Zusammenfassung: Schnelle und präzise Informationsübertragung ist entscheidend für die Intelligenz intelligenter Gebäude. Dieser Artikel schlägt eine Methode zum Aufbau eines lokalen Netzwerks (LAN) mittels Fast-Ethernet-Technologie vor, die die Anforderungen an die Informationsübertragung in intelligenten Gebäuden schnell und präzise erfüllt. Die Wirksamkeit dieser Methode wurde in der Praxis bestätigt. Schlüsselwörter: Lokales Netzwerk (LAN), Fast Ethernet, Server. LANs haben sich seit ihrer Einführung rasant entwickelt. Anfänglich wurden sie nur von bestimmten Geschäftsbereichen zur gemeinsamen Nutzung von Ressourcen eingesetzt; heute erstrecken sie sich auf die gesamte Abteilungs- oder Gruppenebene. Nicht nur können alle Mitarbeiter Online-Ressourcen gemeinsam nutzen, sondern es wurden auch verschiedene Anwendungssysteme entwickelt, wie z. B. Büroautomation, CAD/CAM und Campusnetzwerke. Nicht nur die Netzwerkstruktur ist komplexer geworden, sondern auch die Abhängigkeit der Nutzer vom Netzwerk hat zugenommen. Wir benötigen nicht nur ein kontinuierlich und zuverlässig funktionierendes Netzwerk, sondern auch eine bestmögliche Bereitstellung von Diensten für die Nutzer bei gleichzeitiger Gewährleistung der Informationssicherheit. Die Intelligenz intelligenter Gebäude spiegelt sich im Wesentlichen in der Genauigkeit und Aktualität des Informationsaustauschs wider. Dieser Artikel schlägt eine Methode zum Aufbau eines LAN mittels Fast-Ethernet-Technologie vor, die die Anforderungen an die Informationsübertragung in intelligenten Gebäuden schnell und präzise erfüllt. 1. Aufbau von lokalen Netzwerken (LANs) in intelligenten Gebäuden 1.1 Merkmale von LANs in intelligenten Gebäuden Schnelle und präzise Datenübertragung sind die wichtigsten Indikatoren für die Intelligenz intelligenter Gebäude. Das LAN-Design ist daher maßgeblich auf dieses Ziel ausgerichtet. LANs in intelligenten Gebäuden müssen nicht nur verschiedene Ressourcen im Netzwerkumfeld überwachen, steuern und koordinieren, sondern auch einen kontinuierlichen und zuverlässigen Netzwerkbetrieb gewährleisten. Sie müssen den Nutzern bestmögliche Dienste bereitstellen, die Informationssicherheit des Netzwerks sicherstellen und allen Mitarbeitern die gemeinsame Nutzung von Netzwerkressourcen und den Datenaustausch ermöglichen. Der Einsatz von Fast-Ethernet-Technologie beim Aufbau eines LANs kann diese Anforderungen erfüllen. 1.2 Auswahl des LANs für intelligente Gebäude Für den Aufbau eines praktikablen Netzwerks ist die Auswahl einer geeigneten Netzwerkarchitektur der erste Schritt. Die international gängigsten LAN-Produkte sind derzeit Ethernet, Fiber Distributed Data Interface (FDDI) und Asynchronous Transfer Mode (ATM). Ethernet ist ein in den frühen 1980er-Jahren eingeführtes Produkt für lokale Netzwerke. Traditionelles Ethernet hat eine Busstruktur und ist einfach, leicht zu installieren und kostengünstig. Modernes Ethernet verwendet eine Sterntopologie und ermöglicht eine unbegrenzte Anzahl von Knoten im Netzwerk. Der Ausfall eines einzelnen Knotens beeinträchtigt nicht den Betrieb des gesamten Netzwerks, was zu hoher Zuverlässigkeit, guter Skalierbarkeit und hoher Störfestigkeit führt. Ethernet ist häufig der bevorzugte Netzwerktyp für lokale Netzwerke in intelligenten Gebäuden. Dieses LAN sollte folgende Funktionen erfüllen: (1) Es sollte, basierend auf den Eigenschaften des LANs, die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und den Informationsaustausch innerhalb des Gebäude-LANs ermöglichen und als Plattform für Benutzer auf jedem Client-Rechner dienen, um Anwendungssoftware und Tools für Fehlermanagement, Sicherheitsmanagement usw. zu nutzen. (2) Es sollte das LAN selbst nutzen und es durch Netzwerkkonfiguration zu einem Internet-Netzwerk erweitern, um Internet-Dienste wie FTP, WWW, E-Mail usw. zu realisieren und eine simulierte Umgebung für den Internetbetrieb zu schaffen. (3) Es sollte als erweiterbares, offenes System konzipiert sein. Das System ist über Glasfasermodulschnittstellen und dedizierte Leitungen mit externen, entfernten Netzwerken verbunden, was einen bequemen Zugriff auf Ressourcen in anderen Netzwerken sowie die gegenseitige Kommunikation und den Informationsaustausch ermöglicht. 