【正文】 某個環(huán)節(jié)發(fā)生故障時，由于系統(tǒng)的高冗余設計，而不會導致系統(tǒng)業(yè)務的中斷。 在 嶺澳二期廠區(qū) 計算機網絡的設計中，應充分考慮高可靠和高可用性要求，并體現(xiàn)在設備的選型、網絡拓撲設計、路由設計等多個環(huán)節(jié)中。加上網絡會議、在線視音頻接收、海量文件下載等均會占用大量帶寬，造成網絡中的數(shù)據(jù)大量匯聚到核心節(jié)點。 我們一方面應通過提高網絡設備的處理能力來保障網絡的高性能，另外一方面需要通過合理的設計來充分發(fā)揮網絡各個層次設備的功能，使系統(tǒng)整體達到最優(yōu)配置。設備管理的主 要對象是網絡結點，如交換機，路由器，集線器和服務器，其功能包括對設備的配置管理、故障管理、安全性管理、性能管理等。 通過網絡管理系統(tǒng)對網絡進行管理，一方面可以降低網絡設備維護的成本，提高工作效率，另外一方面可增加對系統(tǒng)的整體控制能力。 網絡的可擴展性原則 隨著計算機及網絡的發(fā)展 和普及，尤其是 Inter 上多媒體技術的廣泛使用，導致網絡上應用種類不斷增多，數(shù)據(jù)流量飛速增長。 網絡的可擴展性應考慮以下幾方面的可能性：終端設備的擴充、網絡節(jié)點數(shù)量的增加、網絡帶寬的提升及網絡應用種類的增加。 網絡安全性原則 全球化的 Inter 的發(fā)展為我們提供了一個開放的公共信息平臺，但是也帶來了許多問題，如信 息的泄密、網絡病毒的泛濫、網絡黑客的攻擊等，這是違背用戶接入因特網的初衷的。 對于 嶺澳二期廠區(qū) 計算機網絡來說，安全不是一個扁平的概念，它安全涵蓋的范圍很廣，涉及到物理設備的安全、鏈路安全、網絡安全、應用系統(tǒng)的安全及安全管理等多個方面。 先進性、成熟性、穩(wěn)定性原則 嶺澳二期廠區(qū) 計算機網絡應采用目前流行的先進網絡通訊技術組建，并且支 持向將來的新技術進行升級。 開放性原則 20xx 年春節(jié)前夕引發(fā)的思科與華為之爭，在國內外業(yè)界引起了一場軒然大波。采用私有協(xié)議的好處是曖昧的，但壞處卻一目了然，它為互連互通設置了人為的障礙，加大了互連互通的難度；另一方面采用國外廠家的專有協(xié)議，對網絡尤其是政府敏感部門的網 絡的長久安全也是一個威脅。因此在網絡中必須盡量標準的開放的網絡協(xié)議，為將來順利實現(xiàn)互連做準備，同時也具備了網絡擴容時容納多家產品的可能。 經濟性 在網絡完全滿足業(yè)務需求的前提下，節(jié)省各個環(huán)節(jié)的資金投入。 網絡技術 北電在采用以太網技 術構建局域網 /城域網方面，有多種新的技術和產品推出，比如：北電特有的冗余恢復和鏈路擴展 MLT/SMLT、 Lay2Lay7 交換技術的 WSM 模塊等。 千兆以太網 在充分理解了 嶺澳二期廠區(qū) 計算機網絡 的建設目標之后，我們采用了國際領先和成熟的網絡技術給出了本網絡方案建議。 千兆以太網遠程傳輸技術是建立在新一代的千兆以太網帶有第三層交換功能的路由交換機基礎上的一門技術。但是當時由于以太網的媒體訪問控制技術的限制，千兆以太網只能作為一級主干，它即使使用光纖，也只能傳送幾百米遠，大大限制了它的普及。 而在這里，北電網絡又站在了這一領域的前列。甚至可以說，遠程傳輸技術的解決改變了整個網絡世界。 以前，由于布線距離的限制，任何一種局域網技術都被局限在很有限的一個區(qū)域。這樣，局域網的高速就被限制在本地，許多應用也就無法通過 2M 或更低的速率進行傳輸。視頻點播在局域網可以很好地得到應用，點播服務器通過千兆以太網端口連接到局域網上，為客戶端提供視頻服務。也就是說，點播服務器和網絡可以支持更多的用戶數(shù)。而且，如果其它地點也需要視頻點播服務的話，仍舊需要一套同等配置的服務器和局域網絡，這樣，不但重復投資，而且大大浪費了現(xiàn)有的資源。在城域網中，我 們可以采用千兆以太網帶有第三層交換功能的路由交換機來構成整個網絡的骨干。之所以可以實現(xiàn)遠程傳輸?shù)闹饕蚴蔷幋a技術的提高，通過獨特的編碼技術，將業(yè)務通過同城光纖傳送至城市的其它地點。因為同城內鋪設光纖要較城間容易得多，因而這種技術的可行性和優(yōu)勢也就更為明顯。 10G 高速以太網可以滿足新的容量需求，解決了低帶寬接入、高帶寬傳輸?shù)钠款i問題，擴大了應用范圍，并與以前的所有以太網兼容。