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网络规划经典教程(一)

本主题由 hyppt 于 2008-4-23 22:04 移动

网络规划经典教程(一)

一:网络规划概述
网络规划其实很难......
一个合格的网络设计师需要具备如下条件:
精通TCP/IP协议族中数十个协议的原理......
精通N家厂商的N百种设备的性能和配置......
还要具备统筹学、经济学、哲学的基本思想......
丰富的实践经验和组织协调能力......
对网络中的新技术保持高度的敏感性......
胆大心细、临危不乱的良好心里素质......

网络规划其实很简单......

常用的协议不超过10个,了解大概就行......
主流厂商只有几家,相同厂家的产品配置相同......
很多网络的模型都十分相似,照猫画虎即可......
不就是画几个框框、圈几个圈圈、连几根线么...........

路由(男主角)
网络中最重要的设备,提供最丰富的接口连接、软件特性,也是构建网络的核心力量。
以太网设备(L2/L3/LAN接入)(女主角)
提供各种以太网接口类型的线速转发功能,是构建局域网和城域网的核心力量。

路由交换设备(反串)
提供LAN交换板的路由器;提供增强型引擎的交换机——路由器和交换机的融合趋势越来越明显。
其他设备(配角)
网管、安全、语音、视讯设备,提供网络的管理或业务增值功能。
二层或物理层交换设备(剧务)
ATM交换机、FR、X.25交换机、DDN节点机、传输设备。对各种物理端口进行带宽或时隙的拆分。对于网络规划通常是不可见的。
1.网络中的设备
基于CPU的设备
此类设备功能最强,由于所有的功能都由软件实现,几乎无所不能。但转发性能方面差强人意。

基于ASIC的设备
由固化的硬件芯片实现全线速的转发,但灵活性和升级能力很差。通常只能实现基本的路由及转发功能,但对一些特殊的业务能力(VPN,NAT,策略路由)支持很弱。
基于NP的设备
由微码级的可编程网络处理器实现全线速的转发。灵活性和升级能力远远优于ASIC,但较基于CPU的设备还有一定的差距。
基于CPU的设备
此类设备功能最强,由于所有的功能都由软件实现,几乎无所不能。但转发性能方面差强人意。
基于ASIC的设备
由固化的硬件芯片实现全线速的转发,但灵活性和升级能力很差。通常只能实现基本的路由及转发功能,但对一些特殊的业务能力(VPN,NAT,策略路由)支持很弱。
2.网络的层次划分
核心层
交换数据包,实现高速的数据流量运转,核心层的设备不但需要容量大,转发快,而且需要具备高稳定性。但通常对业务的需求高。
汇聚层
隔离拓朴结构变化、控制路由表的大小及控制流量、端口的收敛。实现丰富的业务特性。
接入层
将终端用户接入到网络中,大量的端口,强大的接入能力。实现丰富的业务特性。
几点说明
在小型的网络中,层次不一定这么明显,很可能只有两个甚至一个层次的设备。
在一些大型网络中,层次可能划分的更细:例如,增加了边缘接入层、和骨干核心层。
在某个范围之内的核心层,在上一级网络中很可能只是汇聚层。
3.网络规划基本原则
可靠性原则
l从设备本身(电信级可靠性)和网络拓扑(无单点故障)两方面考虑。 可扩展性原则 l从设备性能(是否已达到满配),可升级的能力(是否可以通过平滑的软硬件升级支持未来的新业务和新特性)和IP地址、路由协议规划等方面考虑。
可运营性原则
l仅仅提供IP级别的连通是远远不够的。网络是否能够提供丰富的业务,足够健壮的安全级别,对关键业务的QOS保证……搭建网络的目的是真正能够给用户带来效益。
可管理原则
l提供灵活的网络管理平台,利用一个平台实现对系统中的各种类型设备进行统一管理;提供网管对设备进行拓扑管理、配置备份、软件升级、实时监控网络中的流量及异常情况
4.网络规划流程图



