Cisco多层交换园区网设计

1、Cisco多层交换园区网设计模型http/ 第 PAGE 36 页 AUTHOR mmxcf译Cisco多层交换园区网设计模型概述本文首先先阐述如如何使用用多层交交换机构构建园区区网，然然后详细细讲解多多层交换换网的设设计要点点。一般般来说，使用分分级设计计的多层层交换网网络能够够使网络络工作在在最佳状状态，并并具有较较好的可可伸缩性性、容错错性和可可操作性性。不管是用用以太网网做主干干也好，ATMM做主干干也好，多层交交换模式式都有它它的优点点，分级级设计使使园区网网的实现现变得非非常容易易，排错错也简单单，因为为多层交交换的设设计是模模块化的的，所以以可以根根据建筑筑物模块块的增加加来进行

2、行升级。第三层层的作用用可以让让广播数数据限制制在核心心交换网网之外，并能通通过OSSPF和和EIGGRP协协议在主主干网上上实现链链路负载载平衡功功能。多多层交换换保持现现有的寻寻址方式式，容易易迁移，Upllinkk Faast通通道和HHSRPP协议提提供冗余余和快速速收敛。带宽升升级可以以从以太太网到快快速以太太通道、千兆以以太网到到千兆以以太通道道，多层层模块支支持各种种现有的的协议。目 录园区网设设计考虑虑因素2网络的桥桥接2寻址能力力和升级级能力2第二层交交换3第三层交交换4第四层交交换4虚拟局域域网VLLAN和和仿真局局域网LLANEE4园区网设设计的参参考模型型5Hub和和路

3、由器器模型55园区网VVLANN模型66ATM上上的多协协议交换换77多层交换换模型8新一代880/220 规规则8多层交换换模型的的组成9冗余和负负载平衡衡9带宽升级级122核心层策策略133定位服务务器144ATM / LLANEE 主干干14I P 多播访访问 166迁移策略略188安全性能能199多层模型型之间的的桥接199多层模型型的优点点20附录A：实现多多层设计计模型20以太网主主干200服务器配配置266ATM LAANE主主干277 小结结：34园区网设设计考虑虑因素平面桥接接网最早的园园区网被被认为是是在单一一局域网网上添加加了多个个新用户户而形成成的。这这样的LLAN是是

4、网络设设备通过过物理或或逻辑线线路连在在一起构构成的网网络。在在这样的的网络中中，所有有网络设设备共享享半双工工的100M可用用以太网网带宽。这时，整个网网络是一一个碰撞撞域，因因为所有有网络设设备可以以侦听到到网络上上传输的的数据，会产生生数据包包冲突，因此就就引进CCSMAA/CDD碰撞检检测机制制来规划划网络上上的数据据传输。当一个碰碰撞域上上的数据据传输变变得非常常拥挤时时，就应应该加入入一个网网桥，网网桥是一一个存储储转发型型的数据据包交换换机，他他把整个个网络分分成若干干个碰撞撞域，来来减小数数据包的的碰撞，增加传传输效率率。网桥桥不会隔隔离网端端上的广广播、多多播和组组播数据据，

5、就是是说，整整个园区区网所有有桥接网网络是一一个单一一广播域域。生成成树协议议STPP的开发发避免了了数据回回路。下面是SSTP广广播域的的主要特特征：冗余链路路被封锁锁不能传传输数据据不同节点点之间存存在非理理想路经经STP收收敛通常常需要440到550秒在第二层层传输的的广播数数据会中中断所有有的主机机在第二层层产生的的广播风风暴会影影响到整整个域的的主机隔离故障障非常困困难网络安全全没有保保障理论上，广播数数据的大大小受整整个广播播域的大大小限制制，实际际上，管管理一个个桥接架架构的园园区网会会随着网网络的不不断扩大大而变得得越来越越难，一一个的工工作站的的故障有有可能造造成整个个网络的

6、的瘫痪。当设计桥桥接网的的时候，每个桥桥接网段段就相当当于一个个工作组组，工作作组服务务器和客客户机一一样被放放在同一一个网段段中，使使大部分分数据传传输在本本地网段段中，这这就是遵遵循800/200 原则则。寻址能力力和伸缩缩能力路由器是是一个用用来构建建互联网网络的包包交换机机，负责责在不同同的广播播域之间间传输数数据。路路由器是是根据网网络地址址而不是是物理地地址来转转发数据据包的。互联网网络的可可伸缩性性比桥接接的网络络要好，因为路路由器可可以对网网络地址址进行总总结，从从而计算算出一条条最好的的传输路路径，路路由器之之间通常常使用诸诸如OSSPF、EIGGRP之之类的路路由协议议来交

7、换换路由信信息。与STPP相比，路由协协议有以以下特征征：可以通过过几条相相同代价价的路径径来实现现链路负负载平衡衡在网络之之间使用用最小开开销路经经网络状态态变化时时进行快快速收敛敛汇总路由由信息为了控制制广播数数据，CCiscco的路路由器提提供了许许多增值值功能来来提高园园区网的的可管理理性和可可伸缩性性，这些些功能是是IOSS的特性性，现在在几乎所所有Ciiscoo的路由由器和交交换机上上都有。IOSS软件的的功能对对每个协协议都有有特别的的支持，它们包包括：TCP/IPApplleTaalkDECnnetNoveell IPXXIBM SNAA、DLLSw、APPPN在园区网网中，从

