结构化的数据存储方式，并以此作为基础对目录信息进行合乎逻辑的分层组织。 Active Directory使用目录形式的数据存储 目录包含了有关各种对象(用户、用户组、计算机、域、组织单位（OU）以及安全策略) 的信息。这些信息可以被发布出来，以供用户和管理员的使用。 目录存储在被称为域控制器的服务器上，并且可以被网络应用程序或者服务所访问。一个域可能拥有一台以上的域控制器。每一台域控制器都拥有它所在域的目录的一个可写副
企业网络规划和设计方案 目录 一、工程概况 (2) 1、工程详述 (2) 2、项目工期 (3) 二、需求分析 (3) 1、网络要求 (3) 2、系统要求 (5) 3、用户要求 (5) 4、设备要求 (6) 三、网络系统设计规划 (6) 1、网络设计指导原则 (6) 2、网络设计总体目标 (7) 3、网络通信联网协议 (7) 4、网络IP 地址规划 (8) 5、网络技术方案设计 (8) 6、网络应用系统选择 (13) 7、网络安全系统设计 (14) 8、网络管理维护设计 (14)
四、网络布线系统设计 (14) 1、布线系统总体结构设计 (14) 2、工作区子系统设计 (15) 3、水平子系统设计 (15) 4、管理子系统设计 (16) 5、干线子系统设计 (16) 6、设备间子系统设计 (16) 7、建筑群子系统设计 (16) 一、工程概况 1、工程详述 集团总部公司有1000 台PC；公司共有多个部门，不同部门的相互访问要有限制，公司有自己的内部网页与外部网站；公司有自己
的OA 系统；公司中的台机能上互联网；核心技术采用VPN ；集团包括六家子公司，包括集团总部在内共有2000 多名员工；集团网内部覆盖7 栋建筑物，分别是集团总部和子公司的办公和生产经营场所，每栋建筑高7 层，都具有一样的内部物理结构。一层设有本建筑的机房，少量的信息点，供未来可能的需求使用，目前并不使用(不包括集团总部所在的楼)。二层和三层，每层楼布有96 个信息点。四层到七层，每层楼布有48 个信息点，共3024 个信息点。。每层楼有一个设备间。楼内综合布线的垂直子系统采用多模光纤，每层楼到一层机房有两条12 芯室内多模光纤。每栋建筑和集团总部之间通过两 条12 芯的室外单模光纤连接。要求将除一层以外的全部信息点接入 网络，但目前不用的信息点关闭。 2、项目工期 2009 年5 月28 日-------2009 年6 月28 日 二、需求分析 1、网络要求 满足集团信息化的要求,为各类应用系统提供方便、快捷的信息 通路；具有良好的性能，能够支持大容量和实时性的各类应用；能够 可靠运行，具有较低的故障率和维护要求。提供网络安全机制，满足 集团信息安全的要求，具有较高的性价比，未来升级扩展容易，保护
IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书 目录 引言P1 5G网络：挑战与机遇P2 5G网络架构设计P4 5G网络代表性服务能力P8 5G网络标准化建议P15 总结和展望P17 主要贡献单位P18 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架
构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书2
IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书 随着5G研究的全面展开并逐步深入，业界就环境，为不同用户和垂直行业提供高度可定制化5G场景形成基本共识：面向增强的移动互联网应的网络服务，构建资源全共享、功能易编排、业用场景，5G提供更高体验速率和更大带宽的接入务紧耦合的综合信息化服务使能平台。 能力，支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内5G国际标准化工作现已全面展开，需要尽容；面向物联网设备互联场景，5G提供更高连接快细化5G网络架构设计方案并聚焦关键技术方密度时优化的信令控制能力，支持大规模、低成向，以指导后续产业发展。本白皮书从逻辑功能本、低能耗IoT设备的高效接入和管理；面向车和平台部署的角度，以四维功能视图的方式呈现联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场了新型5G网络架构设计，并提炼了网络切片、移景，5G提供低时延和高可靠的信息交互能力，支动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的心的无线接入网和能力开放等5G网络代表性服务业务协作。能力。白皮书最后提出了5G网络架构和技术标准面对5G极致的体验、效率和性能要求，以及化工作的推进建议。 “万物互联”的愿景，网络面临全新的挑战与机 遇。5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供 的核心理念，引入更丰富的无线接入网拓扑，提 供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能 力；重构网络控制和转发机制，改变单一管道和 固化的服务模式；利用友好开放的信息基础设施 1
