基于异构网络设备的企业网络改造升级.docx
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基于异构网络设备的企业网络改造升级
目录
第一章:
绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2异构网络前景1
1.3章节概述2
第二章:
异构网络平台3
2.1EIGRP介绍3
2.2OSPF介绍4
2.3异构网络协议的区别及优缺点6
2.4异构网络协议融合8
2.5异构网络软件管理9
第三章需求分析12
3.1异构网络需要解决的主要问题12
3.2异构网络应该具备的基本功能12
3.2.1网络平台概述12
3.2.2网络平台的分析12
第四章异构网络的总体设计14
4.1背景14
4.1.1概述14
4.1.2网络现状14
4.1.3建设目标15
4.2网络设计15
4.2.1设计原则15
4.2.2网络设计方案15
4.3核心网络升级16
4.3.1网络核心层16
4.3.2网络接入层设计17
4.4智能网络管理17
4.4.1IMC网络设备管理17
4.4.2IMC用户接入管理22
4.4.3EAD端点准入控制25
4.4.4VLAN分组设计28
4.5网络设备升级清单30
4.6设备模拟配置33
4.6.1交换机配置33
4.6.2路由器配置37
4.6.3路由重发布设置39
第五章总结与展望45
5.1总结45
5.2展望45
参考文献46
致谢47
附录网络设备源代码48
第一章:
绪论
1.1研究背景及意义
随着以H3C、Juniper等网络公司的崛起,Cisco在网络公司的地位受到了巨大的挑战。
但Cisco作为曾经的网络巨人,拥有近70%巨大的市场份额,Cisco在网络市场拥有这近乎垄断的地位。
为了维护自己的巨额利润,Cisco的网络协议大部分采用的是自己的私有协议,在自己一家独大的时候,通过私有协议,设立技术/市场壁垒,这样可以保持自己企业在业界的垄断地位。
随着市场的开放和竞争,公有协议必将成为未来网络设备公司的发展道路。
在这段交替时期,私有协议和公有协议将相互共存,相互之间有一定的兼容性。
由于因特网业务的发展超出了人们的想象,同时也由于通信标准的制定也需要一定时间,有一定的滞后,当时出现了没有合适的通信标准可遵循的局面,而因为Cisco的市场优势地位,Cisco采用的通信协议成为业界的事实标准。
同时Cisco也参加到IETF的工作中(该组织是因特网标准的主要制定者),派出大量人员参与、影响和控制该组织的活动,并取得了IETF中的绝大多数的领导席位操纵该组织的活动(目前该组织的主席为Cisco员工,并且Cisco员工大量占有AD和工作组主席位置)。
Cisco往往利用其在市场的垄断地位,强行推广其私有协议成为事实标准,而后利用其市场优势和在IETF中的统治地位将其私有协议在IETF确立为国际标准。
曾经在市场中曾出现过Cisco的设备不符合IETF标准,但一段时间后,Cisco将IETF标准修改为和其私有协议一致。
随着国际、国内标准的出现,一些企业变换为既有标准,又有其私有协议的策略应对,在送国家入网检测时,使用标准协议,但在网络实际使用时,由于网上存在早期使用私有协议的Cisco设备,为了互通,全网自然又变成了私有协议在起作用(不排除为了屏蔽其他厂家进入,故意使用非标准协议)。
对于其他后进的企业,为了能够将设备卖进现行网络,也不得不支持这些私有(非标准)协议。
一旦这种情况出现,这些企业就可以使用"侵权大棒"对后进企业诉诸法律,最终还是表现为排它性。
[1]
1.2异构网络前景
现阶段Cisco在网络业界的老大地位将会保持相当长的一段时间,但Cisco自己生产的设备也兼容公有协议,公有协议与私有协议并存的局面将保持下去,直到有其他公司可以挑战Cisco在业界的地位。
网络平台的改造升级从原有的唯一品牌产品——Cisco,发展为多元化厂家平台,相互兼容性也是未来的发展方向。
网络已经成为企业信息化的基础设施,对于单一的网络设备可以实现简单、高效的网络管理。