1.3 Hardware- und Softwareumgebung des intelligenten Gebäude-LANs (1) Hardwareumgebung des intelligenten Gebäude-LANs: Unter Berücksichtigung von Faktoren wie Netzwerkfunktionalität und Preis-Leistungs-Verhältnis nutzt dieses Netzwerk 10M/100M-Switched-Fast-Ethernet-Technologie, die die Bandbreite optimal ausnutzt und die Übertragungsverzögerung deutlich reduziert. Die Netzwerkausrüstung und -konfiguration sind wie folgt: Ein D-Link 10M/100M-Fast-Ethernet-Switch und vier D-Link 10M-Fast-Ethernet-Switch-Hubs. Gemäß der Standard-10BASE-T/100BASE-T-Topologie sind alle Stationen im Netzwerk über Twisted-Pair-Kabel und Netzwerkkarten mit den Hubs verbunden. Zwei Netzwerkserver sind konfiguriert. Einer davon ist ein Lenovo ThinkServer W2200B als dedizierter Server mit 256 MB RAM, einer 8,4 GB SCSI-Festplatte, einer adaptiven 10M/100M-Netzwerkkarte und Multimedia-Funktionen. Der zweite Server ist ein ASUS P4 XP-X Mainboard mit einem Celeron-Prozessor (2,2 GHz), 512 MB DDR-RAM, einer 80-GB-Festplatte und zwei Realtek RTL8139(A) PCI Fast Internet Adapter 100M Netzwerkkarten. Dieser Server dient als primärer Domänencontroller für das LAN und als Internet-Proxy-Server für den Internetzugang. Es gibt 40 Arbeitsstationen mit ASUS P4XP-X Mainboards, Celeron-Prozessoren (2 GHz), 256 MB DDR-Speicher, 80-GB-Festplatten und integrierten Netzwerkkarten. Zusätzlich ist das Netzwerk mit einem HP 6L Laserdrucker und einem EPSON LQ-1600KⅢ Drucker ausgestattet, die eine gemeinsame Nutzung von Ausdrucken ermöglichen. (2) Softwareumgebung des intelligenten Gebäude-LANs: Um den aktuellen Entwicklungen gerecht zu werden, verwendet der Netzwerkserver das Betriebssystem Windows 2000 Server. Die Clients verwenden Windows 2000 Professional. 2 Implementierung der Basisfunktionen des intelligenten Gebäude-LANs 2.1 Unabhängige Serverfunktion des intelligenten Gebäude-LANs Windows 2000 Server ist einfach zu installieren, zu verwalten und zu verwenden und bietet zuverlässige Datei- und Druckerfreigabedienste sowie eine leistungsstarke Client/Server-Anwendungsstruktur. Dank seiner Kommunikations- und Internetdienstunterstützung ist Windows 2000 Server ein Netzwerkbetriebssystem mit Internetfunktionen. Konkret wurde ein kompatibler Rechner als eigenständiger Server im internen Netzwerk eingesetzt. Dieser Server nutzte die in Windows 2000 Server integrierte Internet Information Server (IIS)-Software und fungierte somit als Internetserver. Zusätzlich wurden umfangreiche Serverressourcen für den Client-LAN-Zugriff bereitgestellt. 2.2 Funktionen des Hauptdomänencontrollers des intelligenten Gebäude-LANs Unter Berücksichtigung von Faktoren wie Gerätedurchsatz, Stabilität und Ausfallrate verwendet der Hauptdomänencontroller des intelligenten Gebäude-LANs einen Lenovo-Server. Die Hauptfunktionen des Hauptdomänencontrollers sind die interne LAN-Verwaltung und das Internet-Proxying. Die Verwaltungsdienste des intelligenten Gebäude-LANs verwalten primär die interne LAN-Struktur, einschließlich Konfigurationsmanagement, Sicherheitsmanagement, Fehlermanagement und allgemeines Leistungsmanagement. Die Aufgabe des intelligenten LAN-Konfigurationsmanagements in Gebäuden besteht darin, Netzwerkgeräte und Benutzer zu identifizieren, die notwendigen Daten zu erfassen, Daten für die Initialisierung des Kommunikationssystems bereitzustellen und kontinuierliche sowie zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten. Ziel ist es, die Topologie des Netzwerksystems und die ausgetauschten Informationen jederzeit zu verstehen, einschließlich statischer Einstellungen vor der Verbindung und dynamischer Aktualisierungen nach der Verbindung. Das Sicherheitsmanagement intelligenter Gebäude-LANs umfasst die Verwaltung von Sicherheitsfunktionen und die Sicherheit von Managementinformationen. Die Verwaltung von Sicherheitsfunktionen gewährleistet sichere Dienste und kontrolliert Änderungen an Sicherheitsmechanismen. Die Sicherheit von Managementinformationen gewährleistet deren Schutz. Informationssicherheit