01-企业网网络规划概述.ppt
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1、企业网网络规划概述企业网网络规划概述ISSUE 3.0-肖春喜学习目标学习目标掌握网络规划的基本原则掌握网络规划的基本原则了解拓扑设计和地址规划原则了解拓扑设计和地址规划原则了解网络安全部署原则了解网络安全部署原则了解网络管理系统部署原则以及发展了解网络管理系统部署原则以及发展趋势趋势学习完本课程,您应该能够:学习完本课程,您应该能够:网络规划其实很难网络规划其实很难.一个合格的网络设计师需要具备如下条件:精通TCP/IP协议族中数十个协议的原理.精通N家厂商的N百种设备的性能和配置.还要具备统筹学、经济学、哲学的基本思想.丰富的实践经验和组织协调能力.对网络中的新技术保持高度的敏感性.胆大心
2、细、临危不乱的良好心里素质.网络规划其实很简单网络规划其实很简单.瞎说!根本没那么恐怖:常用的协议不超过10个,了解大概就行.主流厂商只有几家,相同厂家的产品配置相同.很多网络的模型都十分相似,照猫画虎即可.不就是画几个框框、圈几个圈圈、连几根线么.网络规划其实很崇高网络规划其实很崇高.当你进行网络规划时,你与画“向日葵”的凡.高谱写“命运交响曲”的贝多芬唱“我的太阳”的帕瓦罗帝设计“鸟巢”的安德鲁没什么区别,因为你们都是课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划IP地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网
3、络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则贺岁大片贺岁大片网络帝国网络帝国路由器(男主角)路由器(男主角)l网络中最重要的设备,提供最丰富的接口连接、软件特性,也是构建网络的核心力量。以太网设备(以太网设备(L2/L3/LANL2/L3/LAN接入)(女主角)接入)(女主角)l提供各种以太网接口类型的线速转发功能,是构建局域网和城域网的核心力量。路由交换设备(反串)路由交换设备(反串)l提供LAN交换板的路由器;提供增强型引擎的交换机路由器和交换机的融合趋势越来越明显。其他设备(配角)其他设备(配角)l网管、安全、语音、存储、视讯设备,提供网络的管理或业务增值功能。
4、二层或物理层交换设备(剧务)二层或物理层交换设备(剧务)lATM交换机、FR、X.25交换机、DDN节点机、传输设备。对各种物理端口进行带宽或时隙的拆分。对于网络规划通常是不可见的。常见网络设备常见网络设备路由交换设备路由交换设备路由器:以太网交换机(L2/L3/LAN):路由交换设备:+常见网络设备(续)常见网络设备(续)二层或物理层交换设备(广域网连接)二层或物理层交换设备(广域网连接)ATM交换机、FR、X.25交换机、DDN节点机、传输设备广域网广域网常见网络设备(续)常见网络设备(续)其他设备其他设备网管、安全、语音、视讯设备防火墙安全网关入侵检测系统语音服务器语音网关视频终端MCU
5、PBX系统CAMS网络中的设备网络中的设备基于基于CPUCPU的设备的设备l此类设备功能最强,由于所有的功能都由软件实现,几乎无所不能。但转发性能方面差强人意。基于基于ASICASIC的设备的设备l由固化的硬件芯片实现全线速的转发,但灵活性和升级能力很差。通常只能实现基本的路由及转发功能,但对一些特殊的业务能力(VPN,NAT,策略路由)支持很弱。基于基于NPNP的设备的设备l由微码级的可编程网络处理器实现全线速的转发。灵活性和升级能力远远优于ASIC,但较基于CPU的设备还有一定的差距。网络设备的分类网络设备的分类基于基于CPUCPU的设备的设备基于基于ASICASIC的设备的设备基于基于N
6、PNP的设备的设备CPU接口接口CPU接口接口CPU接口接口CPU接口ASIC交换网接口ASICASIC接口ASIC接口CPU接口NP交换网接口NPNP接口NP接口CPU网络的层次划分网络的层次划分核心层核心层l交换数据包,实现高速的数据流量运转,核心层的设备不但需要容量大,转发快,而且需要具备高稳定性。但通常对业务的需求不高。汇聚层汇聚层l隔离拓朴结构变化、控制路由表的大小及控制流量、端口的收敛。实现丰富的业务特性。接入层接入层l将终端用户接入到网络中,大量的端口,强大的接入能力。实现丰富的业务特性。几点说明几点说明l在小型的网络中,层次不一定这么明显,很可能只有两个甚至一个层次的设备。l在