8、从一端到到另一端端的路由由跳数被被称为网网络直径径，给园园区网设设计定义义直径是是需要有有丰富的的经验的的，这就就要用到到分层设设计模型型，图11展示的的就是一一个路由由器-HHUB结结构的典典型设计计。从一一个建筑筑物的终终端主机机到另一一建筑物物的终端端主机的的路由跳跳数一般般只有22跳，从从终端主主机到FFDDII主干一一般只有有1跳。图1 ：用路由由器和HHUB组组成的传传统园区区网第二层交交换第二层交交换是基基于硬件件设备的的桥接，数据帧帧的发送送是由专专门的硬硬件来解解决，通通常是使使用ASSIC芯芯片。如如今，在在园区网网的设计计中，集集线器通通常被交交换机取取代。交换机与与集线

9、器器相比，它的优优点是非非常突出出的，试试想，一一个有1100人人的工作作组使用用集线器器共享一一个半双双工的110M网网段，那那么平均均每个人人只有分分配到1100KK左右的的带宽，如果是是用全双双工的交交换机的的话，那那么每端端口的带带宽是220M，相差甚甚大，但但服务器器的端口口就成了了瓶颈。交换机机可以使使网络设设计在每每个网段段上提供供更多的的主机数数，使一一个完整整的园区区网方案案中包含含更少的的逻辑网网络或者者物理网网络。然然而，交交换机也也和网桥桥一样有有他们共共同的局局限性，网络的的广播数数据还是是会随着着网段上上主机数数目的增增加而增增加。广广播也影影响着主主机传输输数据，

10、STPP限制、收敛速速度慢和和冗余链链路封闭闭的问题题仍然存存在。第三层交交换第三层交交换的实实质是基基于硬件件的路由由，数据据包的发发送也是是通过AASICC芯片来来完成的的。在园园区网设设计中，第三层层交换机机可以依依靠协议议、接口口和特殊殊功能的的支持来来代替路路由器，支持标标准数据据包头并并改写TTTL值值的第三三层交换换模式叫叫逐包转转发模式式。高档的LLayeer 33 交换换机的实实现方法法因生产产厂家而而异，CCiscco的1120000千兆兆交换路路由器是是以线速速率实现现包的快快速转发发的。CCataalysst系列列交换机机使用的的是通过过ASIIC芯片片开发的的超级交交

11、换引擎擎，Ciiscoo的第三三层交换换机是跟跟标准相相兼容的的，可以以把它当当作高速速路由器器连到网网络外部部的设备备上。Ciscco的第第三层交交换机在在Cattalyyst的的基础上上结合了了IOSS提供的的多协议议支持功功能和基基于第三三层硬件件交换的的技术。路由交交换模块块RSMM是一个个由IOOS支持持的和CCiscco75500系系列一样样的RSSP2引引擎。NNetFFloww卡 是是一个用用来在CCataalysst50000的的超级引引擎上升升级的功功能子卡卡，基于于硬件的的第三层层交换机机就是通通过在NNetFFloww功能卡卡上的AASICC芯片来来实现包包交换的的。第

12、四层交交换第四层交交换指的的是在硬硬件路由由的基础础上再加加上应用用程序的的功能。在TCCP或UUDP数数据流中中，应用用请求被被编码成成端口号号放在数数据报的的头部。Cissco的的路由器器可以用用扩展访访问列表表来控制制数据传传输，也也可用NNetFFloww交换模模式进行行流量计计算。Cataalysst系列列的交换换机可以以在第三三层交换换和第四四层交换换之间自自由切换换，当它它被用作作第三层层交换的的时候，NettFloow功能能卡通过过目标IIP地址址来区别别数据流流量，当当它被用用作第四四层交换换的时候候，NeetFllow功功能卡是是通过原原IP地地址、目目标IPP地址、原端口

13、口号和目目标端口口号来区区分数据据流量的的。因为为两种模模式都是是基于同同一种硬硬件的，所以两两种模式式几乎没没有什么么区别。如果是是要通过过应用程程序来进进行流量量控制就就选择第第四层交交换，如如果是要要通过应应用程序序进行流流量统计计就使用用第三层层交换。多层交换换多层交换换指的是是“一次路路由，然然后交换换”，它可可以根据据MACC地址、IP地地址、协协议和端端口号进进行交换换。在高高性能的的网络中中，这种种技术被被广泛采采用。虚拟局域域网VLLAN和和仿真局局域网LLANEE在园区网网中跨网网段交换换的实现现方法是是VLAAN技术术。一个个VLAAN是从从物理网网络布局局独立出出来的逻

14、逻辑网络络，可以以跨交换换机组成成一个VVLANN，每一一个VLLAN是是一个独独立的广广播域，功能和和一个扩扩展桥接接网段相相似，SSTP通通常在交交换机之之间起作作用。图图2展示示了三个个VLAAN，分分别是PPinkk、Puurplle和GGreeen，每每种颜色色代表一一个工作作组，也也表示一一个逻辑辑子网：Pinkk = 17Purpple = 10Greeen = 17图2 ：虚拟局局域网VVLANN技术支持园区区在范围围内实现现VLAAN的一一个技术术是VLLAN关关联(ttrunnk)。VLAAN关联联使得在在两个交交换机之之间可以以传输

15、多多个逻辑辑网络的的数据，交换机机和路由由器的VVLANN关联只只须连接接一条网网线。在在图2中中服务器器X可以以同时和和三个VVLANN交换数数据，黄黄色的线线路表示示有ISSL协议议运行的的部分，ISLL负责传传输不同同VLAAN之间间的信息息。ISL、8022.100和8002.11Q都是是用来在在VLAAN之间间互相通通信的标标记协议议，所谓谓标记就就是在VVLANN之间传传输的数数据帧头头部添加加了一个个整数值值，用来来区别不不同的VVLANN。ATM上上的LAANE允允许在单单一的AATM网网络上形形成逻辑辑局域网网，ATTM上的的LANNE使用用和VLLAN相相似的数数据报头头，

