【文章內(nèi)容簡介】 要消耗大量 CPU，假定 n個鏈路狀態(tài)， CPU 計算的次數(shù)正比于 nXlogn。區(qū)域內(nèi)路由數(shù)目越大，性能越不穩(wěn)定。通常，一個區(qū)域內(nèi)應小于 50 個路由。 （ 2）一個路由的相鄰路由數(shù)。 OSPF 將路由器的鏈路狀態(tài)向區(qū)域內(nèi)的所有其它路由器擴散。當鏈路狀態(tài)改變時，一個路由的相鄰路由越多，該路由所做的工作越多。通常，一個路由的相鄰路由應小于 60 個。 （ 3）任何一個路由支持的區(qū)域數(shù)目。當一個路由所在區(qū)域內(nèi)的某個鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，該路由就必須為該變化運行鏈路狀態(tài)算法。每一個區(qū)域邊 界路由器至少屬于兩個區(qū)域（主干區(qū)域和所屬區(qū)域）。通常，為求得最大堅固性，一個路由器不應屬于多于三個區(qū)域。 （ 4）指定路由器選舉。指定路由器和備份指定路由器需要承擔多數(shù) OSPF工作。因此，應選擇負載較輕的路由器作為指定路由器和備份指定路由器。 OSPF 骨干設計 堅固性和冗余性是設計骨干的關(guān)鍵。保持骨干路由器數(shù)目的合理性可以增強可靠性。 OSPF 骨干必須是連續(xù)的，虛擬鏈路可以用來將不與骨干直接連接的區(qū)域連接到主干。 一般情況下，不將主機放在 OSPF 骨干區(qū)域，這樣可以保持骨干的穩(wěn)定性并有利于網(wǎng)絡的擴展。 區(qū)域設計 進行 OSPF 分區(qū)，必須保證各個獨立區(qū)域的連續(xù)性，對于分離的區(qū)域可以通過虛擬鏈路保持其連續(xù)性。區(qū)域設計需要著重考慮的問題是： （ 1） 確定區(qū)域如何尋址。區(qū)域應有一個連續(xù)的網(wǎng)絡或子網(wǎng)地址，以便于實現(xiàn)路由匯總。 （ 2） 確定區(qū)域如何劃分和連接到骨干。一個區(qū)域可以通過一個或多個邊界路由連接到主干。應根據(jù)實際的物理位置劃分區(qū)域。 3． 1． 4 路由匯聚 對于穩(wěn)定和可靠的 OSPF 網(wǎng)絡要求進行路由匯聚。實現(xiàn)路由匯聚要求地址空間分配要有層次性。對于 OSPF 網(wǎng)絡，路由匯聚由區(qū)域邊界路由器完成， OSPF 路由匯 聚不是自動實現(xiàn)的，它要求網(wǎng)管人員干預完成。 4. 網(wǎng)絡設備的安全性設計 保證路由器等網(wǎng)絡設備的安全可通過下述手段：在網(wǎng)絡設備上添加訪問控制以限制通過控制臺端口、 TELNET、 SNMP 等方式對網(wǎng)絡設備的訪問；設置防火墻；進行 TACACS 安全審計；在三層等網(wǎng)絡設備上添加訪問控制列表等等。 4． 1 控制對路由器等網(wǎng)絡設備的訪問 對于通過控制口或 TELNET 的訪問，可以對具有相應權(quán)限（讀、寫）的用戶進行 PASSWD 限制。 4． 1． 1 SNMP 方式訪問控制 訪問路由器可以通過 SNMP方式。每一個 SNMP信息中都包含一個“ Community String”，它是管理站和路由器間發(fā)送包中的一個口令文本串，此文本串用戶在管理者和客戶間進行鑒定，只有當管理者發(fā)送的信息中含有正確的 Community String 時代理才會響應。由于 Community String 是明文，所以會存在安全問題。SNMPV2 解決了 SNMPV1 存在的安全隱患， SNMPV2 使用 MD5 算法進行鑒定，使用DES 進行信息加密。 可以通過兩種方式控制 SNMP 方式對路由器的訪問： （ 1） 非授權(quán)模式 將對 SNMP SERVER 的訪問權(quán)限設置為只讀，這樣訪問者只能得到信息。 其方法是將路由器“ Community String”設置為“ public”和只讀方式，同時設置允許通過只讀方式訪問的 IP 地址控制列表。 （ 2） 授權(quán)訪問模式 將對 SNMP SERVER 的訪問權(quán)限設置為讀寫，同時 設置允許通過讀寫方式訪問的 IP 地址控制列表。 