7、一些大型网络中,层次可能划分的更细:例如,增加了边缘接入层、和骨干核心层。l在某个范围之内的核心层,在上一级网络中很可能只是汇聚层。网络规划基本原则网络规划基本原则可靠性原则可靠性原则l从设备本身(电信级可靠性)和网络拓扑(无单点故障)两方面考虑。可扩展性原则可扩展性原则l从设备性能(是否已达到满配),可升级的能力(是否可以通过平滑的软硬件升级支持未来的新业务和新特性)和IP地址、路由协议规划等方面考虑。可运营性原则可运营性原则l仅仅提供IP级别的连通是远远不够的。网络是否能够提供丰富的业务,足够健壮的安全级别,对关键业务的QOS保证搭建网络的目的是真正能够给用户带来效益。可管理原则可管理原则
8、l提供灵活的网络管理平台,利用一个平台实现对系统中的各种类型设备进行统一管理;提供网管对设备进行拓扑管理、配置备份、软件升级、实时监控网络中的流量及异常情况。网络规划流程图网络规划流程图端口选择备份方案IP地址规划QOS规划组播路由协议规划网管规划可运营可管理的安全网络可运营可管理的安全网络业务隔离及关键业务确保业务隔离及关键业务确保带宽及流量控制带宽及流量控制IP连通连通物理连通物理连通设备选型设备选型拓扑及板卡规划路由规划MPLS/VPN规划策略路由网络安全部署课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划I
9、P地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则设备选型需要参考的因素设备选型需要参考的因素可靠性可靠性l该设备是否提供关键模块(电源、主控板)的冗余备份,具备何种级别的可靠该设备是否提供关键模块(电源、主控板)的冗余备份,具备何种级别的可靠性性转发性能转发性能l通常做如下考虑:通过某设备的流量通常做如下考虑:通过某设备的流量(该设备满配最大流量)(该设备满配最大流量)/2/2。业务支持能力业务支持能力l除了普通的除了普通的IPIP路由功能外,是否需要该设备支持诸如(路由功能外,是否需要该设备支持诸如(NATNAT、各种、各种V
10、PNVPN、策略、策略路由)等业务属性。(路由)等业务属性。(CPUCPU、ASICASIC、NPNP)端口支持端口支持l是否能够提供组网所需要的端口。是否能够提供组网所需要的端口。扩展能力扩展能力l是否能够提供增加板卡以及软件升级提供未来可能需要的性能支持及业务能力是否能够提供增加板卡以及软件升级提供未来可能需要的性能支持及业务能力支持。(支持。(CPUCPU、ASICASIC、NPNP)价格因素价格因素l在综合考虑以上因素的基础上选择适当的设备。只选对的,不选贵的。在综合考虑以上因素的基础上选择适当的设备。只选对的,不选贵的。设备选型需要参考的因素设备选型需要参考的因素可靠性转发性能业务支
11、持能力端口支持扩展能力价格因素?课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划IP地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则网络拓扑层次设计网络拓扑层次设计接入层接入层汇聚层汇聚层核心层核心层高速数据交换高速数据交换路由汇聚及流量收敛路由汇聚及流量收敛工作组接入和访问控制工作组接入和访问控制网络设计分三层:核心层、汇聚层、接入层网络设计分三层:核心层、汇聚层、接入层网络中常用的拓扑结构网络中常用的拓扑结构星形或双星形星形或双星形l常见于下层网络
12、与上层之间的拓扑结构,主要的网络流量都在分支节点与核心节点之间发生,两个分支节点之间不通讯或流量很少。网络中常用的拓扑结构网络中常用的拓扑结构网状或部分网状网状或部分网状l常见于同一层次(核心层或汇聚层)之间的设备互联,这些设备之间通常都是对等通信,或者这些设备之间需要确保互联而增加很多的冗余链路。网络中常用的拓扑结构网络中常用的拓扑结构混合组网混合组网l在同一个网络中,不同的层次之间通常采用不同的拓扑结构,通常核心层或汇聚层采用网状或部分网状相连,核心层与汇聚层或汇聚层与接入层之间采用星形或双星形相连。课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备
13、份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划IP地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则网络中常用的端口类型网络中常用的端口类型高速端口(高速端口(100M100M以上)以上)lPOS(155M、622M、2.5G)lATM(155M、622M)l快速以太网(100MFE、GE、10GE)中速端口(中速端口(10M100M10M100M)lE3(34.368M)lT3(44.736M)l以太网(10M)低速端口(低速端口(10M10M以下)以下)lPSTN异步拨号(56K)lISDN异步拨号(64K)lV24同步SA(64K)l