网络工程实训 大 作 业 题目：中小型企业网络设计与实现班级： 组长： 小组成员： 指导老师： 2013年12月
摘要 随着社会的发展科技的进步，人类社会已进入信息时代。在信息化的社会中，企业间的竞争也不可避免地被打上了信息化的烙印。目前许多公司原有的办公和信息传递方式已不能满足现代企业的需求。该项目主要目的就是为企业组建一个高效、灵活、安全可靠的信息传输网络。 根据企业需求和当前网络主流技术的对比，在工程实施过程中局域网采用以太网技术。不同部门之间采用VLAN技术限制无用数据包在网络中的传输，提高有效资源的利用率。使用ACL技术对按照企业的要求，不同部门间的访问进行控制。在上层使用HSRP对网关备份，提高网络的安全。采用OSPF和浮动静态路由技术实现全网正常连通。采用NAT和VPN技术满足用户访问外网或总公司和子公司之间通信。此外在实现业务隔离和全网连通的基础上，需配置各类服务器，满足企业信息发布和数据共享的需求。
目录 第1章引言 0 1.1 中小型网络组建的背景和意义 0 1.2 中小型企业网络组建的基本要求 0 1.3 主要网络技术概述 (1) 1.4 总结 (3) 第2章项目需求分析 (4) 2.1 企业基本需求及分析 (4) 2.2工程总体要求 (5) 2.3 关键技术选用 (6) 2.3.1 接入层技术 (6) 2.3.2 汇聚及核心层技术 (6) 2.3.3 网络服务器的选用 (7) 2.3.4 可行性分析 (8) 第3章企业网络设计 (9) 3.1 网络拓扑选型 (9) 3.2 网络IP地址规划 (10) 第4章工程配置 (13) 4.1 总部项目配置 (13) 4.1.1 总部接入层配置 (13) 4.1.2 总部汇聚及核心层配置 (16) 4.2 分部项目配置 (22) 4.2.1 分部接入层配置 (22) 4.2.2 分部汇聚及核心层配置 (23) 第5章各类配置 (27) 5.1 DHCP服务器配置 (27) 5.1.1 DHCP服务器的安装 (27) 5.1.2 DHCP服务器的配置和调试 (28) 5.1.3 DHCP服务器的测试 (32)
整体架构网系统设计 方案 1.1概述 此方案主要是为了优万网络的整体网络规划，提前设计好网络会更好的让采购进行，让不合理的地方进行调整，相关技术人员的招聘与学习也会随此方案的方向进行调整。方案的设计主要是在满足公司需求的情况下，尽量的节省资金，我们要求用合适的价格，建设稳定的网络。 1.2系统互联框架 游戏行业的整体架构网，在业界基本上有着固定的模式，主要分为三部分 1.办公室网络（主要用于公司办公及运营中心的人员对游戏分区及会员中心的访问） 2.会员中心（提供会员注册、冲值、及与游戏分区的数据交换） 3.游戏分区（主要给游戏用户提供一个稳定的游戏环境） 大致如下图： 如上图所示，公司办公网、会员中心、游戏分区，这三个网络全部需要通过VPN line连接起来，上图仅仅只显示出了一个游戏分区，可能到实际的情况中，我们需要开设数十个以上
游戏分区，此中间会包含电信和网通的区，所以会员中心、官网，一般都建议采用双线机房。上图中并未画出下载服务器的布署，后面我会在相关的章节中写明此资源的需求及需要考虑的情况。 1.3路由冗余 路由冗余系统主要是针对目前办公网和各地的IDC连接来设计的，中国的互联网用户主要的运营商为电信和网通，他们之间的互联互通是存在一些问题（丢包多，延迟高，个别网络不可达等），因此，我们在设计办公网到各地的访问时，需要考虑路由冗余的问题，路由冗余主要是利用多条链路来保证网络在一条链路出现物理故障的时候，另一条链路可以自动切换，保证网络的实时稳定性。路由冗余的方法有很多种来实现，考虑到性价比，我们还是使用网关或办公网多层交换机路由优先级的方式来实现，具体实现的方法我们在后续的办公网子系统中来写明实施方案。 1.4VPN冗余 在中国，由于各种原因，经常会出现IDC之间的中间链路不通的情况，例如：机房有，，这三个的VPN都是互通的，互联网经常会出现IDC之间不通的情况，比如：至的VPN 是通的，但至可能就会断网，但至确是通的。 基于此情况，能否设计出在至是断的情况下，通过的链路自动冗余到。经过一些资料的查证（针对netscreenVPN路由器），只可以达到上述的要求。（关于VPN的实现我还需要查证一些资料）经过查证，netscreen 的防火墙利用hub and spoke的模式即可实现VPN 冗余的功能。 1.5IP地址规划 IP地址的规划，是一个合理的架构网设计的基础，合理的设置IP地址，对于未来长远规划是否能有效实施有着关键作用，并且对于以上的路由VPN的冗余是否能有效实施，起着决定性的作用。公司目前IP地址的现状如下： 网网段192.168.0.0/24 所有地址全部为C类地址，由于主要是开发，在一些网络的高可用性方面并未开始设计和使用，所以网络的结构非常简单。到运营期，我们公司的网络的高可用性方面将会属一个主要技术解决方案之一，所以，这就会牵涉到IP地址的规划，以满足我们的需求。 此章节，我们只描述大致的IP子网的规划，从整个面来描述，后面每个子系统的实施方案中，将会写明每个结点的IP地址的分配。 整个IP子网的规划如下图：
