【導(dǎo)讀】本部分是根據(jù)《中廣核工程有限公司工程公司網(wǎng)絡(luò)分離/嶺澳二。期廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采購項目招標(biāo)文件》。而撰寫的工程公司網(wǎng)絡(luò)分離及嶺澳二期廠區(qū)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的?？傮w方案建議書。本建議書主要包括用戶需求分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。思想與原則、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用以及方案特點的介紹，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)。構(gòu)、路由策略、IP地址規(guī)劃、安全方案、擴(kuò)展性設(shè)計、網(wǎng)管方。案、網(wǎng)絡(luò)QOS方案等方面的詳細(xì)建議；同時，給出了方案中所。相關(guān)產(chǎn)品的功能特性和技術(shù)規(guī)范；對工程實施與技術(shù)服務(wù)所做

　　

【正文】 ，已避免單點故障。而且，用戶非常希望在避免單點故障的同時充分利用資源，避免資源浪費 (盡可能利用一切可用鏈路，避免線路浪費 )； 并且，用戶希望盡可能減少出現(xiàn)鏈路故障后重路由的時間 (1 秒之內(nèi) )。如下圖所示，在著名網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測試方 Tolly Group測試中無論設(shè)備、鏈路等故障出現(xiàn) ，在 SMLT 技術(shù)支持下， ERS8600/8300都可以在 1 秒鐘 以內(nèi)完成故障切換。 另外一個需求是希望實現(xiàn)上述解決方案時，對已有設(shè)備盡可能透明，具有良好的互操作性，這也是 SMLT 的主要優(yōu)勢。 SMLT 定義 在詳細(xì)描述 SMLT 如何工作之前，有必要定義實現(xiàn) SMLT 的相應(yīng)組成部分。 Aggregation Switch – 核心交換機(jī) IST (Inter Switch Trunk) – 一條或多條連接兩臺 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )之間的并行鏈路。這一通道供兩個 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )之間進(jìn)行通信，以便兩臺 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )可以對低層交換機(jī)而言可以為一臺邏輯交換機(jī)。 SMLT (Split MLT) – MLT 的一種實現(xiàn)方式，一端連接低層交換機(jī)，一端連接Aggregation Switch (核心交換機(jī) )。連接 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )的一端是分裂的 (分別連接兩臺 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )。 Distributed Switch – 分布層（骨干層）交換機(jī)，上連到 Aggregation Switch (核心交換機(jī) )的低層交換機(jī)。 RSMLT/SMLT 解決的問題 第二 /三層負(fù)載均衡的問題 Distributed Switch (分布層交換機(jī) )通過 RSMLT/SMLT 路徑選擇算法 (通常采用源 /目的 MAC 地址 )，選擇 SMLT 中鏈路，實現(xiàn)負(fù)載均衡。 避免 Spanning Tree 匯聚時間長的問題。 配置 Split MLT 的 Aggregation Switch (核心交換機(jī) ) 廣播一致的 BPDUs ，這就意味著任何 1 臺交換機(jī)或鏈路出現(xiàn)故障， 另外 1 臺交換機(jī)和其他鏈路將 繼續(xù)廣播一致的 BPDU，這樣使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和鏈路故障對于 spanning tree 是完全透明的。 事實上，如上圖所示，在網(wǎng)絡(luò)核心中，兩端的節(jié)點都配置成 SMLT 的 Aggregation Switch (核心交換機(jī) ) ，因為廣播的 BPDU一致，所以兩端的節(jié)點都以為對端為單一節(jié)點。這樣的好處是，核心網(wǎng)絡(luò)中任何一個節(jié)點交換機(jī)或鏈路出現(xiàn)故障，都不會導(dǎo)致廣播的 BPDU發(fā)生改變，因此 spanning tree 不需進(jìn)行重計算。 無單點故障 如上述分析，任何一個交換 機(jī)節(jié)點或鏈路出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)都不會出現(xiàn)故障。 第三層負(fù)載均衡 第二層負(fù)載均衡的實現(xiàn)是完全自動的，為了實現(xiàn)第三層網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡，只需要Aggregation Switch (核心交換機(jī) ) 配置 VRRP。 