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网络设备解决方案
第1章网络设备解决方案(AlliedTelesis)
第1节前言
随着Internet的快速发展和Intranet技术的普及,TCP/IP协议成为占决定性主导地位的网络协议。
以前大多数银行运行和生产网络主要使用IBM主机,但是现在在它们的业务网络、办公网络及其它网络中逐渐都采用TCP/IP协议。
采用了TCP/IP技术后,可以充分利用INTERNET和INTRANET技术的最新成果。
因此,无论是从减少投资,提高设备和线路的利用率、还是从降低费用出发,以IP作为骨干的传输机制,从传统的层次性体系结构向新兴的Internet技术逐步过渡是一件很有价值和意义的事情。
随着网络通信技术的飞速发展和TCP/IP协议的普及,通信技术的新近发展,可以提供更高的链路速度、带宽和响应时延。
IP以其兼容性好,成本低等特点成为大多数商业大楼的网络平台。
当今的网络,除了承载传统数据交换以外,还要承载商业办公业务(例如公文传送、网络电话、视频会议等应用)。
考虑到今后商业大楼网络支持多业务的趋势,IP网络平台是最佳选择。
安奈特(中国)网络有限公司,身为全球领先的以太网和IP网络产品的供应商,致力于用合理的价格、高可靠性的技术和产品、优质的服务帮助用户构建网络世界,完善运营形式,降低成本,提高效率。
安奈特公司愿意为广东省新办公楼的网络建设建设提供完善的网络解决方案。
第2节项目需求分析
1.2.1广东省新办公楼网络建设需求
广东省新办公楼为满足本单位日益增长的对宽带网络通信的需求要求,结合目前的网络资源,拟建立覆盖本地区的IP多业务网络系统平台。
以实现集数据、语音、视频等多种业务为一体的高效通信网络,提供海南地区承载数字电视的IP宽带网络系统,并充分利用新建网络的带宽优势和QoS特性,进一步发展多功能的增值业务,包括宽带上网、IP电话系统等应用系统。
根据广东省新办公楼对现有以及即将发展的各种业务应用系统的描述以及所提供的有关数据来分析,不难看出现有宽带数据网的基本功能对网络带宽的需求比较高,而且此类应用系统要求网络具有非常高的可靠性及可用性。
而即将发展的各种基于视频和语音的应用系统则不但要求网络具有充足的带宽,更为重要的是新建的网络平台必须能够提供完善的QoS保证机制。
除此之外,新建的网络系统除了必须具备技术先进性和高性能的优势,还必须拥有一套功能强大的集中化管理系统,并能够提供灵活的管理方式和手段,以充分发挥网络资源优势,保障各种应用系统的顺利运行。
而且有如此强大的管理系统支持,使得广东省新办公楼完全有能力对其广泛覆盖的宽带网络资源进行管理。
1.2.2广东省新办公楼信息点需求
信息点数量统计表:
楼层
信息点数量
1
14
2
0
3
104
4
79
5
100
6
62
7
52
8
1
1.2.3总体系统设计原则
我们将本着量体裁衣、合理规划、技术先进的思路,按照韶关学院图书馆的实际需求,结合当前网络技术发展现状,进行选型和系统集成。
系统方案设计遵循下列几条重要原则:
(1)开放性符合标准与规范
选择的技术和产品要符合国际、国家的相关行业标准,实现与主流产品互联。
设计和施工过程中必须符合相关的国际标准、国家标准和行业标准。
(2)实用性和可维护性
必须保证系统适用、实用和方便,系统设计必须科学合理,具有良好的性能价格比,拓扑结构和技术符合整个网络信息量和信息流的特点。
充分考虑用户情况,强调实用性、易操作性和易管理维护性。
网络管理系统可以让网络维护人员方便地对网络设备进行维护和远程控制。
(3)系统的先进性
系统建设既要立足现在成熟的、先进的技术,又要考虑未来几年技术的发展情况和趋势。
规划建设必须有技术超前的意识,既要着眼于网络需求,也考虑远期网络发展战略,保证系统所采用的设备网络技术设备和技术指标在3-5年内不落后。
(4)系统的稳定性和安全性
系统建成并投入使用后,将成为整个办公楼管理工作不可缺少的辅助工具,系统瘫痪的后果是难以想象的。