控制臺端口訪問控制 對通過控制臺端口訪問路由器，可以通過設置非授權(quán)模式（只能進行讀操作）和授權(quán)模式（讀寫操作）口令限制通過控制臺端口的訪問。 tel 方式訪問控制 同樣可以通過設置 口令、非授權(quán)模式（只能進行讀操作）和授權(quán)模式（讀寫操作）進行訪問控制限制。 TACACS(Terminal Access Controller Access Control System)訪問控制方式 當在路由器上使用 TACACS 特性時，用戶通過網(wǎng)絡訪問路由器，此時，路由器會要求用戶提供用戶名和口令，收到用戶名和口令后，路由器向TACACS 服務器請求鑒定用戶和口令的合法性，通過鑒定后，方可允許用戶訪問。通常， TACACS 服務器安裝在 UNIX 系統(tǒng)上。 5. 容錯 IP 路由技術(shù) 路由容錯技 術(shù)可以實現(xiàn)路由器的自動備份。對于 IP 網(wǎng)，路由容錯技術(shù)允許在第二個路由器失敗的情況下，第一個路由器自動接替第二個路由器工作。 使用路由器容錯技術(shù)時，將若干個容錯路由器設置使用同一個虛擬路由器的 MAC 地址和 IP 地址。物理上，此虛擬路由器并不存在。每一個相互容錯的路由器都有一個優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先權(quán)高的路由器成為當前 ACTIVE 路由器，其他路由器則為 STANDBY 路由器，當 ACTIVE 路由器不能正常發(fā)送 hello 包時，具有較高優(yōu)先級的 STANDBY 路由器自動接替其工作。 也可通過路由器容錯技術(shù)實現(xiàn)路由負載平衡，方法是將兩 個或多個容錯路由器的優(yōu)先級設置為等同值。 6. RIP 和 OSPF 的混合操作 RIP 適合于建設小規(guī)模網(wǎng)絡系統(tǒng)， OSPF 適合于建設有層次的較大規(guī)模的網(wǎng)絡系統(tǒng)。有時需要在一個網(wǎng)絡環(huán)境下同時使用 RIP 和 OSPF 協(xié)議。這就要求RIP 路由器和 OSPF 路由器之間能夠相互交換路由信息。 混合操作一般使用在邊緣使用 RIP 協(xié)議，網(wǎng)絡骨干（中心）使用 OSPF 協(xié)議。 進行 RIP 和 OSPF 混合操作一般要完成以下步驟： （ 1） 在邊緣路由器設置使用 RIP 協(xié)議，對連接到主干的接口對 RIP 進行抑制； （ 2） 將 RIP 路由重新發(fā)送給 OSPF； （ 3） 將 OSPF 路由重新發(fā)送給 RIP； （ 4） 可以對網(wǎng)絡接口加適當?shù)脑L問控制，例如，允許某些子網(wǎng)的 RIP 信息發(fā)送給 OSPF；禁止某些子網(wǎng)的 RIP 信息發(fā)送給 OSPF。 7. 網(wǎng)絡緩存系統(tǒng)設計 網(wǎng)絡緩存技術(shù)可以有效地提高網(wǎng)絡特別是 INTERNET 網(wǎng)的訪問速度。目前，油田網(wǎng)絡的瓶頸之一是 INTERNET 出口。在網(wǎng)絡高峰訪問期， INTERNET 出口有時可以近乎癱瘓。 網(wǎng)絡緩存技術(shù)的關(guān)鍵是在網(wǎng)絡出口點接入一高速緩存系統(tǒng)設備。路由器將網(wǎng)絡用戶的 HTTP 請求重新定向到網(wǎng)絡高速緩存系統(tǒng)，高速緩存代理用戶執(zhí)行 WEB請求，并把取回的內(nèi)容保存到自己的磁盤中。當下一個用戶提出 HTTP 請求時，如果高速緩存系統(tǒng)中存有用戶請求的內(nèi)容，則相關(guān)內(nèi)容從高速緩存中返回給用戶，如果沒有，則請求提交給 INTERNET，在 INTERNET 上查找到的內(nèi)容在返回給用戶的同時，也自動存儲到高速緩存系統(tǒng)中。通過網(wǎng)絡高速緩存系統(tǒng)，用戶訪問INTERNET 的速度可以大大加快。 