16、使用用ISLL、8002.110和8802.1q协协议，所所以ELLAN和和以太网网VLAAN是相相互兼容容的。在在图2中中，交换换机B和和交换机机C作为为LANNE的LLEC客客户身份份连接三三个VLLAN，使他们们能够通通过ATTM主干干相互通通讯。服服务器BB也是一一个LEEC，为为VLAAN服务务，它能能直接和和三个VVLANN相互通通信。ATM LANNE仿效效以太网网，在面面向连接接的ATTM中广广播协议议，网络络中图中中没有列列出LAANE配配置服务务器LEECS、LANNE服务务器LEES和未未知广播播服务器器BUSS，他们们的作用用是使LLANEE工作的的更像以以太网LLAN

17、，在Ciiscoo LiighttStrreamm10110、CCateelysst50000的的LANNE卡和和有ATTM接口口的路由由器都支支持这些些功能。在一个VVLANN上的以以太网主主机或服服务器不不能和另另外一个个VLAAN的以以太网主主机或服服务器相相互访问问。图22中，在在VLAAN GGreeen中的的客户机机Z不能能和VLLAN Pinnk中的的服务器器Y相互互通信，因为在在两个VVLANN中没由由路由器器提供服服务，在在后面的的章节中中，我们们会讲到到使用LLANEE技术来来实现它它们之间间的通信信。园区网设设计的参参考模型型HUB和和路由器器模型图1展示示了一个个由路由

18、由器和HHUB组组成的传传统园区区网，其其中访问问层的设设备是HHUB，分布层层由路由由器组成成，核心心层是FFDDII光纤环环网。在在分布层层中，路路由器的的作用是是控制广广播数据据和对网网络进行行分段。在HUUB和路路由器之之间的每每条线路路相当于于一个逻逻辑网络络，或者者说是一一个子网网。几个个HUBB也可以以通过桥桥接而组组成一个个子网。这种模式式的优点点是可升升级性比比较好，因为路路由器具具有智能能化的路路由协议议如OSSPF和和EIGGRP等等。分布布层是访访问层跟跟核心层层的分界界线，分分布层的的路由器器对网络络进行分分段，并并隔离广广播域，这样的的设计易易于管理理、易于于排错，

19、被广泛泛采用，并能运运行各种种不同的的协议如如Novvelll IPPX、AApplleTaalk和和DECCnett等。路由器和和HUBB模型中中的每个个路由器器的设置置都是一一样的，所以，他们的的作用也也是相同同的、可可预计的的，这样样对排错错工作来来说就显显得比较较容易。第3层层的包转转发由所所有路由由器共同同来完成成。这种经典典设计可可以随着着应用的的需要而而升级，可以把把原来的的共享型型HUBB换成交交换机，原来的的分布层层可以升升级成为为第3层层交换，升级不不会改变变原来的的地址结结构、逻逻辑网络络结构和和路由器器的运行行状态。园区的VVLANN模型图3展示示了一个个传统的的园区V

20、VLANN设计，交换机机被用在在访问层层、核心心层和分分布层，红、绿绿、蓝、紫代表表四个工工作组，分布在在几个访访问层交交换机之之间。工工作组之之间的访访问由路路由器XX来负责责，它集集中了第第3层交交换和一一些其他他服务功功能。几几个工作作组的企企业服务务器被放放在路由由器的后后面，用用黑色线线条来标标明。各个VLLAN之之间的通通信可以以用ISSL关联联来实现现，那样样的话，路由器器就成为为一个“独臂路路由器”，VLLAN之之间的数数据传输输要进入入先路由由器处理理，然后后输出。可以用用几个这这样的路路由器来来分担数数据处理理任务，从而可可以减少少应路由由器引起起的瓶颈颈问题，还可以以增加

21、冗冗余链路路。图3传统统的园区区VLAAN设计计图4展示示了一个个升过级级的园区区VLAAN模型型，它具具有多层层交换的的优点，交换机机X是一一个Caatallystt50000多层层交换机机，独臂臂路由器器被路由由交换模模块RSSM和有有NettFloow功能能卡的第第3层交交换机取取代，企企业服务务器也换换成了1100MM快速以以太网或或2000M快速速以太通通道来传传输数据据。园区网设设计严格格遵守880/220规则则，如果果有800%的网网络传输输在本网网段上，那么在在第二层层上将会会有200%的网网络传输输从客户户机到工工作组服服务器，然而要要是有990%的的通信量量在客户户机和企企

22、业服务务器之间间的话，那么独独臂路由由器将要要承担990%的的通信量量，这样样的网络络的传输输性能和和扩展性性能会被被STPP的局限限性所限限制。每每个VLLAN就就相当于于一个水水平桥接接网。园园区网VVLANN模型为为跨建筑筑物的逻逻辑网络络的设置置带来了了很大的的方便，分布在在不同楼楼层或建建筑的同同一工作作组可以以通过VVLANN来连接接，Ciiscoo的解决决方案是是通过VVLANN成员配配置服务务器（VVMPSS）和VVLANN关联协协议（VVTP）来实现现VLAAN的创创建。任任何一个个移动用用户只要要在任何何一个交交换机端端口连上上他的手手提电脑脑，所连连交换机机就会发发送一个