因此系统必须在高性价比的条件下,从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维护响应能力,备件供应能力等方面考虑,使得系统故障发生的可能性尽可能少,影响尽可能少,对各种可能出现的紧急情况有应急的工作方案和对策。
(5)易扩展和易升级
既要考虑兼容原有系统,更要考虑扩展和升级,以保护用户的投资。
扩展性要同时考虑设备端口、网络结构和网络协议的扩展。
(6)多协议支持和网络管理
网络应该支持多种连接方式和多种通讯协议。
要使网络能够支持虚拟网络,按照用户要求逻辑地划分网络,既降低网络的广播流量,又进一步增强系统的安全性。
合适的、功能完善的网络管理系统,使得系统管理员能够方便地管理网络,并具备自动进行性数据的分析、历史数据的登记与趋势分析、事件管理;具有计帐管理工具、安全管理、配置管理及其他多种高级功能。
第3节安奈特解决方案
1.3.1广东省新办公楼网络总体规划
核心网络技术
以太网作为一种深受用户欢迎的局域网技术,在高科技不断进步的带动下发展很快。
从10M->100M-1000M不断发展,目前万兆以太网也已经出现。
以太网以低廉的价格提供高速的网络连接,而且升级非常方便。
目前,几乎所有的园区网都采用了以太网技术,因此以太网已经成为了园区网的核心。
广东省新办公楼网络,也应该基于以太网为核心进行建设。
二层交换网络模型,模块化的设计
园区网的发展方向是使用分级设计的多层交换网络,这样能够使网络工作在最佳状态,并具有较好的可伸缩性、容错性和可操作性。
结合实际需求,建议广东省新办公楼网络采用2层交换网络模型,模块化的设计来进行建设。
2层交换网络的模型,就是在功能上将整个网络划分为不同的2个层次,分别为核心层和接入层。
每个网络层次完成不同的功能,相互配合,构建一个科学合理的网络。
核心层提供高带宽无阻塞的数据包转发,完成路由计算,流量分担,广播控制,同时实施网络的一些策略及安全控制,提供一个稳定可靠安全的网络骨干;接入层提供用户的高速接入,流量限制,广播控制,接入认证及基于2层的安全控制等。
2层模型的最大优点取决于它的分级设计和模块化。
分级是因为各层之间的定义非常分明,非常专业,分层的作用可以让广播数据限制在比较小的范围内,并能通过动态路由协议在主干网上实现链路负载平衡功能。
多层交换保持现有的寻址方式,容易升级迁移及扩展,带宽升级可以从以太网到快速以太通道、千兆以太网到千兆以太通道。
模块化是因为同一个层中的各个部分起着相同的作用。
模块化的另一个突出的优点是每一层中的设备都按照同一个程序运行,所以,设置工作和故障排除也变得相对容易,整个设计着重考虑的是工作性能、路径选择和故障恢复。
还有,就是模块化便于网络的扩展。
网络扩展基本不会影响到原有的网络。
1.3.2网络拓扑
按照分层和模块化的概念,结合广东省新办公楼的实际情况,网络系统分为核心层及接入层。
使用星型网络拓扑。
网拓扑如下:
内网网络拓扑图
外网网络拓扑图
网络核心层设计
核心交换设备采用安奈特AT-SB4004(SwitchBlade4004)电信级多层骨干交换机。
AT-SB4004在所有的端口上都提供了基于硬件的第二层到第四层交换能力。
核心交换机配置一块8口10/100/1000M,用于连接主配线间接入交换机及服务器;配置一块8端口SX千兆光纤模块,用于连接配线间的堆叠交换机。
AT-SB4004采用模块化结构,提供192Gbps的交换能力和144Mpps的多层数据包线速转发能力,提供多达6个插槽,其中两个是交换引擎插槽,其余4个是负载模块插槽,最多可提供多达128个全线速、无阻塞的1000M(双绞线、多模光纤、单模光纤)端口,或最多192个10/100M端口。
不仅能满足目前需要,而且能满足未来的扩容需要。
此外,AT-SB4008提供增强功能软件包,支持IPv6、BGP4、OSI(IS-IS)、LoadBalancer,可以将网络平滑升级至新一代IP网络。