企业网络规划和设计方案 一、工程概况................................................................................................................. 21、"工程详述............................................................................................................ 22、"项目工期 (2) 二、需求分析................................................................................................................. 31、"网络要求............................................................................................................ 32、"系统要求............................................................................................................ 43、"用户要求............................................................................................................ 44、"设备要求 (5) 三、网络系统设计规划................................................................................................. 61、"网络设计指导原则............................................................................................ 62、"网络设计总体目标............................................................................................ 63、"网络通信联网协议............................................................................................
《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803 适用专业：自动化专业 教学时数：56 学时其中实践56 学时 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／A S小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 六、实验项目设置与内容（小四号黑体字） 序号实验名称内容提要 实验 学时 每组 人数 实验 属性 开出 要求 备注 1 集散控制系统的组 态 1、掌握软件组态 2、学习集散控制方法 8 6 验证必做 2 基于DCS的温度控制 系统的设计与实施 1、系统设计、硬件连接 2、组态和实现控制 8 6 综合必做 3 基于DCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合选做 4 基于FCS的温度控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 5 基于FCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 6 PROFIBUS-DP应用1、掌握网络系统故障及诊断 2、掌握STEP7使用方法 8 6 综合选做 7 HMI组态软件 1、掌握HMI的使用 2、完成基本PLC功能 8 6 综合选做 七、教材及实践指导书 1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.