正是這些因素促使以太網從局域網擴展到 MAN、 WAN，并建立工作速率為 10Gb/s的可 靠、高速的數(shù)據(jù)網。在 10Gb/s的高速數(shù)據(jù)速率下，以太網作為 WAN 技術可避免協(xié)議轉換，實現(xiàn) WAN 與 LAN、 MAN 無縫連接，并與 DWDM 光網絡無縫兼容。北電網絡公司目前已經生產出了自己的 10Gbps 以太網產品，在 ERS8600、 ERS5000 平臺上，可以提供 10G的局域網接口和廣域網接口。 MLT/SMLT 清華同方還針對這一新的組網方案提出了 MLT(多鏈路通道 )技術，使這種組網方案變?yōu)楦涌尚小Ｔ谶B接處于正常情況下，數(shù)據(jù)可分別利用多條鏈路進行數(shù)據(jù)傳送，多條連接之間可以負載均擔。當其中一條連接出現(xiàn)故障時，交換機能自動檢測到故障并使用未斷開的其他連接傳送數(shù)據(jù)，以保障網絡設備之間的正常連接。這樣，既保證了主干的可靠性，同時增加了主干的高效性，從而增加了該方案的可用性。 DMLT 使得負載均衡的多條鏈 路可以分別位于同一機箱中不同的模塊板卡上，從而，當一塊 I/O 卡發(fā)生故障時，位于其他 I/O 板卡上的鏈路仍正常工作，其可靠性更高于 MLT。如在二層通過其 它鏈路進行保護，但是這需要網絡重新進行 Spanning Tree 的計算，這大約需要花費幾十秒鐘的時間；而若在三層進行保護，則所耗費的時間會更長。 北電對二層鏈路捆綁技術最突出的技術創(chuàng)新體現(xiàn)在跨交換機的多鏈路捆綁協(xié)議（ SplitMLT）及 RSMLT 上。 SMLT 技術通過將兩臺獨立的核心交換機在邏輯上，對于分別連接于他們的骨干層交換機而言，視為一臺交換機。雖然設計 SMLT的 主要目的為提高第二層的可靠性，但同樣可以為第三層網絡帶來好處！ 開發(fā) Split MLT 的原因 網絡發(fā)展越來越迅速、規(guī)模越來越大，因此需要下層節(jié)點到核心節(jié)點之間必須存在 2條路徑，已避免單點故障。如下圖所示，在著名網絡產品測試方 Tolly Group測試中無論設備、鏈路等故障出現(xiàn) ，在 SMLT 技術支持下， ERS8600/8300都可以在 1 秒鐘 以內完成故障切換。 SMLT 定義 在詳細描述 SMLT 如何工作之前，有必要定義實現(xiàn) SMLT 的相應組成部分。這一通道供兩個 Aggregation Switch (核心交換機 )之間進行通信，以便兩臺 Aggregation Switch (核心交換機 )可以對低層交換機而言可以為一臺邏輯交換機。連接 Aggregation Switch (核心交換機 )的一端是分裂的 (分別連接兩臺 Aggregation Switch (核心交換機 )。 RSMLT/SMLT 解決的問題 第二 /三層負載均衡的問題 Distributed Switch (分布層交換機 )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)負載均衡。 配置 Split MLT 的 Aggregation Switch (核心交換機 ) 廣播一致的 BPDUs ，這就意味著任何 1 臺交換機或鏈路出現(xiàn)故障， 另外 1 臺交換機和其他鏈路將 繼續(xù)廣播一致的 BPDU，這樣使網絡節(jié)點和鏈路故障對于 spanning tree 是完全透明的。這樣的好處是，核心網絡中任何一個節(jié)點交換機或鏈路出現(xiàn)故障，都不會導致廣播的 BPDU發(fā)生改變，因此 spanning tree 不需進行重計算。 第三層負載均衡 第二層負載均衡的實現(xiàn)是完全自動的，為了實現(xiàn)第三層網絡的負載均衡，只需要Aggregation Switch (核心交換機 ) 配置 VRRP。 有效利用資源 避免因 spanning tree 導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！ 結論 如上分析， RSMLT/SMLT 使網絡的可靠性和性能得到了極大的提高，避免了核心交換機之間大流量的問題，結合北電網絡產品 PP8600自身的設備級的高可靠性保證，使得 數(shù)據(jù)網絡的整體可靠性的達到了電信運營級的提高使 % ！ 