高性能
AT-SB4004交换机是模块化的多层交换机,提供强大的基于硬件的全线速,无阻塞多层交换,在所有类型的端口上无阻塞的转发各种不同长度的L2,L3数据。
AT-SB4008提供高达192G高吞吐交换矩阵,144Mpps的包转发能力,6槽机箱,是具有大容量、无阻塞、线速转发特性的运营级以太网交换机,具有业界领先的背板吞吐量和端口密度。
采用业界领先的分布式交换设计,每个负载模块拥有独立的ASIC芯片,可独立进行线速三层交换,大幅度减少交换引擎工作负担,提高交换能力。
万兆以太网
系列交换机支持万兆以太网AT-SB4541模块,该模块提供了一个10Gb的XFP接口,可以根据用户的需求配置不同规格的万兆光纤接口,传输距离可以支持500米、10公里、40公里等多种选项。
万兆以太网AT-SB4541模块的推出,可以帮助用户将他们已有的千兆网络延伸到新一代的万兆骨干网上,进一步提升了SwitchBlade的高可扩展性,保护用户的平滑投资。
高可靠性
在高可用性设计上,AT-SB4000机箱采用了无源背板,全冗余设计(冗余引擎交换引擎、N+1电源冗余),所有模块支持热插拔,为用户提供高可用性解决方案。
功能强大
AT-SB4000交换机支持丰富的2层/3层特性集合,包括静态路由,路由协议集(RIP/RIPv2,OSPF,BGP-4,IS-IS),组播协议(IGMP,IGMPSnooping,DVMRP,PIM-SM,PIM-DM),支持IP路由,IPX路由和Appletalk路由,4096VLANs,和灵活的链路汇聚功能(LAG)等。
AT-SB4000系列交换机提供市场领先的QoS机制,精细的控制能力,帮助用户实现从物理层到第4层以上的带宽流量控制,128级流量分类,以64k为增量的最大/最小带宽保障,让用户可以灵活的部署基于策略和服务品质协议(ServiceLevelAgreements)的Qos流量管理,AT-SB4000在高速,灵活,基于硬件交换的平台上,结合IEEE802.1Q/p,DiffServ,RSVP等协议,实现了强大的QoS控制功能。
当前各个行业的用户基于自身的应用对网络平台有着不同的需求,例如:
教育行业用户希望能在同一个网络平台上区分教职员工和学生的不同应用数据流,提供相应的带宽保障策略,并部署多个各自独立的组播组。
城域网运营商希望能不断的扩展他们的网络运营平台,为不同类型的接入用户提供灵活,丰富的带宽保障选择.AT-SB4000系列交换机正是根据用户对流量控制的不同期望而设计,可以广泛的适用于教育,企业,政府,电信等各个行业。
AT-SB4000系列的易用性设计目标是帮助用户实现简单友好的控制管理,并且不牺牲任何控制功能及灵活性。
为做到这点,安奈特在AT-SB4000交换机中集成了与控制管理相关的丰富特性:
内置DHCPServer,支持TFTP,可以帮助用户灵活的备份/上传配置文件;既可以做为NTP(NetworkTimeProtocol)客户端,也可以作为NTP的服务器;先进的预警触发功能结合Email客户端软件可以帮助网络管理人员对系统进行实时,严格的监控和管理。
AT-SB4000支持标准的CLI管理接口和基于简单直观的图形界面管理,通过Console端口和以太网端口可以实现安全灵活的带内/带外网络管理。
负载均衡功能可以帮助用户更合理的部署访问公共资源组的网络流量,从而大幅提升网络的利用率。
在这里,公共资源组指的是一组具有相同资源或功能的设备群组,例如防火墙,服务器,或其他网络设备。
通过选择算法,网络管理员可对网络流量负载如何分布进行控制,例如负载均衡功能可以监视进入网络的HTTP需求流量,将其平均的,或是进行优先级加权后分发给多台服务器进行处理。
AT-SB4000系列交换机非常适合用于构建企业/园区核心。
模块化设计可以让用户灵活组合广泛的接口类型模块以满足不同需求。
AT-SB4000提供众多优秀的特性,灵活部署基于策略的QoS机制,丰富的组播特性,简单高效控制功能方便用户的管理与维护.