但对于用户来说,采购多种网络设备有避免被单一厂商控制、以及降低采购成本等方面的吸引力,在与厂商的博弈关系中会处于相对有利的位置。
因此,构建一个多种设备的网络基础设施对用户来说是必要的,但由此带来的问题就是如何有效地进行网管。
无疑,多种网络设备的异构环境会带来相当程度的复杂性,需要化繁为简,根据实际情况做出合理的网络管理方案选择。
[1]
1.3章节概述
在本文里第一章主要是对毕业设计课题的一个概述,在第二章主要介绍了不同网络设备之间使用的不同的网络协议以及不同协议之间的异同点和优缺点,在第三章里则是主要介绍了异构网络平台搭建的一些要求以及一些设想,到了第四章则是具体介绍异构企业网络平台搭建的具体实现过程。
第二章:
异构网络平台
异构网络路由协议主要是由EIGRP和OSPF构成。
二者分别是私有协议和公有协议,由不同的组织和厂家制定.下面分别介绍两种网络协议以及两种协议之间的异同点和优缺点。
2.1EIGRP介绍
EIGRP和早期的IGRP协议都是由Cisco发明,是基于距离向量算法的动态路由协议。
EIGRP(EnhancedInteriorGatewayRoutingProtocol)是增强版的IGRP协议。
它属于动态内部网关路由协议,仍然使用矢量-距离算法。
但它的实现比IGRP已经有很大改进,其收敛特性和操作效率比IGRP有显著的提高。
EIGRP的收敛特性是基于DUAL(DistributedUpdateAlgorithm)算法的。
DUAL算法使得路径在路由计算中根本不可能形成环路。
它的收敛时间可以与已存在的其他任何路由协议相匹敌。
EIGRP协议主要具有如下特点:
1.精确的路由计算和多路由的支持
EIGRP协议继承了IGRP协议的最大的优点:
矢量路由权。
EIGRP协议在路由计算中要对网络带宽,网络时延,信道占用率,信道可信度等因素作全面的综合考虑,所以EIGRP的路由计算更为准确,更能反映网络的实际情况。
同时EIGRP协议支持多路由,使路由器可以按照不同的路径进行负载分担。
2.较少的带宽占用
使用EIGRP协议的对等路由器之间周期性的发送很小的hello报文,以此来保证从前发送报文的有效性。
路由的发送使用增量发送方法,即每次只发送发生变化的路由。
发送的路由更新报文采用可靠传输,如果没有收到确认信息则重新发送,直至确认。
EIGRP还可以对发送的EIGRP报文进行控制,减少EIGRP报文对接口带宽的占用率,从而避免连续大量发送路由报文而影响正常数据业务的事情发生。
3.无环路由和较快的收敛速度
路由计算的无环路和路由的收敛速度是路由计算的重要指标。
EIGRP协议由于使用了DUAL算法,使得EIGRP协议在路由计算中不可能有环路路由产生,同时路由计算的收敛时间也有很好的保证。
因为,DUAL算法使得EIGRP在路由计算时,只会对发生变化的路由进行重新计算;对一条路由,也只有此路由影响的路由器才会介入路由的重新计算。
4.MD5认证
为确保路由获得的正确性,运行EIGRP协议进程的路由器之间可以配置MD5认证,对不符合认证的报文丢弃不理,从而确保路由获得的安全。
5.任意掩码长度的路由聚合
EIGRP协议可以通过配置,对所有的EIGRP路由进行任意掩码长度的路由聚合,从而减少路由信息传输,节省带宽。
6.同一目的但优先级的路由可实现负载分担
去往同一目的的路由表项,可根据接口的速率、连接质量、可靠性等属性,自动生成路由优先级,报文发送时可根据这些信息自动匹配接口的流量,达到几个接口负载分担的目的。
7.协议配置简单
使用EIGRP协议组建网络,路由器配置非常简单,它没有复杂的区域设置,也无需针对不同网络接口类型实施不同的配置方法。
使用EIGRP协议只需使用routereigrp命令在路由器上启动EIGRP路由进程,然后再使用network命令使能网络范围内的接口即可。
[1]
2.2OSPF介绍
OSPF是OpenShortestPathFirst(即"开放最短路由优先协议")的缩写。