23、个询问到到VMPPS来决决定用户户的VLLAN信信息。图4：具具有多层层交换功功能的园园区VLLANATM上上的多协协议ATM上上的多协协议(MMPOAA)技术术把第33层的穿穿通交换换(cuut-tthrooughh)技术术加到LLANEE上，AATM上上MPOOA的结结构和AATM上上的LAANE相相同，为为每个EELANN进行的的LECCS和LLES/BUSS设置也也相同 。图55展示了了一个小小型的MMPOAA园区网网的组成成部分。图5：MMPOAA园区网网设计有了MPPOA，网络中中新的成成员就是是多协议议客户(MPCC)和多多协议服服务器(MPSS)，这这些都会会由路由由器X中中的

24、IOOS来实实现。当当一个在在Pinnk VVLANN中的主主机要和和企业服服务器建建立通信信时，第第一个数数据包就就会由访访问层交交换机发发出，这这个交换换机充当当MPCC角色，通过LLANEE把数据据包发给给MPSS，就是是路由器器，路由由器再把把包转发发到目的的MPCC，然后后路由器器就告诉诉两个MMPC，它会为为它们建建立一条条SVCC虚通道道，然后后通过SSVC直直接传输输数据。有了MPPOA，IP组组播数据据可以在在建立的的SVCC上传输输。多点点传输的的数据包包发送时时首先发发给本地地ELAAN中的的未知广广播服务务器BUUS，扩扩散到本本地ELLAN，然后，路由器器X通过过路由

25、表表把多点点传输播播数据包包拷贝并并发送给给所有目目的ELLAN上上的BUUS，让让他们往往自己所所在ELLAN上上的主机机发送多多点传输输数据包包，所有有要发送送的多播播内容按按照次序序重复以以上步骤骤。除了IPP以外，其他协协议的数数据包都都是通过过LANNE路由器器LANNE的途途径来通通信，而而不用建建立一条条直通方方式的SSVC。MPOOA设计计时要考考虑好广广播、多多播和非非IP协协议数据据通信的的数量对对路由器器性能的的影响，当网络络的组播播数据占占主导地地位，或或者交换换机连接接着ATTM主干干时就要要考虑配配置MPPOA了了。多层交换换模型新的800/200规则传统的880/

26、220规则则的优点点我们已已经在前前面的章章节讲过过了。有有了园区区网VLLAN模模型，逻逻辑网络络可以分分布在园园区不同同的建筑筑物内，80/20规规则随着着企业内内部网络络的应用用需要而而变化得得很快，越来越越多的企企业把应应用程序序做成WWEB数数据库，服务器器被统一一放置在在一个地地方，大大部分的的数据通通信需要要在本网网段以外外传送，只有220%的的数据在在本网段段中。这这样，传传输模式式就变成成20/80规规则了。多层模型型的组成成多层交换换的作用用满足了了20/80交交通规则则，在CCataalysst50000上上的多层层交换有有两个部部件，路路由交换换模块RRSM和和Nett

27、 Fllow功功能卡，RSMM是一个个做在卡卡上的由由IOSS支持的的多协议议路由器器，功能能和Ciiscoo75000路由由器差不不多。NNetFFloww功能卡卡是一个个为Caatallystt50000交换换机超级级引擎升升级的子子卡，它它通过AASICC芯片进进行第22层和第第3层的的线速率率交换，这里要要说明一一点，通通过NeetFllow卡卡工作时时，不管管第2层层交换也也好，第第3层交交换也好好，它们们的性能能是一样样的。图6展示示了一个个简单的的多层交交换的园园区网设设计。园园区内有有3栋建建筑A、B和CC，通过过核心层层的主干干网连在在一起。分布层层由Caatallystt5

28、0000交换换机组成成，这个个多层设设计吸取取了第22层交换换的优点点，在访访问层和和核心层层中采用用Cattalyyst系系列的交交换机，并在分分布层中中采用多多层交换换系统。多层交交换的设设计沿用用了传统统的HUUB路由器器模型的的逻辑网网络结构构和地址址，升级级非常容容易。访访问层的的子网在在分布层层终止，另外，主干网网上的子子网也在在分部层层上终止止。这样样，多层层交换并并没有使使用园区区范围的的VLAAN，但但是它却却具有我我们所希希望的VVLANN的优点点。图6：用用多层交交换组建建多层的的园区网网因为多层层交换是是在分布布层中进进行的，这使得得路由选选择具有有很多优优点。分分布层

29、形形成了一一道广播播屏障，广播数数据就不不会发到到主干网网上。分分布层上上也可以以运行CCiscco IIOS的的增值功功能，比比如：分分布层上上的交换换机把NNoveell服服务器的的地址存存在缓存存中，如如果有工工作站要要求询问问临近服服务器信信息，路路由器就就代替服服务器把把信息发发给它，然后丢丢弃查询询数据包包，以免免它在网网络上广广播。另另一个例例子就是是给移动动IP用用户发送送DHCCP信息息。在分布层层中实现现的另一一个Ciiscoo IOOS的功功能是本本地移动动区LAAM，LLAM让让那些没没有部署署DHCCP或者者由静态态IP地地址和网网关的主主机在园园区内自自由移动动，路

30、由由器负责责将移动动用户的的地址信信息传播播出去。事实上，Cissco的的IOSS有几百百种功能能，它们们可以提提高企业业网络的的稳定性性、可升升级性和和易管理理性。这这些功能能支持园园区网中中所有可可能用到到的协议议，包括括DECCnett、ApppleeTallk、IIBM SNAA、Noovelll IIPX、TCPP/IPP等，还还有很多多其它的的协议。这些功功能的一一个共同同的特征征是考虑虑“整体模模式”，它可可以把整整个网络络作为一一个整体体，与“部分模模式”相反，如考虑虑端口密密度和性性能，只只支持单单个部分分而不是是一个整整体。“部分模模式”对企业业网络的的稳定性性、可升升级性