可扩展
AT-SB4000系列交换机机箱提供了非常灵活广泛的模块接入能力.
以SB4004构建的局域网核心还具有很好的扩展性,6槽机箱最大支持128个GE端口,并且支持4个万兆以太网接口。
全面支持IPv6
IPv6协议被称为"下一代"协议,是IETF专为解决当前使用第4版IP协议导致的相关问题而设计的。
今天,正在被使用的Internet网络基本都是构建在IPv4之上的,人们使用IPv4地址已有近20年的历史,目前面临的最大问题就是地址资源日渐枯竭。
IPv6解决了很多IPv4带来的问题,地址资源不会再受到限制,并且IPv6对IPv4做了多项改进,例如路由和网络的自动配置等。
IPv6将会逐渐取代IPv4,在这个迁移的过程中,用户的网络会出现IPv6与IPv4并存的局面,这种局面可能会持续几年之久,与安奈特其他的多层交换设备和路由器一样,AT-SB4008交换机同时支持IPv6和IPv4,并可以为用户提供平滑的IPv6迁移解决方案。
楼层网络接入
网络接入层提供高带宽的用户终端物理接入;
网络接入层提供用户接入,对用户做带宽限制;
对广播做适当地控制,减少广播流量到达汇聚层,避免汇聚层设备因处理大量的广播而降低性能;
可管理性,可以通过多种方式进行接入层的管理,支持堆叠,可以用一个IP地址管理多台交换机,简化网络的维护,灵活的进行网络配置;
根据各楼层的接入信息点数,分配线间分别使用多台AT-8000系列可堆叠高性能2层以太网交换机。
每配线间楼层交换机通过多模1000M光纤连接到核心交换机,提供了到网络核心的冗余链路,通过100MUTP连接到信息点终端接入设备。
AT-8326GB有24个10/100TX端口、两个千兆GBIC插槽;
优异的性能
AT-8300系列快速网管可堆叠交换机能提供优异的性能,简单易用,适用于复杂的环境,极高的性能价格比。
它具有17.3Gbps(8326GB)/34.6Gbps(8350GB)无拥塞的交换结构、线速转发数据包、重要队列优先技术等优异的性能。
自动MDI/MDIX切换以太网端口。
最大包转发率:
6.5Mpps(8326GB)/13Mppsbps(8350GB)。
安全控制
AT-8300系列交换机提供基于2层的安全控制。
支持多达256个VLAN,可以通过将不同组的用户分在不同的VLAN里,隔绝不同VLAN用户的第二层通讯和广播。
同时,AT-8300可限制每个端口接入的MAC地址数量,也可将目前动态学习到的MAC地址自动记录在交换机的配置中,避免了其它交换机对MAC地址做限制时要手工将MAC地址输入配置的烦杂操作。
对于非法MAC地址的试图接入,AT-8300将会在丢弃数据包的同时,发出报警。
可堆叠
AT-8300系列交换机提供了高性价比的可堆叠方案,可以通过固定集成的堆叠模块(不需另外购买),将多至6台交换机进行堆叠,扩展交换机端口密度,其背板堆叠的速度达到2.66Gbps。
同时,堆叠的多台交换机可以作为一个逻辑设备,只要一个IP地址,就可以对同一堆叠内的所有交换机进行管理,简化了网络的维护工作。
冗余性
基于IEEE802.1d的生成树协议(STP)能够实现快速收敛、最小化网络故障时间和最少的数据包丢失。
8350GB还提供了冗余的备份电源,保证设备在主电源失效的时候还能正常工作。
。
方便的管理性
尽管AT-8300系列交换机设计成为即插即用设备,但是它也提供了广泛的、无需额外费用的管理功能,包括基于Console、CLI、WEB、SNMP的管理和TELNET。
丰富的特性集
AT-8300系列丰富的特征包括802.1QVLAN标记和802.1p队列优先技术。
AT-8300系列支持大型网络的微分和区分传输的优先次序。
当网络管理者带宽资源紧张或者有必须优先发送的数据时,AT-8300系列能为这些数据流配置优先传输的优先级。
