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【正文】 的負荷和計算量。每個二級 OSPF Area 包括大區(qū)中心、省中心、地市中心的路由器，大區(qū)內(nèi)的路由器之間是多個樹狀的連接結構。 各大區(qū)中心的路由器將作為 OSPF 區(qū)域的邊界路由器，區(qū)域邊界路由器連接骨干區(qū)域和所在的二級區(qū)域，每個區(qū)域邊界路由器連接的 OSPF 數(shù)量為兩個（如果大區(qū)被劃分為一個 OSPF Area）或三個（如果大區(qū)被劃分為兩個 OSPF Area），這樣可以減少區(qū)域邊界路由器的壓力，并保證全網(wǎng)絡內(nèi)部的路由的快速 收斂。 OSPF 骨干路由器和區(qū)域邊界路由器應選用中高檔的路由器，以滿足性能需求，并且應當有備份路由器，以預防發(fā)生故障的情況。 冗余設計下 OSPF 協(xié)議的進一步分析 即使在節(jié)點之間只采用單鏈路而未使用雙通信鏈路備份的情形下，為了避免網(wǎng)絡的單點故障和實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的動態(tài)負載均衡，仍可以在總部、各大區(qū)中心、各省中心均設置兩臺路由器，每臺路由器都參與運行并承擔不同的任務。此時 OSPF 路由設計將會比采用雙路由器作冷備份要復雜一些，以下將作詳細描述。（詳細圖解請參見圖 24） 此時， OSPF 骨干區(qū)域（ Area 0）將由總部 兩臺路由器、每個大區(qū)中心各兩臺路由器共同組成，數(shù)量不超過二十臺，可以使 OSPF 協(xié)議有效運行。骨干區(qū)域中的路由器連接情況是： （ 1） 總部的兩臺路由器之間、每個大區(qū)中心的各兩臺路由器之間采用高速局域網(wǎng)相連； （ 2） 總部到各大區(qū)中心的連接由總部的兩臺路由器平均承擔； （ 3） 如果大區(qū) N 的路由器 N1 與總部路由器 1 有連接，則大區(qū) N 的路由器 N2 至少應當和另一個同總部路由器 2 有連接的大區(qū) M 的路由器 M1 或 M2 相連（即，兩個大區(qū)中心之間若有線路連接，那么它們不能連到總部的同一個路由器之上）。 對于 OSPF 二級區(qū)域，由于一個大區(qū)中的路由器數(shù)量較多 ，一般情況下應當把一個大區(qū)劃分為兩個二級 OSPF Area，以減少 OSPF 區(qū)域內(nèi)的路由器數(shù)量，減輕路由器（特別是地市級的中低端路由器）的負荷和計算量。此時，各大區(qū)中心的兩個路由器作為 OSPF 區(qū)域邊界路由器，同時屬于 OSPF 骨干區(qū)域（ Area 0）和兩個 OSPF 二級區(qū)域 Area M 和 Area N。而 OSPF二級區(qū)域 Area N 中將包括大區(qū)中心的兩個路由器、各省級中心的兩個路由器、各地市中心的路由器，數(shù)量在二十個到三十個之間，可以保證 OSPF 協(xié)議的有效運行。 Area N 中各路由器的具體連接情況是： （ 1） 每個大區(qū)中 心、每個省中心的各兩臺路由器之間采用高速局域網(wǎng)相連； （ 2） 大區(qū)中心到各省中心的連接由大區(qū)中心的兩臺路由器平均承擔； （ 3） 如果大區(qū)中心的路由器 1 與某省中心的路由器 P1 有連接，則該省所轄的所有地市的路由器應當和大區(qū)路由器 2 相連； （ 4） 省中心到地市中心的連接由省中心的兩臺路由器平均承擔。 在這樣的雙路由器、單通信鏈路的冗余結構設計之中，總部、大區(qū)中心、省中心的任何一個路由器或任何一條通信鏈路發(fā)生故障，都不會影響到網(wǎng)絡通信的正常進行。對于地市中心，則既可以采用雙路由器負載均衡的方法也可以采用雙路由器冷備份的辦法。 在未來要求更 高的網(wǎng)絡可靠性、冗余性的情形以及考慮到通信費用下降的因素，可以采用所 有節(jié)點配置雙路由器、節(jié)點之間用雙通信鏈路互為備份的設計，將能更好地避免網(wǎng)絡故障和實現(xiàn)通信的動態(tài)負載均衡。 