ist für jedes Netzwerk von höchster Bedeutung. Die Aufgabe des Sicherheitsmanagements besteht darin, unbefugte oder schädliche Benutzer am Zugriff auf das Netzwerk zu hindern, den Zugriff legitimer Benutzer auf Ressourcen innerhalb ihres autorisierten Bereichs zu kontrollieren und die im Netzwerk verarbeiteten Informationen vor Leckage und Manipulation während der Übertragung zu schützen. Das Netzwerkbetriebssystem verwaltet den logischen Zugriff, indem es erstens den Benutzerzugriff auf das Netzwerk kontrolliert und zweitens Dateien vor unbefugtem Zugriff, Änderung und Löschung schützt. Benutzer an Arbeitsstationen und LAN-Benutzer befinden sich in derselben Domäne, und jeder Benutzer verfügt über ein eigenes Domänenbenutzerkonto und ein eigenes Passwort. Die Zugriffskontrolle zielt darauf ab, den Benutzerzugriff auf Online-Dateien zu kontrollieren. Viren stellen eine erhebliche Bedrohung für die Informationssicherheit dar und erfordern höchste Priorität. Daher sollte Antivirensoftware sowohl auf Servern als auch auf Workstations installiert sein, um Viren umgehend zu entfernen. Das Fehlermanagement in intelligenten Gebäudenetzwerken (LANs) ist für die Erkennung, Isolierung und Behebung von Anomalien im Systembetrieb zuständig. Dies umfasst die Verwaltung von Alarmmeldungen, Ereignismeldungen, Protokollierungsfunktionen, Testmanagement und Diagnosetests. Intelligente Gebäudenetzwerke müssen alle Geschäftsprozesse im LAN verstehen. Administratoren können Konfigurationsinformationen einsehen und die Serverlast bei Bedarf überprüfen. Die Erfassung und statistische Analyse dieser Informationen unterstützt die Fehlerdiagnose und die Ausgabe von Alarmen bei schwerwiegenden Fehlern. In intelligenten Gebäudenetzwerken ist ein Internet-Proxy-Server erforderlich. Da verschiedene Internetdienste auf dem TCP/IP-Protokoll basieren, benötigt jeder Computer eine gültige IP-Adresse, die ihm von der Netzwerkkarte (NIC) zugewiesen wird, um auf das Internet zugreifen zu können. Die Beantragung einer großen Anzahl gültiger IP-Adressen ist ressourcenintensiv. Dieses Problem lässt sich durch den Einsatz eines Proxy-Servers lösen. Ein Proxy-Server verfügt über zwei IP-Adressen (eine gültige und eine intern verwendete, ungültige) und nutzt Proxy-Service-Software wie WinGet oder Syaget. Die Proxy-Dienstsoftware nimmt Serviceanfragen von internen Computern entgegen und bindet diese an die gültige IP-Adresse weiter. Dadurch wird eine Verbindung zum internationalen Internet über eine einzige gültige IP-Adresse hergestellt. Darüber hinaus kann ein Proxy-Server Webseiten zwischenspeichern, die von internen Computern aufgerufen werden. Wenn andere interne Computer dieselbe Webseite erneut aufrufen, müssen sie sich nicht mehr über eine langsame WAN-Verbindung mit einem Remote-Host verbinden, sondern können direkt aus dem Cache des lokalen Proxy-Servers lesen. Die leistungsstarke Caching-Funktion unterstützt hierarchisches und verteiltes Array-Caching und spart Nutzern dadurch erhebliche Netzwerkkommunikationskosten. Die Routing-Funktion bietet zudem automatischen Lastausgleich und Fehlertoleranz und verbessert so die Systemleistung und -zuverlässigkeit. 2.3 Funktionen des intelligenten Gebäude-LAN-Clients: Der Client kann unter Windows 98 oder Windows 2000 Professional laufen. Entsprechend den individuellen Anforderungen jedes Clients werden die passenden Anwendungssoftware und Hilfsprogramme installiert. Durch die Nutzung der Netzwerkeigenschaften von Windows 2000 Professional sind verschiedene Internetfunktionen integriert. So können Nutzer direkt im Browserfenster im Web surfen (HTTP-Protokoll), Dateien übertragen (FTP-Protokoll) und E-Mails abrufen. Durch den Einsatz von 10M/100M-Fast-Ethernet-Technologie können Benutzer entsprechend ihren Berechtigungen schnell auf Daten im Netzwerk zugreifen und diese austauschen. 3. Fazit: Die Einrichtung eines lokalen Netzwerks mit Fast-Ethernet-Technologie erfüllt die Anforderungen an die Informationsübertragung in intelligenten Gebäuden vollständig. Die Praxis hat gezeigt, dass dieses lokale Netzwerk effektiv, praktikabel und effizient ist.