AT-8300系列同时也支持IEEE802.3ad,提供了最多达到4个10/100M端口或2个1000M端口的聚合。
AT-8300系列提供每端口的自适应和广播风暴控制能力。
自动MDI/MDIX功能支持轻松地连接到其他交换机的任何端口。
支持支持IGMPv1和IGMPv2
可扩展性
AT-8350GB除了2个GBIC插槽(或2个固定的千兆UTP)外,还在机箱背部提供了一个扩展插槽,可以选用2口100FX模块或2口10/100/1000T扩展模块。
提供了司法局楼层高速服务器的接入。
1.3.3路由协议选用
目前IP网络路由协议可以分为静态和动态协议两种。
静态协议适用于网络结构简单,网络稳定后变化不大的情况,而且配置简单,对网络设备开销小;动态协议适用于网络结构复杂,网络经常改变得环境,但配置复杂,对网络设备开销较大。
广东省新办公楼网络使用两层网络结构,结构合理简单,同一网内路由设备不多,因此建议选择静态路由协议。
但是考虑到网络将来的发展,建议广东省新办公楼网络核心交换机选择支持静态及OSPF动态路由协议的产品。
安奈特4004支持丰富的路由协议,除了静态路由和OSPF外,还支持RIP、RIPv2、IS-SI、BGP等路由协议,并且有很好的兼容性,可以兼容其它符合国际标准的产品
1.3.4三层路由与VLAN技术
根据局域网信息系统网络的总体结构,作为信息存贮与处理中心,在网络系统集成的技术中,直接面向用户的第一层接口和第二层交换技术方面已得到令人满意的答案。
交换式局域网技术使专用的带宽为用户所独享,极大提高了局域网传输的效率。
接入系统的工作站数量较多时,使用TCP/IP协议容易产生“广播风暴”而造成网络拥塞甚至瘫痪。
选择具有VLAN划分功能的交换机,可设置抑制“广播风暴”。
VLAN是一组最终用户的集合。
这些用户可以处在不同的物理LAN上,但他们之间可以象在同一个LAN上那样自收通信而不受物理位置的限制。
在这里,网络的定义和划分与物理位置和物理连接是没有任何必然联系的。
网络管理员可以根据不同的需要,通过相应的网络软件灵活的建立和配置虚拟网,并为每个虚拟网分配它所需要的带宽。
虚拟网(VLAN)技术已经逐渐被人们所接收。
增加带宽:
虚拟网技术的出现是和局域网交换技术分不开的。
局域网交换技术使用户抛弃了传统的路由器,并在很大程度上代替了人们早已熟知的共享型介质。
随着以太网和令牌网交换设备平均端口价格的降低。
一些有远见的厂商开始将目光投向大型局域网交换体系。
这种网络工作方式非常适合虚拟网技术的应用,并迅速成为降低成本、增加带宽的一种有效手段。
管理灵活:
人们选择虚拟网的主要原因就是虚拟网能够减少用户的增加、删除、移动等工作产生的隐含开销。
在任何一种规模的网络中,这笔开销都是不可低估的。
安全:
使用虚拟网的另一个目的是建立虚拟工作组模型。
当企业级的虚拟网建成之后,某一部门或分支结构的职员可以在虚拟工作组模式下共享同一个“局域网”。
这样,绝大多数的网络流量都限制在VLAN广播域内部了。
这样,能够有效的提高共享网络中的安全问题。
VLAN的划分同时也提高了用户的安全和网络的可管理性,VLAN之间的通讯可以通过管理策略加以管理,增加了网络的可用性。
第三层交换技术是相对于传统交换概念而提出的。
传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层――数据链路层进行操作的,而第三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
第三层交换具有以下突出特点:
(1)有机的硬件结合使得数据交换加速;
(2)优化的路由软件使得路由过程效率提高;
(3)除了必要的路由决定过程外,大部分数据转发过程由第二层交换处理;
韶关图书馆项目当中,可以根据终端的不同功能或不同的物理位置,划分VLAN,将网络广播限制在相对较小的范围。
