【導(dǎo)讀】迅速發(fā)展的Inter正在對全世界的信息產(chǎn)業(yè)帶來巨大的變革和深遠(yuǎn)的影響。的全球化競爭已成為趨勢。對于企業(yè)來說，在調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略時，必須考慮到市場的全球。競爭戰(zhàn)略，而這一切也將以信息化平臺為基礎(chǔ)，借助計算機網(wǎng)絡(luò)原理及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)通暢為保證。Inter是使用Inter技術(shù)，特別是TCP/IP協(xié)議而建成的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。種技術(shù)允許不用計算機平臺進(jìn)行互通，暫不用考慮其位置。也就是所說的用戶可以對任。劃最適用于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建設(shè)合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案。本課題實施部分由GNS3

　　

【正文】 開發(fā)。 第四章 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計 4． 1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹 在此次系統(tǒng)設(shè)計中，我們采用分層設(shè)計方法，將網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)化整為零，分層討論設(shè)計與實現(xiàn)的細(xì)節(jié)問題。將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分為 3 個層次，即核心層、匯聚層和接入層。 采用分層設(shè)計方法的好處： 節(jié)約成本 流量從接入層流向核心層時，被收斂在高速的鏈接上；流量從核心層流向接入層時，被發(fā)散到低速鏈接上，因此接入層路由器可以采用較小的設(shè)備。 在采用 分層設(shè)計方法 之后，各層次 負(fù)責(zé)不同的數(shù)據(jù)傳送 ， 不再需要同時考慮同一個問題 。層次模型模塊化的特性使網(wǎng)絡(luò)中的每一層都能夠很好地利用帶寬，減少了對系統(tǒng)資源的浪費。 易于理解 采用分成設(shè)計方法設(shè)計出來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)清楚，結(jié)晰，可以在不同層次上實施不同難度的管理，降低了管理的成本。 易于擴展 分層設(shè)計方法設(shè)計出來的層次模塊化更有利于系統(tǒng)的擴展。 易于排錯 層次模塊化能夠使網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分解成易于理解的子網(wǎng)結(jié)構(gòu)，管理者能夠更方便的確定網(wǎng)絡(luò)故障的范圍，從而更快的排出網(wǎng)絡(luò)故障。 4． 2 常見建筑物理圖 圖 司的建筑物理分部圖 如圖 示，公司建筑物理圖，公司各部門董事長室，總經(jīng)理室，財務(wù)室，茶水間，衛(wèi)生間，會議室，機房，網(wǎng)管室，人事部，車間 A，車間 B，等分布一目了然，通過這張圖片，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線的系統(tǒng)邏輯的方案設(shè)計，以最低的開支，完成最大限度的利用。 4． 3 布線邏輯方案 布線只要采取外線進(jìn)入公司機房然后星形對外布線，如下圖 所示： 圖 布線邏輯 分布方案圖 圖 示，是公司布線邏輯分布圖，電信網(wǎng)絡(luò)通過防火墻，進(jìn)入通過公司路由設(shè)備，然后由主交換機，分配到各服務(wù)器，各領(lǐng)導(dǎo)辦公室，無線路由設(shè)備，辦公區(qū)交換機 1，辦公區(qū)交換機 2，然后通過辦公區(qū)交換機 1 分配到各辦公區(qū) 1，辦公區(qū)交換機 2 分配到各辦公區(qū) 2，由此來實現(xiàn)整個公司網(wǎng)絡(luò)井然有序的工作。 4． 3 通過思科模擬器模擬的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 圖 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 圖 示，是公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，紅色上面虛線為外網(wǎng)接入，紅色部分是防火墻，由防火墻進(jìn)入到主交換機，然后由主交換機分配到各個分交換機，再由各個分交 換機分配到各個部門的電腦，通過這個圖，可以清晰的了解到整個公司的網(wǎng)絡(luò)分布。 