中小型教育企业组网解决方案

发布时间:2022-11-29 13:28:39 作者:思科阅读:0

[导读]:思科建议的典型校园网络架构如下图所示。网络设计分为核心层、汇聚层和接入层的多层模块化架构,网络骨干部分为万兆或千兆,千兆或百兆到桌面,关键部位采用冗余架构,核心交换机和汇聚交换机双备份。核心层和汇聚层...

思科建议的典型校园网络架构如下图所示。网络设计分为核心层、汇聚层和接入层的多层模块化架构,网络骨干部分为万兆或千兆,千兆或百兆到桌面,关键部位采用冗余架构,核心交换机和汇聚交换机双备份。核心层和汇聚层均有路由功能,接入层具有交换或路由功能,实施负载均衡和冗余备份,VLAN尽量终结在本地以缩小故障域,整个网络万兆、千兆和百兆相结合。这种架构的主要优势在于其层次结构和模块性,模块化设计允许您通过推行确定性的流量模式来轻松扩展、了解并排除网络故障。

中小型教育企业组网解决方案

如上图所示,思科校园网络呈现以下特点:

多层次结构

核心层、分布层和接入层结构与核心层、接入层架构相结合

双核心交换机(热备或冷备)

双汇聚交换机

核心层具有路由功能,部分汇聚层具有路由功能

核心层汇聚层设备实现数据流量的负载均衡

防火强和入侵防御检测系统(IPS) 

多种模块化的应用系统

万兆、千兆和百兆相结合

1、 核心层 

在典型的层次化模式中,组件间通过核心层互联,核心用作网络骨干。鉴于各组件都依赖核心进行连接,因此,核心必须速度很快且永续性极高。现在的硬件加速系统具备以线速提供复杂业务的潜能。然而,应在网络核心采用―越简单越好‖的方法。最简洁的的核心配臵可降低配臵复杂性,从而减少出现运行错误的几率。 

虽然通过全网状或高度网状拓扑也可实现冗余,但此类设计在链路或节点发生故障时不容易提供一致的收敛。同时,全网状设计也存在对等和邻接问题,使路由难以配臵和扩展。此外,随着网络的增长或变化,大量的端口也增加了不必要的成本和复杂性。以下是需要谨记的其他主要设计问题: 

    将核心层设计为只使用硬件加速业务的高速第3层 (L3) 交换环境。第3层核心设计优于第2层和其他设计,因为它: 

在发生链路或节点故障时提供更快的收敛速度。

通过减少路由邻接关系和网状拓扑提高了可扩展性。

提高了带宽利用率。

    尽量在核心中使用冗余的点到点L3互联(三角形,不是正方形),因为这种设计可产生最快速、最确定的收敛结果。 

避免L2环路和L2冗余的复杂性,如生成树协议(STP) 和L3组件对等体之间的间接故障检测。 

采用模块化的操作系统,使得局部的软件故障不会影响整机的运行。软件的升级也可以在局部软件模块进行,而不必为升级软件等维护工作是核心交换机停止工作,影响全网的运行。 

2、 汇聚层 

汇聚层汇聚来自接入层的节点,保护核心不受高密度对等关系的影响。此外,汇聚层还创建故障边界,在接入层发生故障时提供逻辑隔离点。汇聚层通常以L3交换机的形式部署,针对网络核心连接使用L3交换,对接入层连接使用L2服务。负载平衡、服务质量(QoS)和易于设臵等都是汇聚层的主要考虑因素。 

汇聚层的高可用性通过两条等成本路径来提供,包括从汇聚层到核心以及从接入层到汇聚层的链路,可在链路或节点发生故障时提供确定性的快速收敛。当冗余路径存在时,故障切换主要依赖硬件链路故障检测,而不是基于定时器的软件故障检测。基于这些功能(在硬件中实施)的收敛是最具确定性的。

L3等成本负载分担允许同时利用从核心到汇聚层的两条上行链路。汇聚层使用网关负载平衡协议(GLBP)、热备份路由器协议(HSRP)或虚拟路由器冗余协议(VRRP)提供缺省的网关冗余。当一个汇聚层节点发生故障或被拆除时,不会影响端点与缺省网关的连接。 

您可以通过多种方式在接入层到汇聚层的上行链路间实现负载平衡,但使用GLBP是最简单的方法。GLBP提供了类似HSRP的冗余和故障防护,还允许向接入层设备轮流分配汇聚层设备作为缺省网关,以便端点向两个之中的一个汇聚层节点发送流量。

3、 接入层 

接入层是边缘设备、终端站和IP电话接入网络的第一层。接入层中的交换机连接两个单独的汇聚层交换机以实现冗余。如果它与汇聚层交换机之间是L3连接,则不会出现环路,所有上行链路都将有效转发流量。 

在接入层,通常会划分VLAN,目的在于:一是提高网络安全性,不同VLAN的数据不能自由交流,需要接受第三层的检验,因此,在一定程度上加强了虚网间的隔离,有效防止外部用户入侵,提高了安全性。二是隔离广播信息,划分VLAN后,广播域缩小,有利于改善网络性能,能够将广播风暴控制在一个VLAN内部,同时使网络管理趋于简单。三是增强网络应用的灵活性,VLAN是在一个有多台交换机的局域网中统一设定的,这使得用户可以不受所连交换机的限制,不论用户节点移动到局域网 中哪一台交换机上,只要仍属于原来的虚网,则应用环境没有任何改变。在划分VLAN时,要考虑VLAN对于网络流量的影响,单个VLAN不宜过大。

健壮的接入层提供以下的主要特性: 

许多软硬件属性支持的高可用性(HA) 

IP电话和无线访问点的馈线供电(POE)允许客户将话音融合到数据网络中,并未用户提供漫游WLAN访问。 

基础服务 

支持高可用性的接入层的软硬件属性包括: 

使用冗余交换管理引擎和冗余电源获得的系统级冗余,为关键用户群提供高可用性。 

使用到冗余系统(使用GLBP、HSRP或VRRP的汇聚层交换机)的双倍连接获得的缺省网关冗余,支持在汇聚层的主备交换机间快速实现故障切换。 

链路汇聚(以太网通道或802.3ad)等操作系统高可用特性,提供更高的带宽利用率,同时降低复杂性。 

使用QoS为关键任务网络流量分发优先级,从而尽量靠近网络入口对流量进行分类和排队。 

安全服务,通过配臵802.1x,、端口安全性、DHCP侦听、动态ARP检查及IP源保护等工具来增加安全性,从而更有效地防止非法网络访问。 

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