二:设备的选择
设备选型需要参考的因素
可靠性
该设备是否提供关键模块(电源、主控板)的冗余备份,具备何种级别的可靠性
转发性能
通常做如下考虑:通过某设备的流量(该设备满配最大流量)
业务支持能力
除了普通的IP路由功能外,是否需要该设备支持诸如(NAT、各种VPN、策略路由)等业务属性。(CPU、ASIC、NP)
端口支持
是否能够提供组网所需要的端口。
扩展能力
是否能够提供增加板卡以及软件升级提供未来可能需要的性能支持及业务能力支持。(CPU、ASIC、NP)
价格因素
在综合考虑以上因素的基础上选择适当的设备。只选对的,不选贵的。

三:端口的选择
1.网络中常用的端口类型
高速端口(100M以上)
POS(155M、622M、2.5G)
ATM(155M、622M)
快速以太网(100MFE、GE、10GE)

中速端口(10M——100M)
E3(34.368M)
T3(44.736M)
以太网(10M)

低速端口(10M以下)
PSTN异步拨号(56K)
ISDN异步拨号(64K)
V24同步SA(64K)
V35同步SA(2M)
T1(1.54M)
E1(2M)
ADSL(2M-8M)

2.网络中常用的端口拆分及聚合
高速端口的拆分 ATM接口通过ATM交换机拆分,可以连接任意带宽的ATM接口
CPOS接口通过传输设备拆分,可以连接不同带宽的E1接口
高速以太网通过MSTP传输设备拆分,可以连接任意带宽的以太网接口。
E1接口通过DDN节点机设备拆分,可以连接不同带宽的同步串口
优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备。

低速端口的聚合
N个相同带宽为M的以太网接口可以聚合成一个N X M带宽的接口。
N个相同带宽为M的串口或E1接口可以聚合成一个N X M带宽的接口。
优点是可以用低速的端口提供高速的带宽。聚合后的N个物理接口从逻辑上表现为一个接口,只使用一个IP地址。聚合接口本身的聚合及备份由链路层协议解决。


3.网络中常用的端口互联方式
对等型互联
互联的两台设备之间接口类型及带宽完全相同。
例如:E1—E1;100MFE—100MFE;
常用于同一层次之间的设备互联。
非对等型同质接口互联
互联的两台设备之间的接口类型相同,但带宽不同。
例如:ATM—(ATM交换机)—n×ATM。
例如:1GE—(MSTP传输设备)—n×FE。
常用于上层设备的1个端口与N个下层设备之间互联。优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备。非对等型异质接口互联
互联的两台设备之间的接口类型不相同,而且带宽也不同。
例如:CPOS—(传输设备)—n×E1。
例如:E1—(DDN节点机)—n×64K。
常用于上层设备的1个端口与N个下层设备之间互联。优点是上层设备只需提供M个端口就可以连接N个下层设备。

四:拓扑选择
网络中常用的拓扑结构
1.星形或双星形
常见于下层网络与上层之间的拓扑结构,主要的网络流量都在分支节点与核心节点之间发生,两个分支节点之间不通讯或流量很少。



2.网状或部分网状
常见于同一层次(核心层或汇聚层)之间的设备互联,这些设备之间通常都是对等通信,或者这些设备之间需要确保互联而增加很多的冗余链路。



3.混合组网
在同一个网络中,不同的层次之间通常采用不同的拓扑结构,通常核心层或汇聚层采用网状或部分网状相连,核心层与汇聚层或汇聚层与接入层之间采用星形或双星形相连。



