高性价比的IDC网络——层次化模型

2019-11-04 23:07:20

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供稿：网友

    高性价比的IDC网络——层次化模型网络设计准则
    由于IDC由应用服务层和业务治理层所组成，而不同的用户对网络的要求可能各不相同，因此整个网络的建设必须在高性能、高可靠性、易扩展性和安全性方面加以考虑。

    为此，我们定义了以下一些建设准则:
    ●　优化网络拓扑结构:保证网络的安全、高效和可靠性。
    ●　结构化的综合布线:保证网络通信线路的质量和规范。
    ●　层次化和模块化结构:即网络的物理结构、逻辑结构和地址空间的层次化和模块化。
    ●　选择合适的路由协议:它应具有很好的收敛性和可扩展性，同时其网络额外开销是极小的。
    ●　好的可靠性和可通达性:单点故障不会使局部网络失去与整个网络的连接，多点故障不会造成整个网络被分成几个互不相连的部分。
    ●　网络的半径应尽量小。
    ●　网络故障恢复的时间应尽量短。
    ●　降低运行治理费用和总体拥有成本。

    在确定了目标之后，我们必须运用先进的网络设计思想和方法为IDC设计网络蓝图。

    层次化模型

    网络设计思想并不是随着网络的出现而出现的。一开始，人们并没有考虑什么设计思想，只要网络能够通达就行。但随着网络规模越来越大，结构也越来越复杂，虽然网络刚安装时能够畅通，但是当网络出现故障时就难以诊断，同时出现了增加网络节点时性能难以控制，网络单点故障影响所有节点等一系列问题。这对系统治理和维护人员造成了极大的困难。经过无数次的调试、安装、故障检测之后，网络工程师开始考虑网络设计的问题，最后总结出网络设计的一个模型───层次化结构模型。

    核心层形成主干网(亦称骨干网)，提供高性能、无阻塞高速通道，可比喻为国家级高速公路。核心层网络用于提供全网的信息通信，因此应当选用高档、高性能的网络设备。

    分发层形成主干接入网，提供到高速主干的接入，可比喻为省市级公路。分发层网络设备宜选用中档网络设备。

    接入层提供对用户接入的接口，可比喻为一般公路。接入层网络设备宜选用中低档网络设备，以降低成本。

    这样，整个网络就非常具有弹性、高效性和可靠性。

    说起网络设计，几乎所有人都会提及网络设计原则──网络的开放性、可用性、可靠性、可扩展性、可治理性、安全性、性能价格比等等。这些方面人人都会说，也会为之考虑，但能从理论高度加以模型抽象，并系统地运用到网络设计中就不是每一个网络设计者都能做到的了。

    我们可以这么说，层次化模型设计出了网络的骨和肉，而设计原则就是渗透在骨和肉中的灵魂。运用层次化模型设计出来的网络本身就是一个开放系统，因为这个模型本身就是不成文的标准。

    可用性是网络的最基本要求。网络首先要“通”。有人说，就算不用层次化模型，网络也可以通达。其实不然，如网络设计中的“543”原则，使用层次化模型，任何两个点之间的网络设备可以有效地得到控制，最多为4个集线器;不用层次化模型，就不能最大限度地使用网络设备的有效性。

    路由协议如“Rip”，采用层次化模型，在网络出现故障时路由可以迅速地收敛。而不采用层次化模型，路由收敛会很慢，甚至无法收敛导致网络不通。而且网络地址分配方案在层次化模型下能更加合理、高效、方便。

    可靠性是通过冗余来获得的。电源的冗余、模块的冗余、设备的冗余、线路的冗余、处理器的冗余、协议的冗余处理等等共同构成了网络可靠性。层次化模型对各层，非凡是核心层推荐了多种可靠度不同的网络拓扑结构，如星形结构、环形结构、双冗余结构、双环结构、网状结构和半网状结构等。用户可以根据自身网络对可靠性的要求来选择特定的网络结构，并对不同的网络层次采用不同的可靠性策略。

    可扩展性是指网络升级或改造的方便性和稳定性。使用层次化模型的情况下，当增加一个节点时，只需在相应的层增加一个网络设备就可以了，再加之地址和命名的层次化设计，就使之更加简单方便，而且不影响其他部分的网络。而不用层次化模型，当增加一个节点或进行网络改造时，由于网络地址和命名的非层次化设计，使得“牵一发而动全身”。层次化模型和可扩展性的关联可见一斑。


    可治理性体现在故障诊断和网络维护的简易性上。IDC日常维护中最常见的就是“网不通啦”、“我上不了网”等问题。使用层次化模型，使网络抽象化，也就更方便定位故障所在，而不会眉毛胡子一把抓。如，你可以先检查主干网有无故障，再检查主干接入网有无故障，然后检查用户接入网有无故障，最后则是用户端。这样的检测前后有序，能够迅速检查出故障所在。层次化模型不仅有特定的检测次序，而且对各个次序都有特定的检测手段和工具。而不采用层次化模型，你就得对整个网络进行检查，而且没有固定有效的检查次序，从而使得故障检测也非常麻烦。

    安全性几乎是所有敏感数据网络的治理人员都关心的问题。层次化模型本身能从网络的各层面实现安全性。层次化模型将性能和安全检测合理地进行了搭配。在各个网络层次采用不同的安全控制机制和技术。采用层次化模型能够清楚地划分地址、数据流和用户应用，更方便安全性的实现。而不采用层次化模型，虽也能实现安全控制，但划分困难，网络安全模型难以抽象成型。

    采用层次化模型，核心层网络设备采用高端设备，分发层网络设备采用中档设备，而接入层设备采用中低档网络设备。这样既保证了整个网络的合理搭配和性能，又获得了最合理的性能价格比。可以这么说，层次化模型从理论上为获得最优的性能价格比提出了一个解决方案。

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