【文章內(nèi)容簡介】 快速關(guān)聯(lián)通道 Z。通道 Z是第 2 層的通道，位域中所有的 VLAN 提供備份連接，也擔負一些 X、 Y 主機之間的負載平衡工作。如果是以前的 STP 橋接的話，出錯以后收斂時間需要 40— 50秒，而用現(xiàn)在的快速關(guān)聯(lián)通道，收斂 只需 3 秒鐘。 圖 11：有快速收斂作用的 VLAN 關(guān)聯(lián) 帶寬升級 在多層模型中，對于關(guān)聯(lián)通道容量有所不同，以太網(wǎng)的關(guān)聯(lián)有很多種平衡方法，這樣，以太網(wǎng)就可以遷移到快速以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)可以被遷移到快速以太通道、千兆以太網(wǎng)或千兆以太通道中去，訪問層交換機可以被分成多樣化關(guān)聯(lián) 上的多樣化的 VLAN。結(jié)合使用 ISL，可以把 VLAN 定義到多個關(guān)聯(lián)中。 快速以太通道是結(jié)合兩條或四條快速以太網(wǎng)鏈路的容量，連到一個單一的高速關(guān)聯(lián)通道， Cisco 7500 系列路由器配備 以上版本支持快速以太通道技術(shù)，在 Catalyst5000交換機上，配備了快速以太通道線路卡或者超級引擎Ⅱ、Ⅲ就可以支持該技術(shù)?？焖僖蕴ǖ兰夹g(shù)也被許多其它廠家所認可，包括 Adaptec, Compaq, HP, Intel, Sun 和 Znyx。有了快速Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 13 頁 mmxcf 譯 以太通道技術(shù)，以太高性能服務(wù)器就可以用 400 兆全雙工線路以 800兆的總帶寬連到核心層主干網(wǎng)上。 圖 12展示了在訪問層交換機和分布層交換機之間升級帶寬的三種方法。其中 A表示“最好”，所有 VLAN 通過 ISL 協(xié)議結(jié)合到一起連到快速以太通道上。 B 表示“好”，其中，網(wǎng)段只結(jié)合了幾條線路并使用了 ISL 協(xié)議。 C 表示“一般”，只用了一個網(wǎng)段。 圖 12：升級以太通道的帶寬 設(shè)計時盡量采用模型 A 中的方法，因為多個 VLAN 使用同一個快速以太通道，這樣可以提高帶寬的利用率。如果一個快速以太線路卡失效，就采用 B 中的方法，如果沒有快速以太通道也沒有 ISL，就采用 C 中的方法，每條 VLAN 占用一個通道端口，與 A中的相比，同樣的輸出 C 中需要更多的端口。 在 ATM 主干上，可以根據(jù)需要增加多個 OC3 或 OC12通道的關(guān)聯(lián)來升級帶寬。負載平衡和快速收斂問題由 PNNI 提供的智能路由來解決。 核心層策略 在分布層中有了第 3 層交換，將主干網(wǎng)定義為一個或多個邏輯網(wǎng)絡(luò)就非常 簡單了。VLAN 技術(shù)可以創(chuàng)建一個邏輯上獨立的網(wǎng)絡(luò)，它可以用于一些特殊用途。在 IP 核心層中，可以創(chuàng)建管理流量的 VLAN 和企業(yè)服務(wù)器的 VLAN，每個 VLAN 可以使用不同的策略，并可以延伸到訪問層上。這樣，端口管理和流量管理就可以被嚴格控制了。 核心層上另一個邏輯區(qū)劃分的方法是通過協(xié)議，為基于 IP 的企業(yè)服務(wù)器和基于 IPX 或者 DEC 的企業(yè)服務(wù)器分別創(chuàng)建一個 VLAN，如果在多層的核心交換機上定義安全策略，那么邏輯分區(qū)就會徹底地變成物理網(wǎng)絡(luò)。圖 13展示了核心層中兩個獨立的交換機， VLAN100定義在交換機 V上，負 責響應(yīng) IP 子網(wǎng) WWW 服務(wù)器連接。 VLAN200定義在交換機 Y 上，負責響應(yīng) IPX 網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器連接。 Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 14 頁 mmxcf 譯 圖 13：核心層上的邏輯網(wǎng)段或物理網(wǎng)段 當然，主干網(wǎng)上的拓補結(jié)構(gòu)是越簡單越好。在一些方案中，所有服務(wù)集中在一臺服務(wù)器上，還有的將數(shù)據(jù)集中在一個數(shù) 據(jù)中心以便管理?，F(xiàn)在，越來越多的企業(yè)將所有的服務(wù)做成網(wǎng)頁供企業(yè)內(nèi)部訪問。 當中央服務(wù)器直接連到主干網(wǎng)上時，所有分布層的的客戶機與核心層的服務(wù)器之間的路徑只有一跳，基于策略的服務(wù)器訪問控制由分布層的訪問列表來實現(xiàn)。在圖 14 中，服務(wù)器 W 是用快速以太網(wǎng)連到核心層子網(wǎng)上的，服務(wù)器 X是通過快速以太通道連到核心層子網(wǎng)上的。以前提到過，直接連到核心層的服務(wù)器一定要用 ARP 代理， IRDP， GDP，或者 RIP偵聽協(xié)議來構(gòu)建它們的路由表。 HSRP 不能在核心層子網(wǎng)上使用。因為分布層中的交換機都是連到園區(qū)中不同部分的。 企業(yè)服務(wù)器 Y 和 Z 被放在多層交換模塊的服務(wù)器分布區(qū)， Y 是用以太網(wǎng)連接的， Z 是用快速以太通道連接的。訪問控制策略是靠核心層中交換機的訪問列表來實現(xiàn)的。服務(wù)器分布模塊的另一個突出的優(yōu)點是可以用 HSRP 提供冗余和快速收斂，并把所有服務(wù)器到服務(wù)器的流量限制在主干網(wǎng)上。請參照附錄 A中的例子。 服務(wù)器 M在工作組 D 中，屬于某個 VLAN， M 是通過快速以太網(wǎng)連接到訪問層交換機的一個端口上的，因為大所數(shù)的數(shù)據(jù)通信在本網(wǎng)段中，所以它遵循了 80/20規(guī)則。如果有必要的話可以通過分布層的訪問列表把 M 隱藏起來。 服務(wù)器 N連在分布層 的交換機 H上， N 是一個大樓服務(wù)器，負責 VLAN ABCD 之間的通信。從 N 到 VLAN ABCD 有兩條數(shù)據(jù)鏈路，如果有四塊網(wǎng)卡，那么它可以直接和四個 VLAN 相連，或者有一個 ISL 網(wǎng)卡的話，它就可以通過 VLAN 關(guān)聯(lián)直接訪問四個 VLAN了。服務(wù)器 N 也可以根據(jù)需要通過分布層的訪問列表把它隱藏起來。 Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 15 頁 mmxcf 譯 圖 14：多層模型中的服務(wù)器放置 ATM/LANE主干 圖 15 展示了在多層交換園區(qū)網(wǎng)中用 ATM/LANE 做主干。如果客戶要求有 Qos 服務(wù)質(zhì)量保證，那么 ATM 是一個很好的選擇。實時的語音數(shù)據(jù)應(yīng)用可以要求 ATM 提供流量控制，擁塞延遲預測和業(yè)務(wù)流整形等服務(wù)。 每個 Catalyst5000 多層交換機都配有一個 LANE 卡， LANE 卡的功能是擔任 LEC角色，這樣，分布層的交換機就可以通過 ATM 主干網(wǎng)相互通信。 LANE 卡上有一個帶冗余的 ATM OC3 物理接口叫雙 PHY，圖 15 中，交換機上的連接線 有一條是主鏈路，另一條是備份鏈路。 ATM 核心層中由兩個 LightStream1010 組成，路有器和服務(wù)器通過本身的 ATM 接口連到 ATM 主干上，服務(wù)器區(qū)中企業(yè)服務(wù)器接在 Catalyst5000 交換機 X、 Y 上，企業(yè)服務(wù)器可以用快速以太網(wǎng)或者快速以太通道連接， Catalyst5000 上的 LANE 卡充當 LEC 角色，把企業(yè)服務(wù)器連到 ATM 主干上。 