4． 4 骨干 核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 4． 4． 1 骨干 核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)核心層的主要工作是交換數(shù)據(jù)包，核心層的設(shè)計應(yīng)該注意以下兩點 : 1)不要在核心層執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)策略：所謂策略就是一些設(shè)備支持的標(biāo)準(zhǔn)或系統(tǒng)管理員定制的規(guī)劃。 牢記核心層的任務(wù)是交換數(shù)據(jù)包，應(yīng)盡量避免增加核心層路由器配置的復(fù)雜程度，因為一旦核心層執(zhí)行策略出錯將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 2）核心層的所有設(shè)備應(yīng)具有充分的可到大性：可到達(dá)性是指核心層設(shè)備具有足夠的路由信息來智能地交換發(fā)往網(wǎng) 絡(luò)中任意目的地的數(shù)據(jù)包。 在具體設(shè)計中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)很小時，通常核心層只包含一個路由器，該路由器與匯聚層上所有的路由器相連。 在骨干核心層中，我們采用數(shù)臺 BROCADE SilkWorm 300E 核心 光纖通道 交換機組成一個環(huán)形多機熱備份的核心交換機系統(tǒng)解決方案 。 為提高核心網(wǎng)絡(luò)的健壯性，實現(xiàn)鏈路的安全保障，本方案 骨干 核心層環(huán)網(wǎng)中可以采用 VRRP（ 虛擬路由器冗余協(xié)議 ） 。 對于各個業(yè)務(wù) VLAN 可以指向這個虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)關(guān)，因此應(yīng)用 VRRP 技術(shù)為核心交換機提供一個可靠的網(wǎng)關(guān)地址，以實現(xiàn)在 核心層 核心交換機之間進(jìn)行設(shè)備的 硬件冗余，一主兩 備，共用一個虛擬的 IP 地址和 MAC 地址，通過內(nèi)部的協(xié)議傳輸機制可以自動進(jìn)行工作角色的切換。進(jìn)而雙引擎、雙電源的設(shè)計為網(wǎng)絡(luò)高效處理大集中數(shù)據(jù)提供了可靠的保障。 4． 4． 2 核心 層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 大型企業(yè)生產(chǎn)辦公網(wǎng)絡(luò)的 核心 層網(wǎng)絡(luò)主要完成園區(qū)內(nèi)各匯聚層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和與 骨干 核心層網(wǎng)絡(luò)之間的路由轉(zhuǎn)發(fā)。 BROCADE SilkWorm 300E 具有強大的業(yè)務(wù)和路由處 交換 理能力 ， 可以充分滿足大型企業(yè)不同園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)交換和支持多業(yè)務(wù)功能的要求，并能夠提供完善的安全防御策略，保障企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行 。 核心層是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的最高層次，應(yīng)具有如下能力：核心設(shè)備之間應(yīng)該具有最高速的鏈路；比較粗的 QoS 控制粒度；最高的路由前綴；為網(wǎng)絡(luò)其他模塊提供互聯(lián)。在聯(lián)合公司自動化系統(tǒng)中，核心層為各區(qū)域配線間匯聚層交換機以及服務(wù)器匯聚交換機之間提供互聯(lián)。 4． 4． 3 匯聚層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 匯聚層網(wǎng)絡(luò)主要完成企業(yè)各園區(qū)內(nèi)辦公樓宇和相關(guān)單位的內(nèi)接入交換機的匯聚及數(shù)據(jù)交換和 VLAN 終結(jié)， 匯聚層是核心層和接入層的連接模塊，主要功能如下：細(xì)到粗QoS 粒度的轉(zhuǎn)換；提供到核心的路由合并；提供到訪問層的路由過濾。