湖南工业职业技术学院工程项目实践报告 项目名称：企业网络规划与设计院(系)：信息工程系 专业：计算机网络 班级：s2011-2-22 学生姓名：朱佳才 指导教师：黄晗文 完成时间：2014.3.23
目录 一、工程概况 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 二、需求分析 (2) 1、用户要求 (2) 2、稳定可靠需求 (3) 三、网络系统设计规划 (4) 1、网络设计总体目标 (4) 2、网络IP 地址规划及VLAN划分 (5) 3、网络方案设计拓扑图 (5) 4、网络平面设计图 (6) 5、网络方案设计 (6) 6、设备选择 (7) 7、网络安全系统设计 (7) 四、网络布线系统设计 (8) 1、布线系统总体结构设计 (8) 五、主要代码 (8) 六、总结 (9)
一．工程概况 公司有一栋独立大楼，高4层，每层面积2000平方米。由研发技术部（成员60人，分成硬件（25）和软件（35）2大部门）、生产部（主要产品是手持电子产品，110人，管理人员10人）和市场部（30个销售，10个工程师）组成。还有一般企业都有的后勤部门和财务部门等。公司管理层组成：董事会，1个总经理，3个副总经理。3个总监。 二．需求分析 1. 用户需求 公司网络需求主要有以下几点： (1).1层为市场部和后勤部； 2层为生产部； 3层为研发技术部； 4层为公司内部管理人员办公室和财务部。 (2). 各部门都有各自独立的文件服务器，且文件服务器通常不允许跨 部门访问。.但管理层办公室可以访问四个部门的文件服务器。 (3). 公司内部的计算机间采用公司内部的电子邮件系统和IM（即时 通讯）系统联系。 (4). 公司内部网络与Interner之间采用10M光纤接入。 (5). 公司内部架设Web服务器，对Internet提供公司的形象和电子商 务服务。
工业控制系统的网络化发展及现状研究 发布: 2009-10-26 | 作者: | 来源: 0引言 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。 1计算机控制系统的发展 计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。 进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性，而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。 80年代中后期，随着工业系统的日益复杂，控制回路的进一步增多，单一的DDC 控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。 进入90年代以后，由于计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位，但是DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不同厂家产品的集成存在很大困难。
大型网络平台架构设计方案
目录 1网站的性能瓶颈分析 (1) 2系统架构设计 (3) 2.1总体思路 (3) 2.1.1负载均衡 (3) 2.1.2WEB应用开发架构思路 (3) 2.1.3数据存储的设计思路 (3) 2.1.4不同网络用户访问考虑 (4) 2.2总体架构 (5) 2.2.1网站的系统分层架构 (5) 2.2.2网站的物理架构 (6) 2.2.3网站的开发架构 (7) 2.2.4网络拓扑结构 (8) 2.3架构涉及技术的详解 (9) 2.3.1负载均衡 (9) 2.3.2缓存 (15) 2.3.3页面静态化 (19) 2.3.4数据库配置及优化 (20) 2.3.5文件存储 (21) 2.3.6网络问题解决方案 (24) 2.3.7WEB应用开发架构设计思路 (26) 2.4系统软件参数优化 (30) 2.4.1操作系统优化 (30) 2.4.2tomcat服务器优化 (31) 2.4.3apache服务器优化 (33) 2.4.4Nginx服务器的优化 (33) 3WEB服务架构评测 (34) 3.1测试环境 (34) 3.1.1网络环境 (34)
3.1.2服务器配置 (35) 3.1.3软件环境 (35) 3.2测试结果 (40) 3.2.1单个TOMCAT的WEB服务器 (40) 3.2.2Nginx+2个TOMCAT的WEB服务器 (41) 3.2.3Nginx+2个TOMCAT的WEB服务器+缓冲 (42) 3.3测试结果分析 (43) 3.4评测结果 (44) 4配置选型 (45) 4.1网络带宽 (45) 4.2架构和硬件配置选型 (46) 4.2.1硬件配置参考 (46) 4.2.2Web架构和硬件选型 (47) 4.3硬件扩容策略 (48) 4.3.1增加服务器 (48) 4.3.2增加存储 (48) 4.3.3升级服务器 (48) 4.3.4网络扩容 (48) 5附录：一些主流网站的真实数据 (49)
级工业控制组网与组态技 术 The latest revision on November 22, 2020
《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803适用专业：自动化专业 56学时其中实践56学时 教学时 数： 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（HumanMachineInterface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／AS小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 七、教材及实践指导书
1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.