兩個 LightStream1010 之間的關(guān)聯(lián)通道可以是 OC3 或者是 OC12， PNNI 協(xié)議解決在ATM 交換機之間的負載平衡和路由問題。智能路由的需要隨著核心層中的交 換機的增多而變得越來越重要。主干上不再會有 STP 協(xié)議，第 3 層的智能路由協(xié)議 OSPF、 EIGRP 提供分布層交換機之間的負載平衡和路經(jīng)選擇功能。 Cisco 開發(fā)了簡單服務(wù)器冗余協(xié)議 SSRP 來實現(xiàn) LEC 和 LES/BUS 的冗余功能。在Cisco7500 路由器上有 SSRP 功能， Catalyst5000 系列、 LightStream1010 系列交換機兼容所有的 標準的 LEC。 Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 16 頁 mmxcf 譯 圖 15： ATM LANE 核心的多層交換模型 Catalyst5000 上的 LANE 卡是一個有 120Kpps 廣播能力的高效 BUS，這個容量對大型的園區(qū)網(wǎng)來說已經(jīng)足夠了。在圖 15 中我們把主 LES/BUS 放在了交換機 X上，備份 LES/BUS放在了交換機 Y 上。對于小型園區(qū)網(wǎng)來說， LES/BUS 的 SSRP 收斂時間只需幾秒鐘，但對于大型園區(qū)網(wǎng)來說，收斂時間可能需要幾分鐘。所以，在大型的園區(qū)網(wǎng)設(shè)計中，一般都采用雙 ELAN 主干來實現(xiàn) LES/BUS 的快速失效恢復。 舉個例子來說，主干上有兩個 ELAN， A和 B，如果到 ELAN A的 LEC/BUS鏈路失效，那么數(shù)據(jù)流很快會重新選擇通過 ELAN B的路徑，直到 ELAN A 的鏈路恢復為止。 在 ELAN A的鏈路恢復以后，分布層上的交換機會重新建立 ELAN A的連接，并開始兩個 ELAN 之間的負載平衡。這個過程只能建立在路由協(xié)議而不是橋接的 STP 協(xié)議上。 主要 LEC 和備份 LEC 的數(shù)據(jù)都配置在 LightStream1010 上，因為它們處在網(wǎng)絡(luò)的中心位置。當 ELAN 穩(wěn)定工作時， LEC 上沒有多少 CPU 負荷， LEC 只會在有新的 LEC 加入時才會工作。因為這樣，所以配不配置備份 LEC 沒多大影響。最好的選擇就是用 Cisco7500作為 LEC 連到 ATM 主干上，因為它在 LEC/BUS 失效時不會影響 ATM 上的信元交換。 圖 16 展示了用 Catalyst5500 來實現(xiàn) LANE 核心的代替。在這里，我們用帶有 ATM 交換處理器 ASP 卡的 Catalyst5500作為 ATM交換機。它加上一塊 OC12 LANE/MPOA卡就可以配置成 LEC，加上一塊快速以太線路卡就可以配置成一個以太網(wǎng)幀交換機。服務(wù)器區(qū)仍然作為多 層交換模塊配置。 Catalyst5500 集 LightStream1010 和 Catalyst5000 的功能于一體，在園區(qū)網(wǎng)的組建中扮演著重要的角色。 Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 17 頁 mmxcf 譯 圖 16： LANE 核心的替代 Ip 多點傳輸 （以下簡稱多播） 基于 IP 多播的應(yīng)用程序在實際應(yīng)用中只占很小一部分比例，不過它 發(fā)展很快，一些應(yīng)用程序如 IPTV、微軟的 NetShow、 NetMeeting 等已經(jīng)被一些企業(yè)所運用。以下是如何有效地使用多播的幾個例子： 多播路由，協(xié)議獨立多播 PIM密集模式和稀疏模式； 客戶機和服務(wù)器以 Inter組管理協(xié)議 IGMP加入多播組； 用 Cisco多播組管理協(xié)議 CGMP和 IGMP偵聽來管理多播樹結(jié)構(gòu)； 交換和路由多播性能； 多播策略； 為多播指定的路由協(xié)議是 PIM， PIM 稀疏模式在 RFC2117中有定義，而 PIM密集模式是常用標準模式。