聯(lián)合公司自動化系統(tǒng)的匯聚層，主要 是為各個配線間以及服務(wù)器群的中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供接入層設(shè)備的集中和核心層鏈路的接入。 4． 4． 4 接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 接入層是面向最終用戶的設(shè)備，主要功能如下：提供高密度的用戶端口；提供許可控制，包括：安全控制和 QoS 控制。 采用多層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法，必須依賴于利用網(wǎng)絡(luò)的高彈性和擴充性。所謂的彈性指的是對故障的容忍度和故障情況下的恢復(fù)能力；所謂擴充性是指根據(jù)實際需要，可以在各個不同層次實現(xiàn)升級和擴充，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)可控的、有序的優(yōu)化。 在這種體系結(jié)構(gòu)內(nèi)，接入層為終端用戶提供 10/100M 交換端口，并提供到網(wǎng)絡(luò)匯聚層的上 聯(lián)鏈路。 各個樓層的終端設(shè)備或局域網(wǎng)絡(luò)全部通過接入層進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)匯聚層聚集配線間內(nèi)所有的接入交換機，提供千兆鏈路連接到核心層網(wǎng)絡(luò)中，并采用第二和第三層交換技術(shù)來劃分網(wǎng)段（工作組），提供故障或問題的隔離，使得核心網(wǎng)絡(luò)免于外圍故障的影響。由于匯聚層設(shè)備連接的用戶數(shù)較多，涉及的虛擬網(wǎng)絡(luò)（ VLAN）信息較多， 此次網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計將第三層交換設(shè)計在匯聚層上 ，以提升虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的互通能力。 核心網(wǎng)絡(luò)層連接各個不同的配線間匯聚層交換機以及服務(wù)器匯聚交換機，核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供冗余的、高帶寬的交換數(shù)據(jù)通道，形成網(wǎng)絡(luò)的核 心結(jié)構(gòu)。核心網(wǎng)絡(luò)中同時會有第二和第三層交換技術(shù)的存在，但第三層交換應(yīng)占有主導(dǎo)地位。第三層交換有利于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模調(diào)整并為新的多址發(fā)送應(yīng)用提供更好的性能和流量路由。同時，將服務(wù)器群通過服務(wù)器匯聚交換機連接在高交換性能的核心網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)合虛網(wǎng)技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)提供更安全、效率更高的應(yīng)用效果。 4． 4． 5 廣域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)計 該方案致力實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的資源最大程度共享，最廣范圍的可用。提供一個高性能的、具有擴充能力的，能為新興應(yīng)用提供基礎(chǔ)環(huán)境的局域網(wǎng)絡(luò)，采用模塊化和可擴充的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來解決局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的方面的挑戰(zhàn)。多層局域網(wǎng)絡(luò)的設(shè) 計提供了很多優(yōu)點。包括： 透明性：無需修改端點系統(tǒng)以及對子網(wǎng)重新編號，它能與 DHCP 協(xié)同工作，也無需新的路由協(xié)議。 快速收斂：利用這項功能，用戶可以借助硬件協(xié)助對于信息流的條目執(zhí)行失效操作，以回應(yīng)路由失靈和路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。 恢復(fù)能力：提供 HSRP 的優(yōu)點，但是不需要附加配置。利用這一功能特征，當(dāng)主路由器脫機后可以將交換透明地切換到熱備路由器，這就消除了在網(wǎng)絡(luò)上單點失靈的問題。 記賬功能和數(shù)據(jù)流管理：利用這一功能，用戶可以查看數(shù)據(jù)流的交換情況，這將有助于排除故障，進(jìn)行數(shù)據(jù)流管理和執(zhí)行集中賬號功 能。