cisco千兆以太网解决方案

2019-11-04 21:28:06

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供稿：网友

　　　　主干采用千兆以太网的好处在于：千兆位以太网将提供 10 倍于快速以太网的性能并与现有的 10/100 以太网标准兼容。同时为 10/100/1000 Mbps 开发的虚拟网标准 802.1Q以及优先级标准 802.1p 都已推广，千兆网已成为构成网络主干的主流技术。
　　
　　　　1998 年六月已制定完成的第一个千兆位以太网标准 802.3 以使用光纤线缆和短程铜线线缆的全双工链接为对象。针对半双工和远程铜线线缆的标准 802.3ab 于 1999 年内出台。
　　
　　　　千兆位以太网将提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留802.3和以太网帧格式以及 802.3 受治理的对象规格，从而将使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络治理战略与工具。
　　
　　　　千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了另一条改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员将能够建立有效使用高速、任务要害的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络治理人员将为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问。
　　
　　面向用户需求确立网络设计的目标及原则
　　
　　　　网络系统的高性能要求: 核心交换机满足网络中心海量数据交换的要求，上连中心的通讯链路带宽能够满足应用对网络的性能要求。
　　
　　　　不管是企业网还是城域网、广域网，其上的信息应用正以前所未有的速度发展，新的多媒体应用及新的数据应用对带宽提出了更高的要求。以企业普遍采用 Intranet 网络模式来说，其 WWW 服务器， FTP服务器，Lotus Notes 群件应用服务器，Novell Server等服务器群支撑着整个企业的信息服务环境。企业各部门用户客户端应用软件，透过网络访问中心服务器，请求应用，查询数据库。网络的负载流量主要是从边缘设备到核心的数据交换，随着企业业务的发展，网络规模的扩展，以及应用的信息交换量增加，使得企业网络通常首先在核心发生通讯瓶颈现象。改善企业园区局域网的网络数据交换性能，往往是首先扩充核心交换机的交换性能，增加边缘设备到核心的数据通讯带宽，以减轻整个网络的瓶颈，使得应用软件的性能和效率得到提高。因此在设计企业园区局域网的原则上，首先应该考虑满足网络规模所要求的核心设备数据交换处理能力，以及边缘设备到核心的链路带宽。
　　
　　　　网络系统设计中的设备高可靠性要求和系统高可用性要求：核心交换机所有要害部件可以实现冗余工作，可以在线更换(插拔)，故障的恢复时间在秒级间隔内完成。多级容错设计基于单个设备高可靠性的基础之上进一步提高系统的可用性。
　　
　　　　就企业应用来说，其通过先进的计算机、网络等信息技术，实现生产过程的自动化控制，无纸办公自动化，提高了企业的生产、治理效率和水平。支持企业应用的基础设施是企业的园区网络，它的工作状况会直接影响到企业的办公应用环境，交易、生产、开发、设计等业务环境，财务治理，部品治理等环境，信息检索、数据库查询、 Internet浏览等支持企业正常运行的必要服务设施功能。网络的可靠性要求是保障企业应用环境正常运行的首要条件，网络要求可靠性的同时，要求网络具有高可用性。网络设备的选择，尤其是核心机箱式设备，应该可以配置冗余部件，要害部件不存在单一故障点，也就是说，像交换机的电源、风扇、交换引擎、治理模块这些部件可以冗余备份，其中之一任何部件的损坏，不会影响设备的正常运行，不会影响网络的连通。提供网络设备的可靠性，容错性的另一个要求是设备损坏部件更换时，不需要停机，更换部件后不需要重新启动，也就是说部件的更换可以进行在线操作，这样可以使停机的时间降低到最小。在设计企业园区网的原则上提高网络的高可靠性、高可用性原则是至关重要的，不仅要求设备的部件冗余，同时要求网络的链路冗余，可结合物理层、链路层及第三层技术实现，以保证网络可以在任何时间、任何地点提供信息访问服务。
　　
　　　　网络设计的可扩展性要求，包括交换机硬件的扩展能力以及网络实施新应用的能力。核心交换机的灵活扩充性要求：核心交换机应该具备灵活的端口扩充能力，模块扩充能力，满足网络规模的扩充；同时提高性能，满足更高性能的要求。支持新应用的能力：产品具有支持新应用的技术预备，能构方便快捷地实施新应用。
　　
　　　　在设计网络的方案时，首先是满足现有规模的网络用户的需求，同时考虑到未来业务发展、规模的扩大，应该设计网络具有用户端口灵活的扩充能力。核心设备是整个网络的枢纽，用户端口数的扩充，需要增加配线间边缘工作组的设备，增加边缘设备的同时，要求连接核心骨干设备的端口数相应增加，因此核心设备应该可以通过增加模块来灵活地增加端口数。核心设备的机箱设计应该具备强大的背板带宽，足够多的负载插槽容量。对于交换机来说，核心交换引擎应该可以满足最大配置下，无阻塞的进行端口数据包交换，模块的扩充不影响交换性能。采用分布式交换结构是实现这一原则的最佳方案，分布式交换机结构实现了交换机的并行数据交换处理，优化了网络的性能，本地交换和全局交换相结合的分布式结构减少了核心交换引擎的压力。