在 Inter 上， PIM 也像在企業(yè)網(wǎng)中一樣被廣泛 部署，就像字面上的意思一樣， PIM 使用組播路由協(xié)議如 OSPF、 EIGRP。 PIM 路由可能會和 DVMRP 協(xié)議工作，DVMRP 是一個在 Inter 廣播主干網(wǎng)上的一個路由協(xié)議，現(xiàn)已有 50%的地位被 PIM 取代，以后可能會被完全取代。 PIM 可以以密集模式或者稀疏模式的方式操作，密集模式的操作就例如 IPTV，在園區(qū)內(nèi)有一個多播服務(wù)器和很多的客戶機。稀疏模式的例子就是 NetMeeting，另外 PIM 建立的多播結(jié)構(gòu)可以最小化所使用的帶寬，這對一些實時的語音圖像傳輸來說非常重要。在大多數(shù)環(huán)境中， PIM被設(shè)置成稀疏模式， 并可以根據(jù)需要自動轉(zhuǎn)換成密集模式。 IGMP 是被服務(wù)器和客戶機廣播或加入到多播工作組的工具。本地網(wǎng)關(guān)路由器負責本地子網(wǎng)上的多播工作，不過當本地子網(wǎng)上沒有多播工作組的客戶機時，它會隔離廣播數(shù)據(jù)。CGMP 協(xié)議把多播結(jié)構(gòu)延伸到交換機上。一臺 Cisco 路由器發(fā)出一個 CGMP 消息廣播所有被列為多播工作組的客戶機的 MAC 地址，交換機收到后，就決定哪些端口上有組播數(shù)據(jù)通過，從而避免了把廣播數(shù)據(jù)發(fā)送到所有端口。 Catalyst5000系列交換機可以把多播數(shù)據(jù)流定向在一個、幾個或者是所有端口上而不影響性能， Catalyst 可以有幾個多播工作組一起工作并以線速率轉(zhuǎn)發(fā)。 實現(xiàn)多播策略的一個方法是在交換機后面放置一個多播服務(wù)器。圖 17 中，交換機 X 是一個多播防火墻，限制多播數(shù)據(jù)流，控制對多播會話的訪問。想要把多播數(shù)據(jù)流更好的隔離Cisco 多層交換園區(qū)網(wǎng)設(shè)計模型 // 第 18 頁 mmxcf 譯 開來的話，就要在核心層上創(chuàng)建一個獨立的多播 VLAN 或子網(wǎng)。核心層中的多播 VLAN 可以是核心交換機的一個邏輯區(qū)或者是后備交換機。交換機 X 是一個實現(xiàn) PIM 匯總的邏輯地點， PIM 匯總點就像是多播樹中的 ROOT。 圖 17：多播防火墻和多播主干 升級考慮 多層設(shè)計模型的升級是非常方便的：第 3 層交換因為是分布式的，所以升級很簡單；當你在主干網(wǎng)上加上更多的鏈路或者交換機的時候，主干網(wǎng)也就隨之升級；在訪問層中，有了特定的冗余設(shè)計后（兩個分布層的交換機），單個的交換域可以升級到 1000 個以上的用戶。而且，在園區(qū)網(wǎng)中可以加上多個交換模塊而不影響整個園區(qū)網(wǎng)的設(shè)計模型。 在所有的多層設(shè)計的討 論中，我們都避免了在核心層中形成 STP 回路。 STP 的失效收斂通常需要 4050 秒，而且不支持冗余鏈路的負載平衡。在以太網(wǎng)主干上，不會有回路；在ATM 主干上， PNNI 解決負載平衡問題。在所有案例中，都由 OSPF 和 EIGRP 路由協(xié)議來解決主干網(wǎng)的路由、負載平衡問題。 OSPF 的開銷會隨著分布層交換機的增加而直線上升，這是因為 OSPF 會從分布層的第3 層交換機中間選出一個作 DE，另選一個作 BE，來統(tǒng)領(lǐng)所有同一網(wǎng)段的第三層交換機。如果主干上有兩個 VLAN 或 ELAN，那么，每個 VLAN 或 ELAN 中都會有一個 DE和一個 BE。所以 OSPF的開銷和交換機 CPU負荷會隨著主干網(wǎng)上 VLAN/ELAN 數(shù)目的增加而增加。因為這個原因，在主干網(wǎng)上就不要