1、網絡架構總體說明
為了方便網絡管理,園區網絡通常按照功能或業務進行分層分區設計,園區內部網絡包括終端層、接入層、匯聚層、核心層、出口區,園區外部的其他園區、分支、出差員工等通過Internet或專線與園區內部實現互通。
園區網絡架構組網圖
各個分層模塊在網絡中的作用如下:
- 終端層:包含園區內的各種終端設備,例如PC、筆記本電腦、打印機、傳真、POS話機、SIP話機、手機、攝像頭等。
- 接入層:為終端用戶提供園區網接入功能,是園區網的邊界。接入層通常由以太網交換機組成。對于某些終端,可能還要增加特定的接入設備,例如無線接入的AP設備等。
- 匯聚層:將眾多的接入設備和大量用戶經過一次匯聚后再接入到核心層,擴展核心層接入用戶的數量,完成數據匯聚或交換的功能。匯聚層通常還作為用戶三層網關,承擔二三層邊緣設備的角色,提供用戶管理、安全管理、QoS調度等各項跟用戶和業務相關的處理。
- 核心層:園區網的骨干區域,是園區數據交換的核心,連接區網的各個組成部分,如數據中心、匯聚層、出口區等。核心層網絡需要實現帶寬的高利用率和網絡故障的快速收斂。
- 出口區:園區內部網絡到外部網絡的邊界,內部用戶通過邊緣網絡接入到公網,外部用戶(包括客戶、合作伙伴、分支機構、遠程用戶等)通過邊緣網絡接入到內部網絡。
- 數據中心區:部署服務器和應用系統的區域,為企業內部和外部用戶提供數據和應用服務。
- DMZ區:通常公用服務器部署于該區域,為外部訪客(非企業員工)提供相應的訪問業務,其安全性受到嚴格控制。
2、網絡架構設計原則
園區網絡架構需要遵循的設計原則:
- 層次化設計:每個層可以看作為是園區網內一個具有特定角色和功能的、結構定義良好的模塊,層次化的設計結構,易于擴展和維護,降低了設計的復雜度和難度。理論上,分層架構的層次可以任意多,但在大多數情況下,3個層次(如上面說的接入層、匯聚層和核心層)就足夠了,這樣可以更好地控制網絡規模和網絡質量,同時也方便網絡管理和維護。
- 模塊化設計:每個模塊對應一個部門、功能或業務區域,可根據網絡規模靈活擴展,部門或區域內部調整涉及范圍小,容易進行問題定位。
- 冗余設計:雙節點冗余性設計可以保證設備級可靠,適當的冗余提高可靠性,但過度的冗余也不便于運行維護。如果無法做好雙節點冗余設計,對框式的核心交換機或者出口路由器,可以考慮單板級的冗余,如雙主控板,雙交換網板。另外,關鍵鏈路可以采用Eth-Trunk鏈路實現鏈路級可靠性。
- 對稱性設計:網絡的對稱性便于業務部署,拓撲直觀,便于協議設計和分析。
在實際應用中,網絡架構可以根據網絡規模或業務需要靈活劃分或調整,通常分為三層、二層、單層等多種結構類型。比如,涉及一棟樓的網絡覆蓋只需要接入層和匯聚層夠了,涉及多棟樓的網絡覆蓋很可能需要接入層、匯聚層和核心層。
園區網絡結構模型
選擇結構模型的判斷標準主要有兩條:
- 網絡規模(自底向上法):即網絡接入點或用戶數量。
- 業務需求(自頂向下法):主要體現在業務是否需要網絡隔離以及如何隔離。
這兩條標準一般在實際應用中同時采用,相互印證或補充。當兩種標準的判斷結果不相同時,采取就高不就低的原則,選擇層數最多的結果作為統一的最終結果。 例如:根據網絡規模來判斷,適合采用二層結構;但根據業務需求來判斷,需要采用三層結構,則最終結果為:園區網應采用三層結構。
下面分別從用戶數量、網絡規模和業務需求三方面給出架構選擇建議。
根據用戶數量:
園區網比較常用的是三層和二層結構,適用于普通的大中型園區,單層結構僅用于網絡規模非常小的微小型園區或分支。
根據用戶數量選擇架構模型
根據網絡規模:
根據網絡規模來決定架構的層次,是一種自底向上的設計方法。
根據網絡規模選擇架構模型
根據業務需求:
當園區網的多種業務需要進行網絡隔離時,可以直接確定采用三層結構,實現物理隔離。
例如,某公司有研發、生產、財務、人力等多個部門,各部門之間需要進行網絡隔離,要求各部門數據不能直接進行二層訪問。通常各部門之間是業務隔離的,建議每 個部門形成一個獨立的匯聚區域,部門內部可以二層互通,不同部門之間不能直接互通。如果部門之間有業務互訪的需求,則需要進行嚴格控制。通過在核心層設備上部署ACL來進行訪問控制。
根據業務需求選擇架構模型
3、網絡架構最佳實踐
大型園區網絡架構案例:
在大型園區中,通常以樓宇為單位進行網絡建設。整個園區設置一個核心交換區(即核心層)。每棟樓宇可以按照二層樹型結構建設,即每棟樓作為一個獨立的匯聚點。
大型園區采用這種樹型架構時,可以實現同一樓宇內的數據交換就在本樓宇內部完成,不同樓宇的數據交換通過核心層完成。
大型園區樹型網絡架構案例
中型園區樹型網絡架構案例:
中型園區通常采用二層結構,根據網絡規模和業務需要,也可以采用三層結構。
當網絡接入點比較多,需要設置多個匯聚點時,可以采用三層結構。如新建辦公大樓,每層一個弱電間,可以作為一個匯聚點,整棟樓采用三層結構,設置一個核心層。
當有不同的業務隔離要求時,如部門之間相互隔離,需要為每類業務或部門單獨設置 一個匯聚點時,可以采用三層結構。
二層結構
三層結構