一、网络系统结构与设计的基本原则 1.1局域网（Local Area Network, LAN ）按照采用的技术、应用的范围和协议标准不同分为共享局域网与交换局域网 1.2局域网特点： 1. 覆盖有限的地理范围 2. 提供高数据传输速率（10Mbps-10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境 3. 成本低，易于建立、维护和扩展 1.3计算机网络从逻辑功能上分为：资源子网和通信子网 1.4主机（host）包括用户终端设备（个人计算机、数字设备）、服务器，是资源子网的主要组成单元 1.5资源子网： 组成：主计算机系统、终端、终端控制器、连网外部设备、各种软件资源、网络服务 功能：负责全网的数据处理业务、向网络用户提供各种网络资源和网络服务 1.6通信子网： 组成：通信控制处理机、通信线路、其他通信设备功能：完成网络数据传输、转发等通信处理任务 1.7通信控制处理机：在网络拓扑结构中成为网络结点 1?作为与资源子网的主机、终端的连接接口，将主机和终端连入网络 2. 作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用 1.8通信线路：通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道，计算机网路采用多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等 1.9局域网与城域网（Metropolitan Area Network，MAN ）、城域网与广域网（Wide Area Network，WAN ）、广域网与广域网的互联是通过路由来实现的 1.10介入城域网方式：局域网、电话交换网（PSTN）、有线电视网（CATV ）、无线城域网（WMAN ）、无线局域网（WLAN ） 1.11广域网的基本概念： 1. 广域网建设投资大、管理困难，一般由电信运营商负责组建与维护 2. 电信运营商提供接入广域网的服务与技术，为用户提供高质量的数据传输服务，因此广域网是一种公共数据网络（ Public Date Network，PDN 3. 用户可以在公共数据网络商开发各种网络服务系统，用户使用广域网的服务必须向广域网运营商购买服务 1.12广域网技术主要研究的是远距离、宽带、高服务质量的核心交换技术 1.13广域网发展： 1. 早期，人们利用电话交换网PSTN的模拟信道，使用调制解调器完成计算机与计算机之间的低速数据通信 2.1974年X . 25分组交换网出现 3. 随着光纤开始应用，一种简化的X . 25协议的网络：帧中继（Frame Replay, FR）网得到广泛应用
中小型公司企业网络设计方案 1
企业网络规划和设计方案 目录 一、工程概况 .............................................................. 错误!未定义书签。 1、工程详述.......................................................... 错误!未定义书签。 2、项目工期.......................................................... 错误!未定义书签。 二、需求分析 .............................................................. 错误!未定义书签。 1、网络要求.......................................................... 错误!未定义书签。 2、系统要求.......................................................... 错误!未定义书签。 3、用户要求.......................................................... 错误!未定义书签。 4、设备要求.......................................................... 错误!未定义书签。 三、网络系统设计规划 .............................................. 错误!未定义书签。 1、网络设计指导原则 ......................................... 错误!未定义书签。 2、网络设计总体目标 ......................................... 错误!未定义书签。 3、网络通信联网协议 ......................................... 