路由結構設計的可擴展性 以上的設計充分考慮了網(wǎng)絡結構的合理性和可擴展性，采取了一系列方法以控制 OSPF 骨干區(qū)域和二級區(qū)域中的路由器數(shù)量，減輕各路由器的運算負荷。 （ 1） OSPF 骨干區(qū)域僅由總部、各大區(qū)中心的路由器組成，數(shù)量不超過二十臺， OSPF協(xié)議可以有效地運行。 （ 2） 各大區(qū)可以根據(jù)實際情況劃分為一個或兩個二級 OSPF區(qū)域，這樣就減少了 OSPF 區(qū)域內(nèi)的路由器數(shù)量，減輕了路由器的負荷和計算量。 （ 3） 每個大區(qū)劃分為多個 OSPF Area 使得設計具有良好的可擴展性，為了保證 OSPF 區(qū)域邊界路由器（即大區(qū)中心路由器）不會超負荷運行，只需增加大區(qū)中心的路由器數(shù)量即可實現(xiàn)。 與 OSPF 協(xié)議有效運行相關的一些關鍵因素 為了使 OSPF 協(xié)議有效運行，限制區(qū)域內(nèi)的路由器數(shù)量只是其中一個條件，還有外部路由數(shù)量、 IP 地址分配方案、路由匯總、區(qū)域邊界路由器配置等因素都能對 OSPF 協(xié)議運行產(chǎn)生關鍵性的影響： （ 1） OSPF 路由協(xié)議與靜態(tài)路由協(xié)議的配合。 由于地市路由器到區(qū)縣路由器采 用靜態(tài)路由協(xié)議，所以事實上將會在整個 OSPF 路由區(qū)域內(nèi)引入總計約 3000 條（全國總計約 3000 個縣區(qū)）的外部路由。再考慮到冗余設計下每個二級 OSPF 區(qū)域有兩個區(qū)域邊界路由器的情況，如果不采取任何控制措施的話，實際上各 OSPF 區(qū)域?qū)⒃黾蛹s 6000條外部路由宣告信息（ OSPF 的 External LSA）和約 3000 條路由表項，這是一個不小的負擔，特別是對于地市級中心的中低端路由器來說，更是非常大的負擔。 針對這種情況，一個極為必要的措施是合理分配各區(qū)縣的 IP 地址范圍，使得可以在地市一級對所轄各區(qū)縣的外部路由進行 匯總，只生成一條外部路由，這樣所引入的外部路由最多約 350 條左右，大大減少了路由宣告信息和路由表項的數(shù)量。 （ 2） IP 地址分配和路由匯總。 從上面的分析可以看出，對各大區(qū)、各省、各地市、各區(qū)縣進行 IP 地址的合理分配是保證路由協(xié)議有效運行的關鍵因素。 合理的 IP 地址分配方案應當能夠保證：層次化的設計使得在網(wǎng)絡結構中的各匯聚節(jié)點（如大區(qū)中心、省中心、地市中心）可以對下級的 IP 路由進行匯總，只生成一條或幾條路由信息，減少網(wǎng)絡中傳播的路由信息量。 具體到本方案中，合理的 IP 地址分配方案應當能夠保證：地市中心可以對所轄各區(qū)縣的路由進行匯總，大區(qū)中心可以對來自同一個省的各地市節(jié)點的路由進行匯總。這樣可以使得在 OSPF 骨干區(qū)域中傳播的所有路由信息、以及被骨干區(qū)域“反射”到每一個二級區(qū)域中的通向其它區(qū)域的路由信息，被限制在一個很小的數(shù)目，從而OSPF 協(xié)議可以非常穩(wěn)定和有效地運行。 （ 3） 邊界路由器配置。 由于在 OSPF 協(xié)議中路由匯總并不是自動進行的，需要進行配置，因此在已經(jīng)有了良好的網(wǎng)絡拓撲結構設計和 IP 地址分配方案之后，還需要對相關的路由器進行顯式的配置，使得路由匯總能夠正確實現(xiàn)。 配置任務主要包括兩個方面的任務：一個是配置地市級路由 器，使得通向所轄各區(qū)縣的多條外部靜態(tài)路由匯總成一條外部路由宣告，向所在的 OSPF 二級區(qū)域內(nèi)傳播；另一個是配置 OSPF 域間路由器（即大區(qū)中心路由器），使得通向任何一個省的多條路由（包括通向省中心、省內(nèi)各地市，還可以包括各地市引入的通向各區(qū)縣的外部路由）可以匯總成一條或少數(shù)幾條路由宣告，在骨干區(qū)域內(nèi)傳播（并進一步傳播到其它區(qū)域）。 