31、和和易管理理性没什什么作用用。多层模型型的最大大优点取取决于它它的分级级设计和和模块化化。分级级是因为为各层之之间的定定义非常常分明，非常专专业，模模块化是是因为同同一个层层中的各各个部分分起着相相同的作作用。模模块化的的一个重重要的优优点是不不同的技技术可以以在模块块中的同同一个逻逻辑网段段上共存存而不相相互影响响，例如如，令牌牌环网可可以被以以太网取取代，FFDDII可以被被快速交交换以太太网取代代，HUUB可以以被路由由器取代代，快速速以太网网可以被被ATMM 的LLANEE取代，ATMM 的LLANEE可以被被千兆以以太网取取代，如如此等等等。所以以模块化化设计可可以使得得技术的的兼容

32、和和迁移变变得非常常简单。模块化的的另一个个突出的的优点是是每一层层中的设设备都按按照同一一个程序序运行，所以，设置工工作和故故障排除除也变得得相对容容易，整整个设计计着重考考虑的是是工作性性能、路路径选择择和故障障恢复。在访问层层，一个个子网相相当于一一个VLLAN，一个VVLANN工作组组可以定定义在一一个或者者几个交交换机上上，当然然，也有有可能几几个VLLAN定定义在一一个交换换机上，如果CCataalysst50000交交换机被被用在访访问层，那么VVLANN关联就就会灵活活的把子子网或工工作组分分配到几几个交换换机上。在以后后的例子子中，我我们会展展示在每每个交换换机上配配置两个个

33、VLAAN，来来说明如如何用VVLANN关联在在分布层层实现负负载平衡衡和快速速收敛功功能。在简图中中，核心心层是一一个单一一的逻辑辑网络或或VLAAN。我我们的例例子中，展示了了核心层层作为单单一的第第二层交交换结构构，没有有回路存存在。这这有助于于避开在在核心层层中生成成树型回回路，因因为OSSPF和和EIGGRP协协议具有有负载平平衡和快快速收敛敛的优点点，所以以，我们们将用它它们来解解决主干干网上的的路径选选择和收收敛问题题。这样样，多层层模型中中的路径径选择和和快速收收敛就会会在分布布层上得得以解决决。冗余和负负载平衡衡图6的设设计中，分布层层的设计计有个缺缺陷，如如果连着着楼A的的

34、Cattalyyst550000交换机机的电源源意外断断开的话话，那么么楼中近近千个用用户将失失去它们们跟主干干网的通通信。如如果楼层层交换机机的一根根物理线线路出了了问题，那么该该层上的的1000名用户户将无法法访问主主干网。图7的的设计解解决了这这些问题题。多层交换换机A和和B为NNortth域提提供了冗冗余连接接，主干干网上的的冗余链链路可以以在核心心层加几几个交换换机就可可以实现现。冗余余链路为为分布层层提供容容错性，就像主主干网上上的负载载平衡和和多链路路选择一一样。在分布层层中，冗冗余链路路连接着着访问层层的所有有交换机机和两个个分布层层的多层层交换机机。快速速收敛功功能由第第3层

35、的的冗余路路由协议议HSRRP来实实现。分分布层的的两个交交换机一一起为楼楼层内所所有的主主机提供供HSRRP网关关路由。第2层层上的快快速收敛敛由Ciiscoo的快速速上联通通道功能能来实现现。快速速上联通通道有一一个收敛敛算法，当主链链路出错错时，它它会在三三秒钟之之内把主主链路恢恢复到备备份链路路上。核心层的的负载平平衡由CCisvvo IIOS中中的智能能路由协协议来实实现，在在图7中中，任何何两个建建筑物之之间都由由四条相相等路经经的通道道，例如如，从NNortth域到到Wesst域有有AXCC、AXXYD、BYDD和BYYXC四四条路经经。对第第3层的的路由协协议来说说，这四四条第

36、22层路经经的开销销是相等等的，因因为无论论从哪个个域出发发到主干干网的路路由跳数数都只有有一跳。Cissco的的IOSS为各种种协议提提供多达达六条相相同开销销的冗余余路经。图7：冗冗余多层层园区网网设计图8展示示了有企企业服务务器区的的冗余多多层模型型，服务务器区就就像是多多层交换换中的一一个建筑筑物模块块，处于于分布层层。标有有A的千千兆以太太链路负负责两个个服务器器之间的的数据通通信，标标有B的的快速以以太通道道链路负负责主干干网的数数据传输输，服务务器之间间的通信信被隔离离在主干干网以外外，有利利于安全全和数据据传输速速度。在在X和YY之间，企业服服务器有有HSRRP快速速收敛功功能

37、，服服务器的的访问策策略可以以由X、Y上的的访问列列表来完完成。图图8中，第2层层交换机机V、WW和分布布层的交交换机XX、Y分分离出来来画，以以便让大大家看得得更清楚楚，在这这样的网网络中，V和WW应该被被包括到到X和YY中去。把服务器器放在一一个区域域中，有有利于避避免像图图7中的的IP重重定向和和选择最最佳网关关的问题题。严格格来讲，HSRRP不能能被用于于企业服服务器，他们应应该用诸诸如代理理ARPP、Innterrnett 路经经发现协协议IRRDP、网关发发现协议议GDPP和RIIP侦听听之类的的协议来来构造路路由表。图8：有有服务器器区的多多层模型型图9展示示了两个个分布层层交换