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置更為簡化：利用這一功能，可使用戶的網(wǎng)絡(luò)加速，但又保留現(xiàn)已存在的子網(wǎng)結(jié)構(gòu)。利用這一功能，使得在企業(yè)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，不用再考慮第三層網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)目。 工作組間的快速連接性：通過 Intra 和多媒體應(yīng)用程序，滿足對工作組間對于連接性的更高性能要求。通過菜單多層交換技術(shù)用戶可以在同一平臺上獲取交換和路由兩方面的好處。 訪問服務(wù)器群的媒體速度：利用這一功能，用戶不需要將多個 VLAN 的服務(wù)器集中管理也能獲得直接連接。通過逐個以信息流為基礎(chǔ)而提供安全性，用戶可以控制對服務(wù)器的存取，可以基于子網(wǎng)編號和 傳輸層應(yīng)用程序端口過濾數(shù)據(jù)流，而不會對第三層的交換性能而產(chǎn)生不利影響。 4． 4． 6 冗余設(shè)計 冗余設(shè)計是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重要部分，是保證網(wǎng)絡(luò)整體可靠性能的重要手段。但是投資也將增加。部分 企業(yè)園區(qū) 網(wǎng)在早期的建設(shè)中由于成本的原因并未在設(shè)計中考慮冗余問題，而在優(yōu)化工作中則需從網(wǎng)絡(luò)鏈路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩方面著手。冗余設(shè)計可以貫穿整個層次化 結(jié)構(gòu)，每個冗余設(shè)計都有針對性，可以選擇其中一部分或幾部分應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中以針對重要的應(yīng)用。萬一網(wǎng)絡(luò)中某條路徑失效時，冗余鏈路可以提供另一條物理路徑。 冗余設(shè)計的目標(biāo)： （ 1）在主干連接（ 核心層設(shè)備之間及其匯聚層設(shè)備之間的連接）具備可靠的線路冗余方式。建議采用鏈路聚合的冗余方式，通常情況下兩條連接均提供數(shù)據(jù)傳輸，帶寬擴大一倍并互為備份。主線路切換到備份線路的時間應(yīng)小于 50MS，以充分體現(xiàn)采用光纖技術(shù)的優(yōu)越性。這種高速的網(wǎng)絡(luò)自愈特性應(yīng)保證不會引起 IP 路由的重新計算，不會引起業(yè)務(wù)的瞬間質(zhì)量惡化，更不會引起業(yè)務(wù)的中斷。 (2)模塊冗余 主要設(shè)備（核心層設(shè)備和匯聚層的重要設(shè)備）的所有模塊和環(huán)境部件應(yīng)具備 1+1 或 1：N 熱備份的功能，切換時間越小越好。所有模塊具備熱插拔的功能，系統(tǒng)具備 ％以上 的可用性。熱備份指的是在啟用備份模塊和設(shè)備時，系統(tǒng)不需要中斷工作或斷電。 Catalyst 4500 系列交換機 ， 他具有較強的模塊冗余性，其中冗余性能最好的是 Cisco Catalyst 4507R,它為 1+1 冗余超級引擎提供一分鐘內(nèi)的故障恢復(fù)時間。（ 3）設(shè)備冗余 設(shè)備冗余提供由兩臺或兩臺以上設(shè)備組層一個虛擬設(shè)備的能力。當(dāng)其中一個設(shè)備因故障停止工作時，另一臺設(shè)備自動接替其工作，并且不引起其他節(jié)點的路由表重新計算，從而提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。切換時間越小越好，以保證大部分 IP 應(yīng)用不會出現(xiàn)超時錯誤。 （ 4）路由冗余 網(wǎng) 絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)提供足夠的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解決問題時，數(shù)據(jù)流應(yīng)能尋找其他路徑到達(dá)目的地址。在一個足夠復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)生變化時，路由表的收斂時間應(yīng)小于 30s。 綜上所述如果出現(xiàn)兩個以上的交換區(qū)塊和需要提供冗余連接的時候，應(yīng)該采用了雙核心配置： （ 5）服務(wù)器冗余 企業(yè)網(wǎng)中服務(wù)器、大型機，如網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器， SQL Server 服務(wù)器，其存儲的數(shù)據(jù)對于企業(yè)來說致關(guān)重要，一些核心數(shù)據(jù)被視為企業(yè)的生命。