計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)中起著越來(lái)越重要甚至是無(wú)法取代的作用，各種需求層出不窮，某些應(yīng)用場(chǎng)景需要高帶寬占用，如：視頻點(diǎn)播、文件共享，某些應(yīng)用需要低延時(shí)，如：實(shí)時(shí)控制，還有的應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)傳輸速率穩(wěn)定，延時(shí)抖動(dòng)極小：如視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)電話(huà)。

　　【摘 要】將園區(qū)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層的模塊化設(shè)計(jì)是提高管理效率、降低管理成本的一個(gè)先進(jìn)方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分層，可降低網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，進(jìn)而簡(jiǎn)化管理與故障的排除。文章對(duì)提出的核心層、匯聚層、接入層所需要實(shí)現(xiàn)的功能和面臨的問(wèn)題進(jìn)行了詳盡的探討。

　　【關(guān)鍵詞】高工職稱(chēng)論文發(fā)表要求,模塊化設(shè)計(jì),高可靠,園區(qū)網(wǎng)

　　一、概述

　　隨著越來(lái)越高的需求接踵而至，金融、辦公、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、學(xué)習(xí)也都要將平臺(tái)建筑在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之上，這也就要求我們所使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身必須高度可靠，本文試圖對(duì)園區(qū)級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)可靠性問(wèn)題進(jìn)行討論。

　　二、模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　將網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃進(jìn)行分層次、分模塊的研究和建設(shè)，也就是將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分成若干個(gè)層次，每個(gè)層次著重于某些特定的功能，這樣就能夠使一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題變成幾個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題。三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)為：核心層(網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干)、匯聚層(提供基于策略的連接)、接入層 (將工作站接入網(wǎng)絡(luò))三個(gè)層次，以下將對(duì)各個(gè)層次的主要功能，所面臨的問(wèn)題以及解決方案進(jìn)行逐一討論。

　　(一)核心層

　　1.功能及設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　核心層的設(shè)計(jì)位于網(wǎng)絡(luò)邏輯分布的最中央，是一切數(shù)據(jù)交換的樞紐，核心層具有以下特征：高可靠性、高效性、高可管理性、高吞吐量、低傳輸延時(shí)。同時(shí)還必須考慮核心層可能包含一條或多條連接到網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的鏈路，將整個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入Internet、VPN和外聯(lián)網(wǎng)。

　　2.解決方案：

　　一般采用兩個(gè)核心交換機(jī)或者多個(gè)核心交換機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)的核心層，每個(gè)核心交換機(jī)的主要部件還要盡可能采用冗余設(shè)計(jì)，如多個(gè)冗余電源、雙交換引擎、多業(yè)務(wù)板卡互相備份，同時(shí)所有部件在設(shè)計(jì)、選擇時(shí)也要求做到盡可能的高質(zhì)量、高穩(wěn)定性。多個(gè)核心交換機(jī)之間還必須采用冗余鏈路全互聯(lián)，利用鏈路聚合技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶寬的加倍，同時(shí)還能防止任意一根連接鏈路因?yàn)楦鞣N原因出現(xiàn)了無(wú)法通信的故障，導(dǎo)致核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)不暢。多臺(tái)交換機(jī)之間需要通過(guò)各種支持冗余工作的自制協(xié)議來(lái)協(xié)調(diào)工作，如VRRP、HSRP、GLBP等，但是在選擇協(xié)議的時(shí)候除了要考慮協(xié)議本身的性能和優(yōu)劣之外，還要注意協(xié)議的兼容性，因?yàn)楦鱾�(gè)協(xié)議之間無(wú)法互相協(xié)作、同時(shí)某些協(xié)議是個(gè)別廠(chǎng)商私有的，因?yàn)椴皇菄?guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)在今后的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)中造成選擇困難。核心層交換機(jī)的布置地點(diǎn)也非常重要，這在很多網(wǎng)絡(luò)工程中似乎不太被人重視，有一些是哪個(gè)樓層有空間，就用來(lái)做主機(jī)房，甚至在一些大型網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中也曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題，必須引起網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員的重視，與可靠性有關(guān)的選址考慮主要是防火、防水、防潮、防盜、抗震等等。