38、机机之间的的操作，主机都都接在访访问层交交换机上上，偶数数子网被被定义到到偶数VVLANN，奇数数子网被被定义到到奇数VVLANN，偶数数子网的的主HSSRP在在交换机机X上，后备HHSRPP为交换换机Y，奇数子子网的主主HSRRP在交交换机YY上，后后备HSSRP为为X。它它们的共共同之处处是每个个HSRRP网关关路由器器的主机机号里都都有1000，例例如子网网15.0的HHSRPP网关就就是155.1000,如如果155.1000断电电或者出出错，那那么交换换机X将将会在两两秒钟之之内取代代15.1000作为网网关，这这将会在在附录AA里面再再作介绍绍。图9：有有HSRRP的冗冗余图10展

39、展示了在在访问层层和分布布层之间间使用CCiscco IISL VLAAN关联联协议来来实现负负载平衡衡。我们们在交换换机A上上定义了了VLAAN100和VLLAN111，在在B上定定义了VVLANN12和和VLAAN133，每个个访问层层交换机机都由两两条上联联链路和和分布层层的交换换机相连连，STTP把冗冗余连接接做成模模块，如如图所示示。通过过设置交交换机的的关联通通道使一一条链路路作为奇奇数VLLAN的的主链路路、偶数数VLAAN的备备份链路路，另一一条作为为偶数VVLANN的主链链路、奇奇数VLLAN的的备份链链路来实实现负载载平衡。图中，交换机机A上标标的F110表示示forrwa

40、rrdinng ppathh foor VVLANN 100，B111表示示bloockiing patth ffor VLAAN 111图10：在VLLAN上上实现负负载平衡衡图11展展示了当当一条链链路断开开时，交交换机左左边的关关联通道道将会被被作为VVLANN10和和VLAAN111的主要要通道。有必要要的话，路径将将会跨过过X和YY之间的的快速关关联通道道Z。通通道Z是是第2层层的通道道，位域域中所有有的VLLAN提提供备份份连接，也担负负一些XX、Y主主机之间间的负载载平衡工工作。如如果是以以前的SSTP桥桥接的话话，出错错以后收收敛时间间需要44050秒秒，而用用现在的的快速关关

41、联通道道，收敛敛只需33秒钟。图11：有快速速收敛作作用的VVLANN关联带宽升级级在多层模模型中，对于关关联通道道容量有有所不同同，以太太网的关关联有很很多种平平衡方法法，这样样，以太太网就可可以迁移移到快速速以太网网，快速速以太网网可以被被迁移到到快速以以太通道道、千兆兆以太网网或千兆兆以太通通道中去去，访问问层交换换机可以以被分成成多样化化关联上上的多样样化的VVLANN。结合合使用IISL，可以把把VLAAN定义义到多个个关联中中。快速以太太通道是是结合两两条或四四条快速速以太网网链路的的容量，连到一一个单一一的高速速关联通通道，CCiscco 775000系列路路由器配配备IOOS1

42、11.2以以上版本本支持快快速以太太通道技技术，在在Cattalyyst550000交换机机上，配配备了快快速以太太通道线线路卡或或者超级级引擎、就可以以支持该该技术。快速以以太通道道技术也也被许多多其它厂厂家所认认可，包包括Addapttec, Coompaaq, HP, Inntell, SSun和和Znyyx。有有了快速速以太通通道技术术，以太太高性能能服务器器就可以以用4000兆全全双工线线路以8800兆兆的总带带宽连到到核心层层主干网网上。图12展展示了在在访问层层交换机机和分布布层交换换机之间间升级带带宽的三三种方法法。其中中A表示示“最好”，所有有VLAAN通过过ISLL协议结结

43、合到一一起连到到快速以以太通道道上。BB表示“好”，其中中，网段段只结合合了几条条线路并并使用了了ISLL协议。C表示示“一般”，只用用了一个个网段。图12：升级以以太通道道的带宽宽设计时尽尽量采用用模型AA中的方方法，因因为多个个VLAAN使用用同一个个快速以以太通道道，这样样可以提提高带宽宽的利用用率。如如果一个个快速以以太线路路卡失效效，就采采用B中中的方法法，如果果没有快快速以太太通道也也没有IISL，就采用用C中的的方法，每条VVLANN占用一一个通道道端口，与A中中的相比比，同样样的输出出C中需需要更多多的端口口。在ATMM主干上上，可以以根据需需要增加加多个OOC-33或OCC-

44、122通道的的关联来来升级带带宽。负负载平衡衡和快速速收敛问问题由PPNNII提供的的智能路路由来解解决。核心层策策略在分布层层中有了了第3层层交换，将主干干网定义义为一个个或多个个逻辑网网络就非非常简单单了。VVLANN技术可可以创建建一个逻逻辑上独独立的网网络，它它可以用用于一些些特殊用用途。在在IP核核心层中中，可以以创建管管理流量量的VLLAN和和企业服服务器的的VLAAN，每每个VLLAN可可以使用用不同的的策略，并可以以延伸到到访问层层上。这这样，端端口管理理和流量量管理就就可以被被严格控控制了。核心层上上另一个个逻辑区区划分的的方法是是通过协协议，为为基于IIP的企企业服务务器和