14、V35同步SA(2M)lT1(1.54M)lE1(2M)lADSL(2M8M)网络中常用的端口拆分及聚合网络中常用的端口拆分及聚合高速端口的拆分高速端口的拆分lATM接口通过ATM交换机拆分,可以连接任意带宽的ATM接口。lCPOS接口通过传输设备拆分,可以连接不同带宽的E1接口。l高速以太网通过MSTP传输设备拆分,可以连接任意带宽的以太网接口。lE1接口通过DDN节点机设备拆分,可以连接不同带宽的同步串口。l优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备(MN)。低速端口的聚合低速端口的聚合lN个相同带宽为M的以太网接口可以聚合成一个N X M带宽的接口。lN个相同带宽为M的串口或E
15、1接口可以聚合成一个N X M带宽的接口。l优点是可以用低速的端口提供高速的带宽。聚合后的N个物理接口从逻辑上表现为一个接口,只使用一个IP地址。聚合接口本身的聚合及备份由链路层协议解决。端口的拆分和聚合端口的拆分和聚合高速端口的拆分高速端口的拆分低速端口的聚合低速端口的聚合ATM155M ATM30M11M2M2M E1CPOS22M E1N2M E1Ethernet网络中常用的端口互联方式网络中常用的端口互联方式对等型互联对等型互联l互联的两台设备之间接口类型及带宽完全相同。l例如:E1E1;100M Ethernet100M Ethernet;l常用于同一层次之间的设备互联。非对等型同质
16、接口互联非对等型同质接口互联l互联的两台设备之间的接口类型相同,但带宽不同。l例如:ATM(ATM交换机)nATM。l例如:1GE(MSTP传输设备)nFE。l常用于上层设备的1个端口与N个下层设备之间互联。优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备(MN)。非对等型异质接口互联非对等型异质接口互联l互联的两台设备之间的接口类型不相同,而且带宽也不同。l例如:CPOS(传输设备)nE1。l例如:E1(DDN节点机)n64K。l常用于上层设备的1个端口与N个下层设备之间互联。优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备(MN)。互联方式互联方式对等型互联非对等型同质接口互联非对
17、等型异质接口互联2M E12M E11000M Ethernet100M Ethernet100M Ethernet100M EthernetMSTP2M E1CPOS2M E12M E1课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划IP地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则网络中常用的备份原则网络中常用的备份原则基本的备份原则基本的备份原则l备份花费的代价=设备故障带来的损失;l通常只考虑N1备份,即:关键的设备、链路、模块中任何一个出现
18、故障,不会影响整网运行。l备份通常从拓扑、设备自身、协议等几方面考虑。l备份不仅仅要从逻辑的角度考虑,更需要从物理的角度考虑问题。接入层备份思路接入层备份思路l通常选择不具备关键模块冗余功能的设备。l通常不考虑双机备份或者仅提供双链路级别上行的备份。汇聚层备份思路汇聚层备份思路l通常选择具备关键模块冗余功能的设备。l通常考虑双机备份,上行通常提供双链路级别的备份,并且汇聚层设备之间考虑环行连接。核心层备份思路核心层备份思路l通常选择具备电信级可靠性的设备。l在拓扑上考虑核心层设备之间网状或部分网状连接。对称性备份与非对称性备份对称性备份与非对称性备份对称性备份对称性备份l对称方案中主备两种方案
19、所提供的带宽是相等的。备份设备或者备份链路同时也参与运营。需要考虑的是由于等值路由造成的报文路径不同,会导致的上层协议报文重组需要部分等待时间,从而造成效率下降的问题。解决的方案是尽量选择等值路由情况下逐流转发的设备而非逐包转发的设备。非对称性备份非对称性备份l非对称方案中备份链路提供较小或相等的带宽,只有在主用链路故障时备份链路才会生效。l如果希望备份链路或备份设备也投入运行,可以通过策略路由或路由协议的规划使备份链路运行特定的部分业务流量。备份的基本方式链路备份备份的基本方式链路备份对称性备份对称性备份非对称性备份非对称性备份 针对主机的备份技术针对主机的备份技术VRRP路由器之间的路由器