　　(二) 匯聚層

　　1.功能及設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　匯聚層的作用是把各個(gè)分支區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行匯總，起到承上啟下的作用。如果數(shù)據(jù)的信源與信宿都是自己所屬的下級(jí)交換機(jī)，也就無(wú)需向核心交換機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，以此減輕核心網(wǎng)絡(luò)流量。同時(shí)匯聚層還必須完成實(shí)施策略、安全、VLAN之間的路由、源地址或目的地址過(guò)濾等多種功能。

　　2.實(shí)現(xiàn)方案

　　匯聚層交換機(jī)在大多數(shù)情況下只要做到鏈路冗余、電源冗余即可，不需要采用支持引擎冗余的高端交換機(jī)，但也需要較高帶寬、高性能、支持繁雜路由策略的IP交換機(jī). 因?yàn)閰R聚交換機(jī)一般分布在某個(gè)較大區(qū)域的各個(gè)建筑物內(nèi)，距離核心交換機(jī)相對(duì)較遠(yuǎn)，所以要盡量避免各種通往核心的光纖出現(xiàn)因?yàn)槭┕ぁ④?chē)輛刮蹭等原因造成光鏈路斷開(kāi)引起的網(wǎng)絡(luò)中斷。所以應(yīng)該采用幾條光纖鏈路一起連接到所有的核心交換機(jī)，可能的話(huà)，要與向鄰近的匯聚交換機(jī)建立連接，以實(shí)現(xiàn)高冗余度連接。特別需要注意的是，因?yàn)椴捎昧诉@種非樹(shù)形排列，增加冗余度的同時(shí)會(huì)帶來(lái)環(huán)路的問(wèn)題，所以要在各個(gè)匯聚交換機(jī)使用IP層互聯(lián)技術(shù)，用動(dòng)態(tài)路由方法進(jìn)行互聯(lián)，就能避免二層環(huán)路的產(chǎn)生。

　　(三)接入層

　　1.功能及設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　接入層位于網(wǎng)絡(luò)的枝節(jié)，通常指網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶(hù)連接或訪(fǎng)問(wèn)的部分。接入層目的是允許終端用戶(hù)連接到網(wǎng)絡(luò)，因此接入層交換機(jī)具有低成本和高端口密度特性。在接入層中，減少同一網(wǎng)段的工作站數(shù)量，向工作組提供高帶寬的安全接入是主要功能。另外接入層交換機(jī)使用數(shù)量多、使用環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)還存在大量安全方面的攻擊。接入層交換機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題一般不會(huì)造成太大范圍的影響，在出現(xiàn)問(wèn)題后由網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行手動(dòng)的差錯(cuò)和排除故障也完全可以。

　　2.解決方案

　　選擇接入層設(shè)備，主要是接入層交換機(jī)的的時(shí)候，要選擇能夠適應(yīng)實(shí)際安裝環(huán)境，對(duì)有寬電壓輸入、超低溫或者超高溫環(huán)境工作、高灰塵、高濕度的情況需要提前考慮。接入交換機(jī)提供的帶寬能夠滿(mǎn)足實(shí)際需求即可，接入層尤其需要注意的是安全方面的問(wèn)題，需要進(jìn)行Port Security、DHCP snooping、ARP snooping等方面的安全防護(hù)，以避免網(wǎng)絡(luò)的非法旁路、DHCP服務(wù)器的非法接入，以及ARP攻擊的防護(hù)。

　　三、總結(jié)

　　通過(guò)了解網(wǎng)絡(luò)層次化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)、熟悉各層的功能、以此為設(shè)計(jì)目標(biāo)將網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)進(jìn)行模塊化的分割，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)中因拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變而影響的區(qū)域被限制在最小程度。我們對(duì)分為核心、匯聚、接入的三個(gè)層次網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了逐一的討論，對(duì)可能存在的問(wèn)題進(jìn)行了一一考慮，以保證網(wǎng)絡(luò)的高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。