45、基基于IPPX或者者DECCnett的企业业服务器器分别创创建一个个VLAAN，如如果在多多层的核核心交换换机上定定义安全全策略，那么逻逻辑分区区就会彻彻底地变变成物理理网络。图133展示了了核心层层中两个个独立的的交换机机，VLLAN1100定定义在交交换机VV上，负负责响应应IP子子网1331.1108.1.00上的WWWW服服务器连连接。VVLANN2000定义在在交换机机Y上，负责响响应IPPX网络络上的服服务器连连接。图13：核心层层上的逻逻辑网段段或物理理网段当然，主主干网上上的拓补补结构是是越简单单越好。在一些些方案中中，所有有服务集集中在一一台服务务器上，还有的的将数据据集中在

46、在一个数数据中心心以便管管理。现现在，越越来越多多的企业业将所有有的服务务做成网网页供企企业内部部访问。当中央服服务器直直接连到到主干网网上时，所有分分布层的的的客户户机与核核心层的的服务器器之间的的路径只只有一跳跳，基于于策略的的服务器器访问控控制由分分布层的的访问列列表来实实现。在在图144中，服服务器WW是用快快速以太太网连到到核心层层子网上上的，服服务器XX是通过过快速以以太通道道连到核核心层子子网上的的。以前前提到过过，直接接连到核核心层的的服务器器一定要要用ARRP代理理，IRRDP，GDPP，或者者RIPP侦听协协议来构构建它们们的路由由表。HHSRPP不能在在核心层层子网上上使

47、用。因为分分布层中中的交换换机都是是连到园园区中不不同部分分的。企业服务务器Y和和Z被放放在多层层交换模模块的服服务器分分布区，Y是用用以太网网连接的的，Z是是用快速速以太通通道连接接的。访访问控制制策略是是靠核心心层中交交换机的的访问列列表来实实现的。服务器器分布模模块的另另一个突突出的优优点是可可以用HHSRPP提供冗冗余和快快速收敛敛，并把把所有服服务器到到服务器器的流量量限制在在主干网网上。请请参照附附录A中中的例子子。 服务器器M在工工作组DD中，属属于某个个VLAAN，MM是通过过快速以以太网连连接到访访问层交交换机的的一个端端口上的的，因为为大所数数的数据据通信在在本网段段中，所

48、所以它遵遵循了880/220规则则。如果果有必要要的话可可以通过过分布层层的访问问列表把把M隐藏藏起来。 服务器器N连在在分布层层的交换换机H上上，N是是一个大大楼服务务器，负负责VLLAN ABCCD之间间的通信信。从NN到VLLAN ABCCD有两两条数据据链路，如果有有四块网网卡，那那么它可可以直接接和四个个VLAAN相连连，或者者有一个个ISLL 网卡卡的话，它就可可以通过过VLAAN关联联直接访访问四个个VLAAN了。服务器器N也可可以根据据需要通通过分布布层的访访问列表表把它隐隐藏起来来。图14：多层模模型中的的服务器器放置ATM/LANNE主干干图15展展示了在在多层交交换园区区

49、网中用用ATMM/LAANE做做主干。如果客客户要求求有Qoos服务务质量保保证，那那么ATTM是一一个很好好的选择择。实时时的语音音数据应应用可以以要求AATM提提供流量量控制，拥塞延延迟预测测和业务务流整形形等服务务。每个Caatallystt50000多层层交换机机都配有有一个LLANEE卡，LLANEE卡的功功能是担担任LEEC角色色，这样样，分布布层的交交换机就就可以通通过ATTM主干干网相互互通信。LANNE卡上上有一个个带冗余余的ATTM OOC-33物理接接口叫双双PHYY，图115中，交换机机上的连连接线有有一条是是主链路路，另一一条是备备份链路路。ATM核核心层中中由两个个

50、LigghtSStreeam110100 组成成，路有有器和服服务器通通过本身身的ATTM接口口连到AATM主主干上，服务器器区中企企业服务务器接在在Cattalyyst550000 交换换机X、Y上，企业服服务器可可以用快快速以太太网或者者快速以以太通道道连接，Cattalyyst550000上的LLANEE卡充当当LECC角色，把企业业服务器器连到AATM主主干上。两个LiighttStrreamm10110之间间的关联联通道可可以是OOC-33或者是是OC-12，PNNNI协议议解决在在ATMM交换机机之间的的负载平平衡和路路由问题题。智能能路由的的需要随随着核心心层中的的交换机机的增多

51、多而变得得越来越越重要。主干上上不再会会有STTP协议议，第33层的智智能路由由协议OOSPFF、EIIGRPP提供分分布层交交换机之之间的负负载平衡衡和路经经选择功功能。Ciscco 开开发了简简单服务务器冗余余协议SSSRPP来实现现LECC和LEES/BBUS的的冗余功功能。在在Cissco775000路由器器上有SSSRPP功能，Cattalyyst550000系列、LigghtSStreeam110100系列交交换机兼兼容所有有的LAANE11.0标标准的LLEC。图15：ATMM LAANE核核心的多多层交换换模型Cataalysst50000上上的LAANE卡卡是一个个有1220

52、Kppps广广播能力力的高效效BUSS，这个个容量对对大型的的园区网网来说已已经足够够了。在在图155中我们们把主LLES/BUSS放在了了交换机机X上，备份LLES/BUSS放在了了交换机机Y上。对于小小型园区区网来说说，LEES/BBUS的的SSRRP收敛敛时间只只需几秒秒钟，但但对于大大型园区区网来说说，收敛敛时间可可能需要要几分钟钟。所以以，在大大型的园园区网设设计中，一般都都采用双双ELAAN主干干来实现现LESS/BUUS的快快速失效效恢复。举个例子子来说，主干上上有两个个ELAAN，AA和B，如果到到ELAAN AA的LEEC/BBUS链链路失效效，那么么数据流流很快会会重新选选