它是IETF组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。
在IP网络上,它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。
每一台运行OSPF协议的路由器总是将本地网络的连接状态,(如可用接口信息、可达邻居信息等)用LSA(链路状态广播)描述,并广播到整个自治系统中去。
这样,每台路由器都收到了自治系统中所有路由器生成的LSA,这些LSA的集合组成了LSDB(链路状态数据库)。
由于每一条LSA是对一台路由器周边网络拓扑的描述,则整个LSDB就是对该自治系统网络拓扑的真实反映。
根据LSDB,各路由器运行SPF(最短路径优先)算法。
构建一棵以自己为根的最短路径树,这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。
在图论中,"树"是一种无环路的连接图。
所以OSPF计算出的路由也是一种无环路的路由。
OSPF协议为了减少自身的开销,提出了以下概念:
(1).DR:
在各类可以多址访问的网络中,如果存在两台或两台以上的路由器,该网络上要选举出一个"指定路由器"(DR)。
"指定路由器"负责与本网段内所有路由器进行LSDB的同步。
这样,两台非DR路由器之间就不再进行LSDB的同步。
大大节省了同一网段内的带宽开销。
(2).AREA:
OSPF可以根据自治系统的拓扑结构划分成不同的区域(AREA),这样区域边界路由器(ABR)向其它区域发送路由信息时,以网段为单位生成摘要LSA。
这样可以减少自治系统中的LSA的数量,以及路由计算的复杂度。
OSPF使用4类不同的路由,按优先顺序来说分别是:
区域内路由
区域间路由
第一类外部路由
第二类外部路由
区域内和区域间路由描述的是自治系统内部的网络结构,而外部路由则描述了应该如何选择到自治系统以外目的地的路由。
一般来说,第一类外部路由对应于OSPF从其它内部路由协议所引入的信息,这些路由的花费和OSPF自身路由的花费具有可比性;第二类外部路由对应于OSPF从外部路由协议所引入的信息,它们的花费远大于OSPF自身的路由花费,因而在计算时,将只考虑外部的花费。
路由器计算最短路径树,以自己为根。
这个最短路径树就生成了路由表。
OSPF协议主要优点:
1、OSPF是真正的LOOP-FREE(无路由自环)路由协议。
源自其算法本身的优点。
(链路状态及最短路径树算法)
2、OSPF收敛速度快:
能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。
3、提出区域(area)划分的概念,将自治系统划分为不同区域后,通过区域之间的对路由信息的摘要,大大减少了需传递的路由信息数量。
也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。
4、将协议自身的开销控制到最小。
1)用于发现和维护邻居关系的是定期发送的是不含路由信息的hello报文,非常短小。
包含路由信息的报文时是触发更新的机制。
(有路由变化时才会发送)。
但为了增强协议的健壮性,每1800秒全部重发一次。
2)在广播网络中,使用组播地址(而非广播)发送报文,减少对其它不运行ospf的网络设备的干扰。
3)在各类可以多址访问的网络中(广播,NBMA),通过选举DR,使同网段的路由器之间的路由交换(同步)次数由O(N*N)次减少为O(N)次。
4)提出STUB区域的概念,使得STUB区域内不再传播引入的ASE路由。
5)在ABR(区域边界路由器)上支持路由聚合,进一步减少区域间的路由信息传递。
6)在点到点接口类型中,通过配置按需播号属性(OSPFoverOnDemandCircuits),使得ospf不再定时发送hello报文及定期更新路由信息。
只在网络拓扑真正变化时才发送更新信息。
5、通过严格划分路由的级别(共分
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