并且，在 RSMLT/SMLT 選路算法的支持下，網絡所有鏈路均得到使用，同時取得負載均衡的轉發(fā)效果。主要體現(xiàn)在： ? 避免用戶數(shù)據(jù)在核心交換機之間轉發(fā)，從而解決核心交換機之間的帶寬瓶頸； ? 由于避免了用戶數(shù)據(jù)在核心交換機之間轉發(fā)，減少了數(shù)據(jù)在網絡中的轉發(fā)次數(shù)，從而即減少了網絡擴容的成本和復雜度，又提高了網絡性能。 傳統(tǒng)組網方案中核心交換機之間的帶寬瓶頸 在說明 SMLT 為什么具有如此優(yōu)勢之前，先分析一下傳統(tǒng)網絡的流量模型，如下圖所示： 首先，由于 Spanningtree 的原因所有接入交換機、服務器與核心交換機的連接都只有一條鏈路處于 Active 狀態(tài)（可以轉發(fā)數(shù)據(jù)，如圖中實線所示），另外一根只能處于 Block狀態(tài)（不可以轉發(fā)數(shù)據(jù)，如圖中虛線所示）。所以，導致從接入交換機轉發(fā)到作為 VRRP 備的核心交換機后，數(shù)據(jù)不得不從 VRRP 備再轉發(fā)到 VRRP主的核心交換機，從而導致帶寬瓶頸和性能問題。而且，多個 Spanningtree Group 技術會帶來諸多網絡隱患，如：設計復雜，網絡容易出現(xiàn)環(huán)路和斷路，且維護、糾錯困難。 因此，在北電網絡 RSMLT/SMLT 網絡中， 2 臺核心交換機 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 臺核心交換機之間的用戶數(shù)據(jù)的轉發(fā)，解決了帶寬瓶頸問題，所以在SMLT 網絡中， 2臺核心交換機之間無需配置 10G 大容量端口；并且 SMLT 可以提高了網絡處理性能。但是，目前我們所有基于網絡的應用都是以 IP 協(xié)議為傳輸載體的，所以網絡的可靠與否 IP的互通保障性 起著決定作用。 毫無疑問，為加強網絡的管理，減少廣播對網絡性能的影響，增加網絡內部的相對安全性，我們必須對網絡進行細分為不同的 IP 子網。所以，要保障網絡的可靠性，必須要保障路由節(jié)點（缺省網關）的冗余和可靠。 ―冷備份 ‖對網絡的可靠性意義不大，因為一旦網絡缺省 網關出現(xiàn)故障，需要對所有用戶 PC 的缺省網關進行手工修改或改變網絡節(jié)點設備的配置，這樣做工作量大且復雜，網絡無法在短時間完全恢復，對于關鍵應用是無法忍受的，因此不可取。 VRRP（虛擬路由器冗余協(xié)議）可以滿足用戶的這一需求。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 會影響整個網絡 IP 路由的轉發(fā)，保證了網絡的可靠性。 ? 對 IP 和 IPX協(xié)議來講， RSMLT 提供了無以倫比的彈性設計 ? 對路由的 core VLAN 提供了子秒級的收斂 ? 避免了 : ? Tuning of IGP ? VRRP ? ECMP ? 支持的核心拓撲 : ? 三角形 ? 方形 ? Fullmesh ? 每臺交換機支持多個 RSMLT core VLAN RSMLT 的操作過程 ： ? RSMLT 聚合交換機對 : 交換彼此的路由和參與路由的 MAC 地址 ? RSMLT 交換機也彼此維護其它交換機參與路由的 MAC 地址 . ? RSMLT 路由器能夠代替彼此轉發(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‖的路由器進行路由轉發(fā) . ? 要配置 Holdup timer： ? 定義 RSMLT 路由交換機可以代替它的 peer MAC地址進行轉發(fā)數(shù)據(jù)的時間長度 ? 缺省是 180 秒 ? 可以配置的范圍： 0－ 9999 ? 如果設置 9999，它將一直代替它的 peer 的 MAC 進行轉發(fā)，即使 peer 恢復也不會切換回去 ? 要配置 Holddown timer ? 定義 RSMLT 交換機在將轉發(fā)權移交給它的 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。 MAC_R2的轉發(fā)權，也就是說，這兩個交換機都可以回應 MAC_R1 amp。 MAC_R2 ，直到 holdup timer 過期，到這時， OSPF 應該已經收斂