使用高速緩存系統(tǒng)在加快網(wǎng)絡訪問速度的同時，還可以進行過濾、分析和統(tǒng)計，實現(xiàn)網(wǎng)絡的優(yōu)化管理和控制。 根據(jù)油田網(wǎng)絡系統(tǒng)實際，要求高速緩存系統(tǒng)能滿足 5000 人同時上 INTERNET網(wǎng)訪 問要求。 8. 負載平衡技術(shù) 隨著網(wǎng)絡覆蓋范圍的不斷擴大和上網(wǎng)用戶的不斷增多，用戶對于服務器的訪問要求越來越高。因此，有可能出現(xiàn)一臺服務器不能滿足用戶要求的情況。當服務提供者要求用多臺服務器為客戶端提供服務時，就要求路由器具有自動負載均衡能力。 負載均衡技術(shù)實現(xiàn)的基本原理是，管理員通過網(wǎng)管系統(tǒng)設置服務器群的 IP地址或 MAC 地址，服務器群通過路由器和 DNS 服務器對外表現(xiàn)為一個服務器名和一個虛擬 IP 地址，當客戶請求服務器服務時，客戶首先與路由器建立同步和連接，路由器根據(jù)相應算法（根據(jù)連接數(shù)或加權(quán)算法）選擇一服 務器并將相應的請求重定向到該服務器。路由器為用戶的每一個請求和連接建立一行列表，直到用戶請求和服務完畢并撤消連接。 是否支持負載平衡技術(shù)可以作為選擇三、四層交換機的參考依據(jù)。 （二） 網(wǎng)絡交換設備性能評價 交換機的性能主要取決于交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。目前，廣泛采用的交換機結(jié)構(gòu)主要有五種種。 1． 1 共享總線結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡各部件依賴一條總線完成數(shù)據(jù)的交換。顯然，總線成為制約其性能的關(guān)鍵因素。對于高性能核心交換機一般不采用這種結(jié)構(gòu)。 1． 2 共享內(nèi)存結(jié)構(gòu) 依賴中心交換引擎提供高性能連接。由 核心交換引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種結(jié)構(gòu)交換機內(nèi)核成為性能實現(xiàn)的瓶頸。 1． 3 交叉總線結(jié)構(gòu) 交叉總線結(jié)構(gòu)在端口間建立直接的點對點連接。這種結(jié)構(gòu)對于單點（ UNICAST）傳輸來講性能很好，對于多點傳輸（多播或廣播）對目標端口的性能影響較大，它會消耗大量的帶寬，從而影響交換機的性能。這種結(jié)構(gòu)的成本也會隨端口數(shù)的增加急劇上升。 1． 4 混合交叉總線結(jié)構(gòu) 這種方式的設計思想是將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能總線連接。這種結(jié)構(gòu)的瓶頸在于連接交叉矩陣的總線。 1． 5 環(huán)形總線結(jié)構(gòu) 各網(wǎng)絡部件通過環(huán)形總線連接，一臺交換機可有多個環(huán)，環(huán)與環(huán)通過交換引擎連接。采用環(huán)形結(jié)構(gòu)可以較容易實現(xiàn)帶寬聚集，當端口數(shù)增加時帶寬就相應增加了。這種結(jié)構(gòu)目前沒有被普遍采用。 2．交換機的物理特性 2． 1 器件物理特性 主要涉及交換機的外部直觀特性，如交換機端口配置類型（是否支持10/100M 自適應，是否支持全、半雙工，支持的接口介質(zhì)類型，管理端口的類型等），交換機模塊配置方式（固定模塊，可選擇插拔模塊或混合類型），交換機的堆疊特性、熱插拔特性、配置的各種按鈕功能，指示燈等等。 2． 2 交換機的傳輸管理性能 2． 2． 1 交換機的交換方式 交換機的交換方式一般有兩種，存儲轉(zhuǎn)發(fā)和快速轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)具有較高的傳輸可靠性，但傳輸速度叫快速轉(zhuǎn)發(fā)慢。 2． 2． 2 過濾 過濾的目的是去掉某些特定的楨以提高網(wǎng)絡的性能和增強網(wǎng)絡的安全性。