OSPF 路由器負載分析 以下是幾種情況下各級路由器的大致負載情況： （其中 n 為一個乘數(shù)，與骨干區(qū)域的路由器冗余、鏈路冗余設計有關，取值約 1~4） 表 1 各級路由器負載 情形一 情形 二 情形三 未配置任何路由匯總 地市級已配置外部路由匯總， 大區(qū)未配置路由匯總 地市級和大區(qū)路由器均已配 置路由匯總 總部 路由器 3000*n 條外部路由信息 1000*n 條各二級區(qū)域內(nèi)的子網(wǎng)路由信息 約 100 條骨干路由信息 350*n 條外部路由匯總信息 1000*n 條各二級區(qū)域內(nèi)的子網(wǎng)路由信息 約 100 條骨干路由信息 35*n 條外部路由匯總信息 35*n 條各二級區(qū)域的匯總路由信息 約 100 條骨干路由信息 約 4000 條路由表項 約 1500 條路由表項 約 300 條路由表項 大區(qū) 路由器 3000*n 條外 部路由信息 1000*n 條各二級區(qū)域內(nèi)的子網(wǎng)路由信息 約 100 條骨干路由信息 約 400 條二級區(qū)域路由信息 350*n 條外部路由匯總信息 1000*n 條各二級區(qū)域內(nèi)的子網(wǎng)路由信息 約 100 條骨干路由信息 約 400 條二級區(qū)域路由信息 35*n 條外部路由匯總信息 35*n 條各二級區(qū)域的匯總路由信息 約 100 條骨干路由信息 約 400 條二級區(qū)域路由信息 約 4000 條路由表項 約 1500 條路由表項 約 600 條路由表項 省中心 路由器 3000*n 條外部路由信息 1000*n 條從區(qū)域邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路 由信息 約 200 條區(qū)域內(nèi)路由信息 350*n 條外部路由匯總信息 1000*n 條從區(qū)域邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路由信息 約 200 條區(qū)域內(nèi)路由信息 35*n 條外部路由匯總信息 35*n 條從區(qū)域邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路由信息 約 200 條二級區(qū)域路由信息 約 4000 條路由表項 約 1500 條路由表項 約 300 條路由表項 地市 路由器 3000*n 條外部路由信息 1000*n 條從區(qū)域邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路由信息 約 200 條區(qū)域內(nèi)路由信息 350*n 條外部路由匯總信息 1000*n 條從區(qū)域 邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路由信息 約 200 條區(qū)域內(nèi)路由信息 35*n 條外部路由匯總信息 35*n 條從區(qū)域邊界路由器傳入的其它二級區(qū)域的路由信息 約 200 條二級區(qū)域路由信息 約 4000 條路由表項 約 1500 條路由表項 約 300 條路由表項 從以上的表格中可以看出，是否在大區(qū)中心路由器和地市路由器上配置了路由匯總，對于路由器的負載有著巨大的影響，可達 10 倍到 20 倍之多。 在合理地進行了 IP 地址規(guī)劃和路由匯總配置之后，各級路由器的負荷大為減輕，完全可以保證 OSPF 協(xié)議的有效運行。 