错误!未定义书签。 4、网络 IP 地址规划 ............................................ 错误!未定义书签。 5、网络技术方案设计 ......................................... 错误!未定义书签。 6、网络应用系统选择 ......................................... 错误!未定义书签。 7、网络安全系统设计 ......................................... 错误!未定义书签。 8、网络管理维护设计 ......................................... 错误!未定义书签。 四、网络布线系统设计 .............................................. 错误!未定义书签。 2
工业控制网络作业题
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工业控制网络作业题 一、现场总线技术 1.现场总线的定义。 安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2.现场总线网络的特点。 1)适应工业应用环境。 2)要求实时性强，可靠性高,安全性好。 3)多为短帧传送。 4)通信的传输速率相对较低。 3.现场总线系统的组成。 4.在现场总线控制系统中,总线设备主要分为6类。 1)输入设备（变送器/传感器)； 2)输出设备（执行器等); 3)控制器； 4)监控／监视计算机; 5)网络互联设备（网桥/网关／中继器/集线器/交换机／路由器）； 6)其他现场总线设备(ＨMI)。 5.现场总线上的数据输入设备有哪些?输出数据用于什么? ●总线上的数据输入设备：包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传 输其位置状态、参数值等数据； ●总线上的输出数据用于:驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。
6.几种有影响的现场总线 基金会现场总线(FＦ总线)、ＣＡN、PRＯＦIBUS、LｏnＷｏｒks、 ContrｏｌＮeｔ、DevｉceNet、Hart 7.请给出现场总线的技术特点。 1)现场通信网络 2)数字通信网络 3)系统的开放性 4)现场设备互连网络 5)系统结构和功能的高度分散性 6)互操作性与互换性网络 8.请给出５个现场总线的优点。 1)导线和连接附件大量减少 2)仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少 3)设计、安装和调试费用大大降低 4)维护开销大幅度下降 5)提高了系统的可靠性 6)提高了系统的测量与控制精度 7)系统具有优异的远程监控功能 8)系统具有强大的(远程）故障诊断功能 9)用户具有高度的系统集成主动权 10)现场设备更换和系统扩展更为方便 11)为企业信息系统的构建创造了重要条件 9.请列举现场总线的一些应用领域。 ●连续、离散制造业，如电力、石化、冶金、纺织、造纸,过程自动化仪表;火 车、汽车、轮船、机器人、数控机床;智能传感器 ●楼宇自控、仓储； ●智能交通、环境监测（大气、水污染监测网络) ●农、林、水利、养殖等 二、数据通信基础 10.工业数据通信系统的基本组成:发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、 通信协议 有效性指标:数据传输速率；比特率；波特率;频带利用率;协议效率；通信效率 可靠性指标: 误码率 11.数据传输方式: 根据代码的传输顺序可分为串行传输、并行传输 根据数据信号传输时的同步方式可分为同步传输、异步传输 12.请说明数据通信方式（通信线路的工作方式）都有哪几种,并简单说明其不 同之处。 数据通信方式有单工、半双工、全双工3种。 1)单工通信：指所传送的信息始终朝着一个方向，而不进行与此相反方向的传 送
信息安全整体架构设计 1.信息安全目标 信息安全涉及到信息的保密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)、可用性(Availability)。 基于以上的需求分析，我们认为网络系统可以实现以下安全目标： 保护网络系统的可用性 保护网络系统服务的连续性 防范网络资源的非法访问及非授权访问 防范入侵者的恶意攻击与破坏 保护信息通过网上传输过程中的机密性、完整性 防范病毒的侵害 实现网络的安全管理 2.信息安全保障体系 2.1 信息安全保障体系基本框架 通过人、管理和技术手段三大要素，构成动态的信息与网络安全保障体系框架WPDRR模型，实现系统的安全保障。WPDRR是指：预警（Warning）、保护（Protection）、检测（Detection）、反应（Reaction）、恢复（Recovery），五个环节具有时间关系和动态闭环反馈关系。 安全保障是综合的、相互关联的，不仅仅是技术问题，而是人、管理和技术三大要素的结合。