不同的VLAN间通讯,可以通过核心交换机提供的线速三层交换功能实现。
1.3.5IP地址规划
目前,网络应用基本是基于IP/TCP协议进行通讯。
也就是说网络上的所有设备都需要有IP地址。
因此,对大型网络中IP地址的使用规划相当重要。
合法IP地址需要进行申请,而且数量不多,不能满足网内的需求。
有两种方法解决,一种是IPV6,另外一种是合法和保留IP地址混用。
目前IPV6尚未正是推广,而且很多应用还不支持,因此建议使用第二种方法来解决。
除了合法地址外,还有一些保留地址提供给私有网络使用,这些地址不会在INTERNET上出现。
可以采取合法IP和私有IP混合使用的模式,私有IP通过代理服务器或者网关对地址进行转换。
使用合法IP地址时,需要根据VLAN及VLAN上主机数目,使用VLSM技术进行地址分配,尽量节省合法地址。
同时在私有地址的使用时,要合理分配,在一个网络内尽可能使用连续的地址断,这样便于路由进行有效的汇总。
由于一般用户对计算机网络的配置不熟悉,为了简化用户IP的管理,避免用户错误配置IP地址造成地址冲突的情况,建议使用DHCP服务,让用户自动获得IP地址。
而且通过自动获取IP地址,就算是PC机更换了上网的位置和VLAN,也不需要更改PC的网络设置。
安奈特SB4004多层交换机支持DHCPSERVER功能,本身可以作为一个DHCP服务器,设定不同的地址段IPPOOL,根据不同VLAN上终端的请求,分配给终端相应的IP地址和网关地址;同时也支持BootP/DHCP中继,可以将终端的请求转发到中心的DHCP服务器。
支持VLSM和CDIR,可以划分子网及做地址汇总聚合。
因此在网络发展初期,建议使用交换机内置的DHCPSERVER来分配用户地址,这样可以节省一台专用的DHCP服务器。
同时SB4004多层交换机现在已经支持IPV6,以后将IPV4迁移到IPV6时不用进行升级。
1.3.6统一的网络管理
过去对于中大型网络,网络的配置管理、故障排查、性能分析是网络管理员的一项极为重要的却艰难的工作。
网络管理员要花费大量的时间用于故障的分析、处理、及报告,硬性的故障可能最终解决了,而一些软性的故障发生后,管理员往往会不得要领,最后或者不了了之,或者静待故障的再次发生。
因此,作为网络管理员,都非常期待自己的网络具有很强的管理性。
可网管的网络产品和网络管理软件的出现,使得这一问题有了一个完美的答案。
安奈特网络系统解决方案中提供的网络管理方案,能够实现对大型网络复杂、庞大的网络系统实现集中管理、监控,方便网络设备的统一维护,系统故障的集中监控,以及网络系统使用的集中监视,利于分析整个网络系统的使用状况,为将来的系统改造升级提供量化的理论依据。
可管理性是安奈特网络产品的最突出的特点。
无论是高档还是中低档设备,无论是交换机还是路由器,都可以集中在一个统一的网络管理系AT-SMNPC进行控制管理和设置调整。
AT-SNMPc是一个通用的网络管理软件,可以结合了完整的网管特性,强大的扩展能力,无与伦比的易用性的优秀网管平台。
⏹自动网络查找,拓扑生成
自动地发现和轮询SNMP和ICMP(Ping)设备。
AT-SNMPc支持多级层次映射,每一个层可以表示城市、建筑或子网。
导入地图或建筑平面图的位图图片,通过手工或自动网络布置,你可以创建一个和实际网络十分接近的布局。
AT-SNMPc能自动地布局每一个网络映射,可以是树型、环型或曲折的总线型拓扑。
每个映射对象使用专门的设备图标或用户选择的图标来表示,并且用对象的颜色来表示设备的状态。
⏹报告生成
曲线图、柱状图、分布图和汇兑表。
打印和WEB方式输出。
通常的网络报告往往存在难以建立,难以管理维护的问题。
AT-SNMPc可以让网管人员仅通过单击接口即可生成报告。
A
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