服務(wù)器鏈路可靠性問題 只要服務(wù)器的網(wǎng)卡支持 MLT 技術(shù)（經(jīng)過測試，常用廠商的 NIC—網(wǎng)卡都可以和北電網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的 MLT 技術(shù)互通），就可以通過 2個局域網(wǎng)端口連接 2 臺核心交換機(jī) ERS8610實現(xiàn) SMLT，數(shù)據(jù)在 2條鏈路上以負(fù)載均衡的方式轉(zhuǎn)發(fā)，即保證了可靠性，又提高了性能。 有效利用資源 避免因 spanning tree 導(dǎo)致的部分鏈路不可用的情況，保證用戶的資源可以得到充分的利用！ 結(jié)論 如上分析， RSMLT/SMLT 使網(wǎng)絡(luò)的可靠性和性能得到了極大的提高，避免了核心交換機(jī)之間大流量的問題，結(jié)合北電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品 PP8600自身的設(shè)備級的高可靠性保證，使得 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性的達(dá)到了電信運營級的提高使 % ！ 并且，在 RSMLT/SMLT 選路算法的支持下，網(wǎng)絡(luò)所有鏈路均得到使用，同時取得負(fù)載均衡的轉(zhuǎn)發(fā)效果。 SMLT 解決核心交換機(jī)之間帶寬瓶頸問題 SMLT 技術(shù)除了解決上述可靠性問題，提高網(wǎng)絡(luò) 傳輸帶寬之外，還可以解決核心交換機(jī)之間的帶寬瓶頸，從而提高網(wǎng)絡(luò)性能。主要體現(xiàn)在： ? 避免用戶數(shù)據(jù)在核心交換機(jī)之間轉(zhuǎn)發(fā)，從而解決核心交換機(jī)之間的帶寬瓶頸； ? 由于避免了用戶數(shù)據(jù)在核心交換機(jī)之間轉(zhuǎn)發(fā)，減少了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，從而即減少了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的成本和復(fù)雜度，又提高了網(wǎng)絡(luò)性能。 ? 采用 10G 端口互連為保證可靠性需要 2 個 10G端口處于不同板卡，價格昂貴。 傳統(tǒng)組網(wǎng)方案中核心交換機(jī)之間的帶寬瓶頸 在說明 SMLT 為什么具有如此優(yōu)勢之前，先分析一下傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的流量模型，如下圖所示： 首先，由于 Spanningtree 的原因所有接入交換機(jī)、服務(wù)器與核心交換機(jī)的連接都只有一條鏈路處于 Active 狀態(tài)（可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，如圖中實線所示），另外一根只能處于 Block狀態(tài)（不可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，如圖中虛線所示）。因此，必然會有近似 50％的數(shù)據(jù)會經(jīng)過兩臺 核心交換機(jī)之間的鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致瓶頸出現(xiàn)，且由于處理次數(shù)增多性能下降； 其次，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中 VRRP（虛擬冗余路由器協(xié)議）中，兩臺核心路由交換機(jī)在實現(xiàn)上必然為一主一備，但只有作為主的核心交換機(jī)會進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)。所以，導(dǎo)致從接入交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)到作為 VRRP 備的核心交換機(jī)后，數(shù)據(jù)不得不從 VRRP 備再轉(zhuǎn)發(fā)到 VRRP主的核心交換機(jī)，從而導(dǎo)致帶寬瓶頸和性能問題。 還有，即使通過多個 Spanningtree Group 和多個 VRRP Group技術(shù)來進(jìn)行人為的靜態(tài)流量分配，也無法解決對服務(wù)器訪問的數(shù)據(jù)流和跨越不通 VLAN 的數(shù)據(jù)流經(jīng)過兩臺核心交換機(jī)之間的鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并且這部分?jǐn)?shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)中是主要數(shù)據(jù)流，因此上述問題依然存在。而且，多個 Spanningtree Group 技術(shù)會帶來諸多網(wǎng)絡(luò)隱患，如：設(shè)計復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)環(huán)路和斷路，且維護(hù)、糾錯困難。 