一方面它對企業(yè)的企業(yè)的重要性毋庸質(zhì)疑，另一方面，由于這些數(shù)據(jù)的性質(zhì)決定了其較大的被訪問 量，這個對服務(wù)器提出了穩(wěn)定和快速的要求。 備份 技術(shù)是保障計算機系統(tǒng)的可靠性是重中之重。為此，我們采用的是雙機熱備技術(shù) ，此技術(shù)能夠有效的滿足核心服務(wù)器高效，穩(wěn)定的高要求。而且相對于其它成本技術(shù)來說，這是比較有經(jīng)濟價成效的技術(shù)。 4． 4． 7 IP 地址規(guī)劃原則 IP 地址構(gòu)成了整個 Inter 的基礎(chǔ)， IP 地址資源是整個 Inter 的基本核心資源， IP 地址資源的合理分配和有效利用是整個 Inter 發(fā)展過程中持續(xù)有效的一個極具分量的研究課題。 我們在對企業(yè)園區(qū)網(wǎng) IP 地址 編址設(shè)計和 分配利用時，遵循 了 以下幾個 原則 ： 1）、自治： 整個園區(qū)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)被劃分成幾個大的自治區(qū)域，每個大自治區(qū)域中又被劃分成幾個小的自治區(qū)域。 2）、有序： 我們 按照自治原則將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯劃分后，就根據(jù)地域、設(shè)備分布及區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)量來進(jìn)行子網(wǎng)規(guī)劃。同時， 我們將 IP 地址規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)層次規(guī)劃、路由協(xié)議規(guī)劃、流量規(guī)劃等結(jié)合起來考慮。在進(jìn)行地址分配時，為了提高地址分配效率和地址利用率， 我們在編址設(shè)計時 按照 了 一定的順序進(jìn)行。選擇的順序是自上而下的順序 ，即采用了 IT 業(yè)領(lǐng)先的自頂向下網(wǎng)絡(luò)設(shè)計（ TopDown Network Design）方法 。 3）、可 持續(xù)性： 考慮到園區(qū)內(nèi) 網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù) 將 持續(xù)高速增長，網(wǎng)絡(luò)所要承載的業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)種類越來越多，這使得網(wǎng)絡(luò)需要頻頻進(jìn)行技術(shù)升級、改造和擴容。所以，在進(jìn)行地址分配時 本方案 充分考慮到 了這些 因素，為網(wǎng)絡(luò)的每個部分留有部分地址冗余，這樣保證網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展。 4）、可聚合：互聯(lián)網(wǎng)日新月異的發(fā)展和日益龐大的規(guī)模令當(dāng)初設(shè)計互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的專家始料不及，在路由表急劇膨脹情況下，可聚合原則是網(wǎng)絡(luò)地址分配時所必須遵守的最高原則，可聚合原則要求在進(jìn)行地址規(guī)劃時，應(yīng)提供足夠的路由冗余功能。 5）、盡量節(jié)約 IPv4 地址：由于 IPv4 地址越來越 少，所以對于 IPv4 地址的使用需要格外節(jié)約。 IPv4 地址的節(jié)約可以通過動態(tài)編址技術(shù)和 NAT 技術(shù)等來實現(xiàn)。 6）、閑置 IP 地址回收利用：對于已分配出去的靜態(tài) IP 地址進(jìn)行定期追蹤管理，對長時間閑置的 IP 地址可經(jīng)過確認(rèn)后回收重復(fù)利用。 7）、為了省去管理人員經(jīng)常幫用戶配置 IP 地址，使用 DHCP 服務(wù)器，動態(tài)獲取 IP。 4． 5 方案特點 本方案很好地解決了用戶要求的四個問題，即帶寬問題、安全問題、管理計費問題、靈活擴展問題。 ? 帶寬問題：使用萬兆互連雙核心結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不但可以互相備份，而且有效的減輕流量負(fù)荷 ，使設(shè)備時刻保持穩(wěn)定和高效。 ? 安全問題：企業(yè)網(wǎng)核心層、匯聚層、樓層匯聚層所使用的產(chǎn)品全部具有網(wǎng)絡(luò)病毒和攻擊的防護能力，并且防 DOS/DDOS 攻擊，因而可以