20、之间的VRRPVRRPl两台路由器通过一台二层交换机交换VRRP报文信息,并向下提供虚拟IP及MAC地址。l主用的路由器同时监控上行接口,上行链路故障或设备故障时会自动切换。虚拟地址:10.0.0.1虚拟MAC:00005eXXXX01接口10.0.0.2接口10.0.0.3监控上行端口虚拟地址:10.0.0.1虚拟MAC:00005eXXXX01接口10.0.0.2接口10.0.0.3监控上行端口三层交换机之间的三层交换机之间的VRRPVRRPl两台L3通过一条互联的trunk接口交换VRRP报文信息。l主用的L3同时监控上行接口,上行链路故障或设备故障时会自动切换。l主机通常具备双机热备份
21、机制,同时上连两台L3。针对网络设备的备份技术针对网络设备的备份技术链路层的备份链路层的备份lPPP协议中的MP可以自动做到捆绑的N条链路之间的自动备份,流量的自动分配,故障时的自动切换。l以太网的聚合技术802.3ad,可以自动做到捆绑的N条链路之间的自动备份,流量的自动分配,故障时的自动切换。IPIP层的备份层的备份lIP层的备份原理实际上是利用路由表添加路由的规则来实现的:对于到达相同目的地的路由,路由器只使用最优的一条。如果最优的路由消失,则依据相同的规则选择原来的次优路由。l静态路由之间使用优先级不同来控制优劣。l不同的动态路由协议之间使用优先级来控制优劣。l同一协议内部使用不同的花
22、费值来控制优劣。局域网内整机备份技术局域网内整机备份技术lIRF通过增加设备来扩展端口数量和交换能力,同时也通过多台设备之间的互相备份增强了设备的可靠性,可以提供基于三层的链路、转发、管理、路由备份。特定技术整机备份特定技术整机备份IRF 综合弹性结构综合弹性结构(integrated resilient frame)Master UnitOSPFRIP备份备份信息信息设备板卡规划设备板卡规划设备的板卡布局也需要规划?当然!原则是:l不要把所有的鸡蛋放在同一个篮子里;如果有M个鸡蛋和N个篮子,尽量把M个鸡蛋平均放在N个篮子里。使得当失去一个篮子时损失的鸡蛋数量=M/N向上取整。l当某台设备上同
23、时存在高速及低速接口时,板卡布局时要充分考虑到设备的性能。MPLS骨干网骨干网155MPOS2XE1已知:某已知:某NE16E配置了两块配置了两块POS卡;两块卡;两块8E1卡;两块卡;两块VIU板;板;它的实际连接情况如图所示。它的实际连接情况如图所示。请画出它的最佳面板布局图。请画出它的最佳面板布局图。设备板卡规划设备板卡规划012345678910 11 12 13 14 15 16电源电源RSURSUALUHAUHAU电源电源电源电源 POS155M2xE1 POS155M2xE1012345678910 11 12 13 14 15 16电源电源RSURSUALUHAUHAU电源电源
24、电源电源 POS155M POS155M2xE12xE1最佳方案最差方案课程内容课程内容网络概述网络概述设备选型设备选型网络拓扑选择网络拓扑选择端口选择端口选择备份方案和板卡的规划备份方案和板卡的规划IP地址的规划和命名原则地址的规划和命名原则网络安全规则原则网络安全规则原则网络管理系统规划原则网络管理系统规划原则IP地址规划的重要性地址规划的重要性lIP地址的合理规划是网络设计中的重要一环,大型网络必须对IP地址进行统一规划并得到实施。IP地址规划的好坏,影响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到网络的扩展,影响到网络的管理,也必将直接影响到网络应用的进一步发展。l如果要看一个网
25、络的规划质量、如果要看一个网络设计师的技术水准,直接看他的IP地址规划好了。IP地址规划是一项艺术创造!地址规划是一项艺术创造!IP地址规划的基本原则地址规划的基本原则唯一性:唯一性:l一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。即使使用了支持地址重叠的MPLS/VPN技术,也尽量不要规划为相同的地址。连续性连续性l连续地址在层次结构网络中易于进行路径叠合,大大缩减路由表,提高路由算法的效率。扩展性扩展性l地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。实意性实意性l“望址生义”,好的IP地址规划使每个地址具有实际含义,看到一个地址就可以大至判断出该地址所属的
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