支持系统安全的技术也不是单一的技术，它包括多个方面的内容。在整体的安全策略的控制和指导下，综合运用防护工具（如：防火墙、VPN加密等手段），利用检测工具（如：安全评估、入侵检测等系统）了解和评估系统的安全状态，通过适当的反应将系统调整到“最高安全”和“最低风险”的状态，并通过备份容错手段来保证系统在受到破坏后的迅速恢复，通过监控系统来实现对非法网络使用的追查。 信息安全体系基本框架示意图 预警：利用远程安全评估系统提供的模拟攻击技术来检查系统存在的、可能被利用的脆弱环节，收集和测试网络与信息的安全风险所在，并以直观的方式进行报告，提供解决方案的建议，在经过分析后，了解网络的风险变化趋势和严重风险点，从而有效降低网络的总体风险，保护关键业务和数据。 保护：保护通常是通过采用成熟的信息安全技术及方法来实现网络与信息的安全，主要有防火墙、授权、加密、认证等。 检测：通过检测和监控网络以及系统，来发现新的威胁和弱点，强制执行安全策略。在这个过程中采用入侵检测、恶意代码过滤等等这样一些技术，形成动态检测的制度，建立报告协调机制，提高检测的实时性。 反应：在检测到安全漏洞和安全事件之后必须及时做出正确的响应，从而把系统调整到安全状态。为此需要相应的报警、跟踪、处理系统，其中处理包括封堵、隔离、报告等子系统。 恢复：灾难恢复系统是当网络、数据、服务受到黑客攻击并遭到破坏或影响后，通过必要的技术手段（如容错、冗余、备份、替换、修复等），在尽可能短的时间内使系统恢复正常。
小型企业网络设计报告 目录 一、工程概况 (2) 1、工程详述 (2) 二、需求分析 (3) 1、网络要求 (3) 2、系统要求 (4) 3、用户要求 (4) 4、设备要求 (5) 三、网络系统设计规划 (6) 1、网络设计指导原则 (6) 2、网络设计总体目标 (6) 3、网络通信联网协议 (7) 4、网络IP 地址规划 (7) 5、网络技术方案设计 (8) 6、网络应用系统选择 (12) 7、网络安全系统设计 (13) 8、网络管理维护设计 (13) 一、工程概况 1、工程详述 公司有500 台PC，公司共有多个部门，不同部门的相互访问要有限制，公司有自己的部网页与外部。公司有自己的OA 系统，公司中的台机能上互联网，核心技术采用VPN；公司网部覆盖7栋建筑物，分别是办公和生产经营场所，每栋建筑高5层，都具有一样的部物理结构。一层设有本建筑的机房，少量的信息点，供未来可能的需求使用，目前并不使用。二层和三层，每层楼布有96个信息点。四层到5层，每层楼布有48个信息点，共3024个信息点。。每层楼有一个设备间。楼综合布线的垂直子系统采用多模光纤，每层楼到一层机房有两条12芯室多模光纤。每栋建筑和主楼之间通过两条12芯的室外单模光纤连接。要求将除一层以外的全部信息点接入网络，但目前不用的信息点关
闭。 二、需求分析 1、网络要求 满足公司信息化的要求,为各类应用系统提供方便、快捷的信息通路；具有良好的性能，能够支持大容量和实时性的各类应用；能够可靠运行，具有较低的故障率和维护要求。提供网络安全机制，满足公司信息安全的要求，具有较高的性价比，未来升级扩展容易，保护用户投资；用户使用简单、维护容易，为用户提供良好的售后服务。 主干网负责各个子网和应用服务的连接，为信息交换提供有效的高速通道。系统主干采用万兆以太网10000M交换，下属子网采用千兆以太网，网络协议采用TCP/IP协议，整个网络应考虑语音、视频、数据等的综合应用。交换机要求采用主流、成熟、信誉和售后服务均佳的产品，核心交换机采用三层交换机，支持VLAN等功能，能较好解决突发数据量和密集服务请求的实时响应问题，在部用户终端进行视频信号、数据交换时交换引擎不会出现过载现象和数据包碰撞、丢失的现象，还要考虑预防瓶颈出现和补救的相应措施。下属部门接入交换机可采用相对低一档的产品；本系统处理的信息包括数据、语音和图像等，因此要考虑实时性问题，特别要考虑包括视频会议在的信息共享等方面的实时性要求。UPS电源的配备，配置要保证网络中所有的服务器、交换机、路由器、集线器等设备的连续、正常地运转；网络带宽的分配：应根据所属部门网络的信息流量情况合理分配网段，以充分利用网络带宽，提高网络的运行效率。网络需要需要具有多主机跨平台主机连接能力,数据集中存放、集中管理、数据有效共享、存储空间共享、统一安全备份，可实现无人值守、自动实施备份策略，备份LANFREE、SERVERLESS等功能，为全面集中管理和数据仓库的建设奠定坚实的基础