五:IP地址规划
IP地址的合理规划是网络设计中的重要一环,大型网络必须对IP地址进行统一规划并得到实施。IP地址规划的好坏,影响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到网络的扩展,影响到网络的管理,也必将直接影响到网络应用的进一步发展。如果要看一个网络的规划质量、如果要看一个网络设计师的技术水准,直接看他的IP地址规划好了。
1.IP地址规划的基本原则
唯一性:
一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。即使使用了支持地址重叠的MPLS/VPN技术,也尽量不要规划为相同的地址。
连续性:连续地址在层次结构网络中易于进行路径叠合,大大缩减路由表,提高路由算法的效率。
扩展性:地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。
实意性: “望址生义”,好的IP地址规划使每个地址具有实际含义,看到一个地址就可以大至判断出该地址所属的设备。这是IP地址规划中最具技巧型和艺术性的部分。最完美的方式是得出一个IP地址公式,以及一些参数及系数,通过计算得出每一个需要用到的IP地址。
2.IP地址的分类--loopback地址
loopback地址概述为了方便管理,会为每一台路由器创建一个loopback 接口,并在该接口上单独指定一个IP 地址作为管理地址,管理员会使用该地址对路由器远程登录(telnet),该地址实际上起到了类似设备名称一类的功能。同时各种上层协议需要使用TCP或UDP来建立连接时也需要使用该地址作为源地址。
3.loopback地址规划技巧
务必使用32位掩码的地址。最后一位是奇数的表示路由器,是偶数的表示交换机。越是核心的设备,loopback地址越小。
4.IP地址的分类--互联地址
互联地址概述互联地址是指两台网络设备相互连接的接口所需要的地址。
5.互联地址规划技巧
务必使用30位掩码的地址。核心设备,使用较小的一个地址(即:loopback地址较小的设备使用互联地址中较小的一个)。互联地址通常要聚合后发布,在规划时要充分考虑使用连续的可聚合地址。
6.IP地址的分类--业务地址
业务地址概述
业务地址是连接在以太网上的各种服务器、主机所使用的地址以及网关的地址。
7.业务地址规划技巧
所有的网关地址统一使用相同的末位数字,如:.254都是表示网关。
六:路由协议的规划
1.路由协议的选择
公欲善其事,必先利其器,不能让网络规划输在起跑线上!
RIP——最古老的路由协议,特点:性能低下,只适合在小型的网络中使用。(狗肉上不了大席)
IGRP——在RIP的基础上稍加改进,拥有RIP所有的缺点。 (改良的狗肉,还是上不了大席)
EIGRP——性能不错,但却是cisco的私有协议,互通性不好。而且容易引起法律纠纷。
(现在都是e世代了,拜托,能不能open一点?)
IS-IS——ISO与IETF帮派斗争的产物,本来是为OSI七层模型设计,后来强行移植到IP上。(驴唇不对马嘴)
OSPF——是因特网上使用最为广范的IGP,专家强力推荐。 (相信我,没错的)
BGP——是目前因特网上唯一的一种EGP协议。 (只此一家,别无分店)

2.OSPF规划 router id的规划
直接使用该设备的管理地址(loopback)作为router id,并且要确保该数字与ldp的lsr id相同。
区域划分
区域划分是OSPF规划中最核心也是最复杂的部分。
OSPF的区域划分是与网络层次密切相关的,通常核心层与汇聚层规划为区域0,汇聚层的设备规划为ABR,汇聚层与接入层之间规划为非骨干区域,非骨干区域尽量规划为NSSA区域。
每个区域中的设备数量最好不要超过30台,这个数字不是绝对的,主要与设备性能,链路的稳定性密切相关。
非骨干区域的规划可以与网络中实际的行政,地域划分相吻合。

路由聚合规划
在ABR上通常需要对非骨干区域的路由聚合后发布到骨干区域。同理:骨干区域的路由也通常需要聚合后再发布到非骨干区域。
在ASBR上可以对所有本地引入的路由聚合后再发布。
聚合的地址范围是链路地址、业务地址,但通常不对loopback地址进行聚合。
如果OSPF的骨干区域中设备很多怎么办?
例如:某企业网的全国性项目中每个省提供两台设备做核心层,下面还有市、县级网络。这样area0中的设备数量会超过60台。
此时该网络的规模已经超过了OSPF所能承受的极限,建议每个省规划为一个OSPF自治系统,不同的省之间通过运行BGP协议交换路由信息。
如果OSPF的非骨干区域中设备很多怎么办?
例如:某银行的一个地市被规划为一个非骨干区域,但其中有70余台中低端设备。
建议将该地址划分为3-4个非骨干区域,但每个区域内的互联地址和业务地址最好能够对应一个连续的可聚合的地址段
。如果网络中的设备是4级结构怎么办?
例如:某省银行全省共划分为省行、市行、县行及营业网点4级结构。
由于OSPF协议只支持2层区域结构。省行与市行规划为骨干区域,每个市行连同下辖的所有县规划为一个非骨干区域。则县与营业网点之间可以运行静态路由。或者再运行另外一套路由协议,推荐使用OSPF多进程。
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