SMLT 解決帶寬瓶頸、提高網(wǎng)絡(luò)性能 采用 SMLT 技術(shù) 后，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的帶寬瓶頸和性能問題得到解決，從下圖所示的流量模型中可以清楚的得到愿意： 首先，在 RSMLT/SMLT 技術(shù)下所有服務(wù)器和接入交換機(jī)與 2 臺核心交換機(jī)之間的 2 條冗余鏈路同時工作，負(fù)載均衡，在邏輯上為 1 條，無 Spanningtree 中 Block 一條的問題； 其次，在北電網(wǎng)絡(luò) SMLT/RSMLT 網(wǎng)絡(luò)中 2 臺核心交換機(jī) ERS8310 同時作為 VRRP協(xié)議的主路由器，所以任何一個 ERS8310 都可以對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，減少了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。 因此，在北電網(wǎng)絡(luò) RSMLT/SMLT 網(wǎng)絡(luò)中， 2 臺核心交換機(jī) ERS8310之間正常情況下沒有用戶數(shù)據(jù)流，只有少量 IST 協(xié)議用來維持 2 臺 RSMLT/SMLT 節(jié)點（ ERS8310）的信息交換 ,從而避免了 2 臺核心交換機(jī)之間的用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，解決了帶寬瓶頸問題，所以在SMLT 網(wǎng)絡(luò)中， 2臺核心交換機(jī)之間無需配置 10G 大容量端口；并且 SMLT 可以提高了網(wǎng)絡(luò)處理性能。 網(wǎng)絡(luò)級可靠性保障 網(wǎng)絡(luò)是分層的，鏈路層的可靠只說明在交換機(jī)與交換機(jī)之間的連接具有可靠性保障。但是，目前我們所有基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都是以 IP 協(xié)議為傳輸載體的，所以網(wǎng)絡(luò)的可靠與否 IP的互通保障性 起著決定作用。也就是說，要保障網(wǎng)絡(luò)的可靠，還必須保障 IP 的不間斷連通性。 毫無疑問，為加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的管理，減少廣播對網(wǎng)絡(luò)性能的影響，增加網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的相對安全性，我們必須對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)分為不同的 IP 子網(wǎng)。 IP 子網(wǎng)之間的互通依賴于 IP 路由協(xié)議，從設(shè)備上講就是 IP 路由節(jié)點設(shè)備，而對于局域網(wǎng)個人用戶而言就是缺省網(wǎng)關(guān)（ Default Gateway）。所以，要保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性，必須要保障路由節(jié)點（缺省網(wǎng)關(guān)）的冗余和可靠。 缺省網(wǎng)關(guān)的冗余可以采用 ―冷備份 ‖和 ―熱備份 ‖兩種方式。 ―冷備份 ‖對網(wǎng)絡(luò)的可靠性意義不大，因為一旦網(wǎng)絡(luò)缺省 網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障，需要對所有用戶 PC 的缺省網(wǎng)關(guān)進(jìn)行手工修改或改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的配置，這樣做工作量大且復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)無法在短時間完全恢復(fù)，對于關(guān)鍵應(yīng)用是無法忍受的，因此不可取。 理想的情況是：網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點（缺省網(wǎng)關(guān)）一旦出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)自身具有自愈功能，能夠短時間快速自動進(jìn)行設(shè)備之間的切換，而對終端用戶是透明的。 VRRP（虛擬路由器冗余協(xié)議）可以滿足用戶的這一需求。 本方案中， 2 臺核心交換機(jī) ERS8310作為全網(wǎng)的路由節(jié)點，負(fù)責(zé)所有 IP 子網(wǎng)之間以及內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)的之間的路由轉(zhuǎn)發(fā)。為保證 IP 路由的不間斷，在兩臺 ERS8310之間配置 VRRP 協(xié)議，形成冗余備份、負(fù)載均衡工作模式，任何一臺 ERS8310 出現(xiàn)故障，都不 會影響整個網(wǎng)絡(luò) IP 路由的轉(zhuǎn)發(fā)，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 RSMLT 介紹 RSMLT 主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)核心，是對 SMLT 的三層擴(kuò)展。 ? 對 IP 和 IPX協(xié)議來講， RSMLT 提供了無以倫比的彈性設(shè)計 ? 對路由的 core VLAN 提供了子秒級的收斂 ? 避免了 : ? Tuning of IGP ? VRRP ? ECMP ? 支持的核心拓?fù)?: ? 三角形 ? 方形 ? Fullmesh ? 每臺交換機(jī)支持多個 RSMLT core VLAN RSMLT 的操作過程 ： ? RSMLT 聚合交換機(jī)對 : 交換彼此的路由和參與路由的 MAC 地址 ? RSMLT 交換機(jī)也彼此維護(hù)其它交換機(jī)參與路由的 MAC 地址 . ? RSMLT 路由器能夠代替彼此轉(zhuǎn)發(fā) /路由流量 ? Similar to VRRP Backup Master ? SMLT/RSMLT 確保沒有環(huán)路 ? 路由協(xié)議對 RSMLT 是沒有感知的 . ? All routing protocol timers are unchanged. ? 快速收斂 ? 即使在 1－ 2 臺路由器失敗的情況下，依舊可以保持路由的 MAC 地址激活 ? 類似 VRRP ? 對核心 VLAN 實 施一個擴(kuò)展的 VRRP BackupMaster RSMLT 的實施要點 ? 下層需要 配置 SMLT VLAN ? 需要路由協(xié)議 ―on top‖ ? 路由器正常的交換路由信息 ? SMLT 聚合對作為 RSMLT 路由器冗余 pair 進(jìn)行工作 ? 如果一個路由器失敗了，其它的路由器將替代這個 ‖down‖的路由器進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā) . ? 要配置 Holdup timer： ? 定義 RSMLT 路由交換機(jī)可以代替它的 peer MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的時間長度 ? 缺省是 180 秒 ? 可以配置的范圍： 0－ 9999 ? 如果設(shè)置 9999，它將一直代替它的 peer 的 MAC 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，即使 peer 恢復(fù)也不會切換回去 ? 要配置 Holddown timer ? 定義 RSMLT 交換機(jī)在將轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)移交給它的 peer 之間要等待的時間 ? 類似 VRRP holddown timer ? 缺省是 60 seconds ? 可以配置的范圍 : 0 to 3600 RSMLT 的工作過程 下面舉例來說明 RSMLT 核心的工作流程。 正常的工作狀態(tài) 例如 : 數(shù)據(jù)包從 sub 30 流向 sub 10. 在正常的操作過程中 , ? R3 and R4 選擇 R1 作為到 sub 10 的下一跳 ? R1/R1 都同時擁有 . MAC_R1 amp。 MAC_R2的轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)，也就是說，這兩個交換機(jī)都可以回應(yīng) MAC_R1 amp。 MAC_R2 的 ARP 請求 ? 當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá) R3/R4 時， MLT 算法將任意選擇一跳將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 MAC_R1,然后由選擇的設(shè)備將其發(fā)給 sub 10. ? R1/R2 都轉(zhuǎn)發(fā) MAC_R1 and MAC_R2 的數(shù)據(jù)包請求 當(dāng) R1 出現(xiàn)故障，路由表恢復(fù)前 R1 失效 OSPF 開始收斂 , 需要一個較長的時間 . R2 上的 Holdup timer 被觸發(fā) (因此， R2 將繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā) MAC_R1) ? 缺省是 180 seconds ? 可以配置的范圍 : 0 to 9999 ? 如果設(shè)置 9999， R2 將一直代替 MACR1進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，即使 R1 恢復(fù)也不會切換回去 流量通過和 R2 互連的 link 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) . R2 繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā) MAC_R1 amp。 MAC_R2 ，直到 holdup timer 過期，到這時， OSPF 應(yīng)該已經(jīng)收斂了 。 當(dāng) R1 出現(xiàn)故障，路由表恢復(fù)后 OSPF 收斂后 , ? 在 R3/R4 上的路由表將更新：到 sub 10 的下一跳現(xiàn)在變成 MAC_R2 當(dāng) Holdup timer 過期后 , ? R2 不再替代 MAC_R1 ? Note: 如果設(shè)