因此在设计大规模园区网络的原则上普遍采用分布式交换机实现灵活的模块、端口扩充能力。
　　
　　　　INTERNET网络的进一步发展，将改变众多我们习以为常的生活方式。ip电话、视频会议、视频点播、虚拟社区、网上购物等等。 Cisco认为达到多种应用合一的统一网络的主要条件是带宽、策略、端对端的控制能力和价格。
　　
　　
　　　　网络的安全性要求：可以有效的控制网络的访问，灵活的实施网络的安全控制策略。
　　
　　　　网络的安全性对网络设计是非常重要的，合理的网络安全控制，可以使应用环境中的信息资源得到有效的保护。在企业园区网络中，要害应用服务器、核心网络设备，只有系统治理人员才有操作、控制的权力。应用客户端只有访问共享资源的权限，网络应该能够阻止任何的非法操作。在园区网络设备上应该可以进行基于协议、基于Mac地址、基于IP地址的包过滤控制功能。在大规模园区网络的设计上，划分虚拟子网，一方面可以有效的隔离子网内的大量广播，另一方面隔离网络子网间的通讯，控制了资源的访问权限，提高了网络的安全性。在设计园区网的原则上必须强调网络安全控制能力，使网络可以任意连接，又可以从第二层、第三层控制网络的访问。
　　
　　　　网络的可治理性要求：网络中的任何设备均可以通过网络治理平台进行控制，网络的设备状态，故障报警等都可以通过网管平台进行监控，通过网络治理平台简化治理工作，提高网络治理的效率。
　　
　　　　在进行网络设计时，选择先进的网络治理软件是必不可少的。网络治理软件应用于网络的设备配置，网络拓扑结构表示，网络设备的状态显示，网络设备的故障事件报警，网络流量统计分析以及计费等。网管软件的应用可以提高网络治理的效率，减轻网络治理人员的负担。网络治理的目标是实现零治理，基于策略的治理方式，网络治理是通过制定统一的策略，由治理策略服务器进行全局控制的。基于Web的网管界面，是网管软件的发展趋势，灵活的操作方式简化了治理人员的工作。在设计园区网的设备选择上，要求网络设备支持标准的网络治理协议SNMP，同时支持RMON/RMONII协议，核心设备要求支持 RAP (远程分析端口) 协议，实施充分的网络治理功能。在设计园区网的原则上应该要求设备的可治理性，同时先进的网管软件可以支持网络维护、监控、配置等功能。
　　
　　　　网络设备采用开放技术、支持标准协议：采用标准的协议保护用户的投资，提高设备的互操作性。
　　
　　　　网络设计所采用的设备要求采用主流技术、开发的标准协议，具有良好的互操作性，能够支持同一厂家的不同系列产品，不同厂家的产品之间的无缝相互连接与通讯。在设计园区网络的原则上，发挥不同厂商产品的专用先进技术同时，必须强调考察设备的技术、协议的标准性，减少设备互连的问题，网络维护的费用，使用户的投资得到有效保护。
　　
　　　　应当考虑选择的设备是否是可升级的，在新的标准出现以后，系统应能够升级到新的标准。因而注重产品厂商在相应产品和技术领域内的地位和参与标准化的能力。
　　
　　网络设计应综合考虑采用设备的先进性与成熟性
　　
　　　　当今世界，通信技术和计算机技术的发展日新月异。网络设计既要适应新技术发展的潮流，保证系统的先进性，也要兼顾技术上的成熟性，降低由于新技术和新产品中不成熟因素所带来的风险。
　　
　　以卓越的千兆位产品构造网络　
　　
　　　　千兆以太网相比其他技术具有大带宽的优势，并且仍具有发展空间，有关标准组织正在制定10G以太网络的技术规范和标准。同时基于以太网帧层及IP层的优先级控制机制和协议标准以及各种QoS支持技术也逐渐成熟，为实施要求更佳服务质量的应用提供了基础。伴随光纤制造和传输技术的进步，千兆位以太网的传输距离可达百公里，这使得其逐渐成为构建城域网乃至广域网络的一种技术选择。　
　　
　　　　Cisco公司作为业界领先的千兆位产品提供商，具有完整的千兆以太网产品线，可契合用户需求提供完整的解决方案。从核心的网络主干交换机到边缘的客户机服务器千兆接入，Cisco均有针对用户需求设计的高性能的产品。
　　
　　结构描述: 　
　　
　　　　主干采用 catalyst 4000 千兆核心交换机，配置强力 24 G 交换引擎，保证中心交换能力，使得最大千兆端口数达 36，楼层交换机配置上联千兆端口，构成全网千兆主干。　
　　
　　边缘接入方式包括如下几种 :
　　
　　cisco catalyst 3500 是一系列可堆叠的工作组交换机，其提供 12 或24 个 10/100 M 端口，可堆叠使用提供多至96个交换连接，通过扩展槽可扩展多种模块，图中楼层 1 采用堆叠的 3500通过千兆扩展模块上连中心交换机的方式。两个上连链路可使用弹性连接技术，保证可靠性。　
　　
　　Catalyst 2900M-XL是一款高性能的 10/100 M 和 1000 M 交换机，其可提供 24 或 36 个 10/100 M 端口，通过扩展槽可扩展两个 1000 MSX 或 LX端口，既可用于上连中心主干交换机，也可用来与其他交换机级连，扩展 10/100 M 连接的数量。一个以上的千兆端口可聚合使用，实现多链路负载共担的同时，提高了骨干连接的可靠性。另外如图所示，可通过多个 100 M 聚合端口下连 catalyst 1900。
　　
　　cisco catalyst 4000 系列交换机是高性能、成熟的千兆位中心路由交换机，可充分满足用户建设本地局域网或城域网络的需求，提供了无与伦比的性能、速度和控制。性能价格比极高的6槽 4006 路由交换机以及 3500 交换机提供极佳的用户接入。
　　