典型的過濾提供基于源和（或）目的地址或交換機端口的過濾，包括廣播、多播和單播，以及錯誤楨的過濾。交換機應支持基于端口和 MAC 地址的過濾及非法楨（ CRC 錯、 ALIGNMENT 錯、殘楨等）的過濾。過濾還可用于某種類型包的削減，以提高網(wǎng)絡利用率和保證正常網(wǎng)絡應用帶寬。 2． 2． 3 端口聚集 端口聚集 可以為骨干提供更高的帶寬。 2． 2． 4 SPANNING TREE 支持 所有交換機都利用橋接技術(shù)在端口間轉(zhuǎn)發(fā)楨，即具有地址學習功能，自動建立 MAC 和端口對應的轉(zhuǎn)發(fā)表，并根據(jù)楨的目的 MAC 地址轉(zhuǎn)發(fā)楨到相應的端口。對于網(wǎng)絡中出現(xiàn)“環(huán)路”時，則有可能出現(xiàn)“廣播風暴”。 SPANNING TREE 協(xié)議可以自動發(fā)現(xiàn)環(huán)路，保留并行鏈路中的一條，而擁塞其它鏈路，從而達到消除環(huán)路的目的。 對于網(wǎng)絡環(huán)路還可以有另外一種處理方式，即將并行鏈路分別分配給不同的VLAN，每個 VLAN 設置不同的優(yōu)先級和路徑代價，從而達到負載均衡的目的 。但并不是所有交換機都支持這種方式。 2． 2． 5 流量控制 流量控制的作用是防止在出現(xiàn)擁塞的情況下發(fā)生丟楨。 IEEE 規(guī)定了一種 64 字節(jié)的“ PAUSE”楨，當端口發(fā)生擁塞時，交換機向信息源發(fā)送“ PAUSE”楨，告訴信息源暫停一端時間再發(fā)送信息。這實際是一種流量“反壓”機制。 2． 2． 6 優(yōu)先級控制 優(yōu)先級控制是實現(xiàn) QOS 信令的重要組成部分，是保證 QOS 所必須的。優(yōu)先級方式分為基于端口、基于 MAC 地址、基于 IP 地址和應用的優(yōu)先級控制。 2． 2． 7 VLAN VLAN 用來將交換機劃分成多個子網(wǎng)，將站 點之間的通信限定在同一虛網(wǎng)內(nèi)，一個 VLAN 就是一個獨立的廣播域。 VLAN 定義的方式有：物理端口、MAC 地址、協(xié)議、 IP 地址和用戶自定義過濾方式等。 是 VLAN 的標準，它定義將 VLAN ID 封裝在楨頭，使得楨跨越不同設備，也能保留 VLAN 信息。不同的生產(chǎn)廠商提供了不同的虛網(wǎng)劃分方式。 與虛網(wǎng)劃分相關(guān)的問題還有，是否允許一個站點同時在多個虛網(wǎng)中，每個交換機支持的虛網(wǎng)數(shù)，虛網(wǎng)之間的通訊方式（有的交換機支持虛網(wǎng)之間的通訊機制，即不必借助于路由也可實現(xiàn)虛網(wǎng)之間的通訊）。 3．交換機的性能指標 3． 1 吞吐量 交換機的二層、三層吞吐量是衡量交換機性能的重要指標。 3． 2 延遲 延遲指的是在快速轉(zhuǎn)發(fā)和存儲轉(zhuǎn)發(fā)兩種方式下，交換機輸入楨的最后一位到達輸入端口和輸出楨的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時間間隔。延遲越大說明交換機處理楨的速度越慢。 3． 3 地址表深度 地址表深度反映了交換機可以學習到的最大 MAC 地址數(shù)。交換機根據(jù)目的MAC 地址，查找 MAC 地址和端口對應的轉(zhuǎn)發(fā)表進行數(shù)據(jù)楨轉(zhuǎn)發(fā)。如果 MAC地址表滿，如果交換機接收到不明目的的 MAC 地址的后續(xù)楨，交換機將采取在所有端口廣播的策略；當交換機收到新的源地址后續(xù)楨，交換機將根據(jù)地 址更新策略，或者替換舊地址或者丟棄新的源地址。過小的地址表將無法很好地適應網(wǎng)絡的變化，造成地址表或轉(zhuǎn)發(fā)表動蕩，從而影響網(wǎng)絡傳輸性能。 3． 4 線端阻塞 線端（ Headofline）阻塞指外出端口上的擁塞限制了通往非阻塞端口的吞吐量，與過載無關(guān)。線端阻塞通常存在于采用輸入排隊的交換機，由于隊列頭有