廣域網(wǎng)通信帶寬和性能 需求 整個網(wǎng)絡系統(tǒng)中的各種應用對通信系統(tǒng)有著各自的需求，請見下表： 表 2 各種應用對網(wǎng)絡的要求 網(wǎng) 絡 應 用 數(shù) 據(jù) 類 型 和 數(shù) 據(jù) 量 流 量 的 模 式 對 網(wǎng) 絡 的 要 求 聯(lián)機事務處理 大量的數(shù)據(jù)庫 事務處理 較多的用戶連接數(shù) 低延時以提高查詢和存取的響應速度 低延時 主干能容納多個用戶連接 為服務器提供高帶寬 決策支持 數(shù)據(jù)倉庫 數(shù)據(jù)備份 大量的數(shù)據(jù)流 需要較大的帶寬以傳輸大量數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)備份的工作在固定的時間做 低延時 為服務器和主干提供高帶寬 OA 系統(tǒng) Intra 電子郵件 大的數(shù)據(jù)文件 音頻 圖像 高速的事務處理 需要較大的帶寬以傳輸大的文件 低延時 服務質(zhì)量保證 許多數(shù)據(jù)流 低延時 為桌面、服務器和主干提供高帶寬 語音系統(tǒng) 視頻通信系統(tǒng) 不變的數(shù)據(jù)流 服務質(zhì)量保證 低延時，且可預測 服務質(zhì)量保證 為服務器和主干提供高帶寬 目前整個廣域網(wǎng)中存在以下幾種連接類型： （ 1） 總部到大區(qū)中心。主要傳輸數(shù)據(jù)備份、 OA 系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，有較大的帶寬需求，建議帶寬為不低于 64K。 （ 2） 大區(qū)中心到大區(qū)中心。主要用于作為備份線路以及橫向交流的 OA 系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)等數(shù)據(jù)傳輸， 隨著業(yè)務交流的增多，這條線路的帶寬需求將越來越大，建議不低于 64K。 （ 3） 大區(qū)中心到省中心。主要傳輸決策支持系統(tǒng)、 OA 系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，有較大的帶寬需求。 （ 4） 大區(qū)中心到地市中心。主要傳輸本地市的各種核心業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這條線路的帶寬需求必須得到保證。 （ 5） 省中心到地市中心。主要傳輸 OA 系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，有較大的帶寬需求。 （ 6） 地市中心到區(qū)縣中心。主要傳輸本區(qū)縣的核心業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這條線路的帶寬需求必須得到保證。 為了保證廣域網(wǎng)中各類通信的性能，各條通信線路的帶寬應不低于 64K，在一些關鍵的通信線 路，特別是 大區(qū)中心 —— 地市中心的線路以及總部 —— 大區(qū)中心 —— 省中心的縱向線路，建議選用 128K或更高帶寬，以保證業(yè)務發(fā)展的需求。 廣域網(wǎng)通信介質(zhì)選擇 廣域網(wǎng)通信的方式有幀中繼、 DDN 專線、 ISDN、 PSTN 撥號線路等，按照現(xiàn)有的中國電信的數(shù)據(jù)通信收費標準，在廣域網(wǎng)通信中使用幀中繼技術是一種比較好的選擇，這是由于以下幾個原因： （ 1） 幀中繼的費用較低。在未考慮優(yōu)惠的條件下，遠程通信時租用幀中繼 PVC 的費用只相當于同等速率的 DDN 專線費用的 40%~55%，如果采用 DDN 方式接入幀中繼PVC，加上本地接入費也只相當于 DDN 專線費用的 50%~70%，如果采用其他接入方式（如 xDSL）則收費更低。 （ 2） 幀中繼技術更適合數(shù)據(jù)通信的要求。幀中繼通信技術具有協(xié)議簡單、端到端延遲小、支持突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c，適合數(shù)據(jù)通信的要求，并且現(xiàn)有的設備和技術已經(jīng)能夠很好地支持在幀中繼網(wǎng)絡之上或者在由幀中繼網(wǎng)絡承載的 IP 網(wǎng)絡之上進行語音和視