淺析VLAN技術在智能建筑工程中的綜合應用

文｜中國建設工程造價管理協會 李宏偉 張興旺

1.前言

在智能化工程中，計算機網絡具有重要作用，綜合布線系統、電話通訊系統、視頻監控系統、門禁系統、消費系統、考勤系統、背景廣播系統、信息導引及發布系統、客房控制系統、無線WIFI系統等均需使用計算機網絡，VLAN技術的出現及應用，提高了網絡的運行速度、控制流量、減少設備投資、簡化網絡管理、提高網絡的安全性。

2.工程概況

2.1 工程概況

某工程總建筑面積約11.8萬平米，分為A、B兩個地塊。其中A地塊為貴賓接待區，總建筑面積17154平米，地上4層，由一棟貴賓樓、一棟會所、一棟餐飲樓及綜合門廳共4個單體組成，相互連接、功能互通，貴賓樓建筑高度為21.70米，會所樓建筑高度為11.00米，餐飲樓建筑高度為5.80米，綜合門廳建筑高度為14.80米；B地塊為商務接待區，建筑最大高度31.80米，總建筑89246平米，地上7層，由客房部、會議宴會部、餐飲部和休閑娛樂部組成，入口大堂3層通高。

2.2 本工程智能化系統特點及難點

本工程智能化系統多，包含20余個智能化系統，其中需要使用交換機點位有：綜合布線系統、計算機網絡系統、電話通訊系統、視頻監控系統、門禁系統、消費系統、考勤系統、背景廣播系統、信息導引及發布系統、客房控制系統、無線WIFI系統共11個系統，共計4009個點位，詳見表1，需要使用交換機網絡，并且設置管理網、客房網及安防網，要求各網邏輯分離，如何使各系統在保證安全性的同時高效地運行是本工程的施工特點及難點。

針對上述工程施工特點及難點，需通過VLAN技術進行網絡的規劃，線路的調整，以減少工程中的返工、提高各系統運行效率、控制廣播風暴的產生、節約施工成本、節約維護成本。

3.VLAN技術簡介、優點

3.1 VLAN技術簡介

VLAN（Virtual Local Area Network）即虛擬局域網，是一種通過將局域網內的設備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網段從而實現虛擬工作組的新興技術。

3.2 VLAN的優點

VLAN的優點主要有4點：

1）提高了網絡管理的效率

用戶的增加、刪除、移動非常方便。用戶可以不受工作地點的限制，通過VLAN可以方便的任何物理網段上增加邏輯工作組的成員

2）提高了局域網的安全性

不同VLAN內的信息在傳輸時是互相隔離的，即一個VLAN內的用戶不能和其他VLAN內的用戶直接通信。

3）控制廣播風暴

某一部門或分支機構的成員可以虛擬工作組模式下共享同一“局域網”，把絕大多數網絡流量限制在VLAN內部，避免了傳播，縮小了廣播范圍，可以控制廣播風暴的產生。

表1 系統點位表

4）降低了施工成本

在實際施工經常會出現一些情況，通過VLAN技術可以在保證功能的情況下使交換機、光纖模塊等設備使用數量下降，從而降低了施工成本。VLAN技術也可以遠程操作，在維護階段，操作人員可以遠程操作，從而節約了人員交通、住宿等費用。

3.3 VLAN劃分方法

常用的VLAN劃分方法有4種，詳見表2VLAN劃分常用方法表。

通過上表4種方法的對比，結合本工程實例，絕大部分點位功能均已確定且不會改變，為了最大程度地滿足在施工程的具體使用過程中需求，減輕施工階段的工作量，及用戶在VLAN的具體使用和維護中的工作量，本工程采用劃分端口的方式來實現VLAN的劃分。

4.VLAN劃分技術的應用情況

4.1 網絡設備搭建及交換機的選擇

本工程分為3個網絡：客房網、管理網、安防網，三層搭建模式。

本工程使用華為LE0ZB12ACS系列為核心交換機，使用華為S5700-EI系列為匯聚交換機、S2700系列為接入交換機。

4.2 網絡規劃

本工程網絡點位多，系統多，為了保證網絡搭建的順利進行，提前進行網絡規劃，對系統劃分VLAN，詳見表3系統VLAN劃分表。

表2 VLAN劃分常用方法表

表3 系統VLAN劃分表

4.3 對交換機進行正常劃分VLAN

本工程點位多、系統多，配置時重復較多，在此各系統均以1個點位進行示意。

以本工程2層5#弱電間為例：綜合布線系統、計算機網絡系統、電話通訊系統、視頻監控系統、門禁系統、消費系統、考勤系統、背景廣播系統、信息導引及發布系統、客房控制系統、無線WIFI系統點位均有1個。端口1至11分別對應上述系統，端口24為串聯口。

對客房網接入層交換機主要配置信息如下：

至此客房網接入層交換機配置完成，只要將客房網匯聚層和客房網核心層交換機建立相應VLAN并在串聯口允許相應VLAN通行即可。

按上述步驟再將管理網交換機、安防網交換機設置好即可。

對交換機進行正常劃分，根據施工現場實際情況，重復上述某些步驟即可。

4.4 常見情況處理措施

1）以本工程1層11#弱電間為例：系統較多，但點位較少，而管理網、客房網、安防網均需使用網絡交換機，導致部分網絡交換機僅使用少數端口，而安裝的交換機較多。

以此弱電間的管理網（客房網、安防網均可）一臺交換機為主，將22至24端口分別上聯至管理網匯聚交換機、客房網匯聚交換機、安防網匯聚交換機，將1～7端口劃分為管理網、8～14端口劃分為客房網、15～21劃分為安防網，即可在保證功能的情況下，節省設備，節約成本。

具體操作如下：

至此此臺交換機同時存在管理網、客房網、安防網但是互不影響。

2）以本工程1層3#弱電間為例：網絡交換機端口全部使用，但仍有個別點位需要使用交換機。同時發現3層3#弱電間網絡交換機端口有8個端口未使用。根據此情況將此點位線纜敷設道3層3#弱電間，對網絡交換機進行配置，即可解決此問題，避免了在1#3弱電間安裝一臺交換機僅使用幾個端口的情況出現，同時節省了設備材料。

3）后期維護

在后期維護時，所有交換機均設置IP、配置完成，難免會發生點位的使用系統發生變化的情況，如：物業將某房間功能由客房改為辦公室。此時操作人員即可通過網絡進行遠程更改配置。

5 效益分析

5.1 施工成本的降低

本工程在保證施工進度、網絡運行速度及網絡安全性的前提下，節省了交換機27臺，光模塊54個，光纖跳線54對，產生經濟效益20余萬元。

5.2 維護成本的降低

VLAN技術可以采用遠程設置的方法，人員不必到現場即可對交換機進行設置，從而節約人工、住宿、交通等費用。

6 結束語

通過在該工程中運用VLAN技術進行智能化工程的施工，從而提高了網絡的運行速度、控制流量、減少設備投資、簡化網絡管理、提高網絡的安全性、節約了施工成本及后期維護成本，為后續其他工作積累了相關經驗。