53、择通过过ELAAN BB的路径径，直到到ELAAN AA 的链链路恢复复为止。 在EELANN A的的链路恢恢复以后后，分布布层上的的交换机机会重新新建立EELANN A的的连接，并开始始两个EELANN之间的的负载平平衡。这这个过程程只能建建立在路路由协议议而不是是桥接的的STPP协议上上。主要LEEC和备备份LEEC的数数据都配配置在LLighhtSttreaam10010上上，因为为它们处处在网络络的中心心位置。当ELLAN稳稳定工作作时，LLEC上上没有多多少CPPU负荷荷，LEEC只会会在有新新的LEEC加入入时才会会工作。因为这这样，所所以配不不配置备备份LEEC没多多大影响响。最

54、好好的选择择就是用用Cissco775000作为LLEC连连到ATTM主干干上，因因为它在在LECC/BUUS失效效时不会会影响AATM上上的信元元交换。图16展展示了用用Cattalyyst555000来实现现LANNE核心心的代替替。在这这里，我我们用带带有ATTM交换换处理器器ASPP卡的CCataalysst55500作作为ATTM交换换机。它它加上一一块OCC-122 LAANE/MPOOA卡就就可以配配置成LLEC，加上一一块快速速以太线线路卡就就可以配配置成一一个以太太网帧交交换机。服务器器区仍然然作为多多层交换换模块配配置。CCataalysst55500集集LigghtSSt

55、reeam110100和Caatallystt50000的功功能于一一体，在在园区网网的组建建中扮演演着重要要的角色色。图16：LANNE核心心的替代代Ip多点点传输（以下简简称多播播）基于IPP多播的的应用程程序在实实际应用用中只占占很小一一部分比比例，不不过它发发展很快快，一些些应用程程序如IIPTVV、微软软的NeetShhow、NettMeeetinng等已已经被一一些企业业所运用用。以下下是如何何有效地地使用多多播的几几个例子子：多播路由由，协议议独立多多播PIIM密集集模式和和稀疏模模式；客户机和和服务器器以Innterrnett组管理理协议IIGMPP加入多多播组；用Cissco

56、多多播组管管理协议议CGMMP和IIGMPP侦听来来管理多多播树结结构；交换和路路由多播播性能；多播策略略；为多播指指定的路路由协议议是PIIM，PPIM稀稀疏模式式在RFFC21117中中有定义义，而PPIM密密集模式式是常用用标准模模式。在在Intternnet上上，PIIM也像像在企业业网中一一样被广广泛部署署，就像像字面上上的意思思一样，PIMM使用组组播路由由协议如如OSPPF、EEIGRRP。PPIM路路由可能能会和DDVMRRP协议议工作，DVMMRP是是一个在在Intternnet广广播主干干网上的的一个路路由协议议，现已已有500%的地地位被PPIM取取代，以以后可能能会被完

57、完全取代代。PIM可可以以密密集模式式或者稀稀疏模式式的方式式操作，密集模模式的操操作就例例如IPPTV，在园区区内有一一个多播播服务器器和很多多的客户户机。稀稀疏模式式的例子子就是NNetMMeettingg，另外外PIMM建立的的多播结结构可以以最小化化所使用用的带宽宽，这对对一些实实时的语语音图像像传输来来说非常常重要。在大多多数环境境中，PPIM被被设置成成稀疏模模式，并并可以根根据需要要自动转转换成密密集模式式。IGMPP是被服服务器和和客户机机广播或或加入到到多播工工作组的的工具。本地网网关路由由器负责责本地子子网上的的多播工工作，不不过当本本地子网网上没有有多播工工作组的的客户机

58、机时，它它会隔离离广播数数据。CCGMPP协议把把多播结结构延伸伸到交换换机上。一台CCiscco路由由器发出出一个CCGMPP消息广广播所有有被列为为多播工工作组的的客户机机的MAAC地址址，交换换机收到到后，就就决定哪哪些端口口上有组组播数据据通过，从而避避免了把把广播数数据发送送到所有有端口。Cataalysst50000系系列交换换机可以以把多播播数据流流定向在在一个、几个或或者是所所有端口口上而不不影响性性能，CCataalysst可以以有几个个多播工工作组一一起工作作并以线线速率转转发。实现多播播策略的的一个方方法是在在交换机机后面放放置一个个多播服服务器。图177中，交交换机XX

59、是一个个多播防防火墙，限制多多播数据据流，控控制对多多播会话话的访问问。想要要把多播播数据流流更好的的隔离开开来的话话，就要要在核心心层上创创建一个个独立的的多播VVLANN或子网网。核心心层中的的多播VVLANN可以是是核心交交换机的的一个逻逻辑区或或者是后后备交换换机。交交换机XX是一个个实现PPIM汇汇总的逻逻辑地点点，PIIM汇总总点就像像是多播播树中的的ROOOT。图17：多播防防火墙和和多播主主干升级考虑虑多层设计计模型的的升级是是非常方方便的：第3层层交换因因为是分分布式的的，所以以升级很很简单；当你在在主干网网上加上上更多的的链路或或者交换换机的时时候，主主干网也也就随之之升级

60、；在访问问层中，有了特特定的冗冗余设计计后（两两个分布布层的交交换机），单个个的交换换域可以以升级到到10000个以以上的用用户。而而且，在在园区网网中可以以加上多多个交换换模块而而不影响响整个园园区网的的设计模模型。在所有的的多层设设计的讨讨论中，我们都都避免了了在核心心层中形形成STTP回路路。STTP的失失效收敛敛通常需需要400-500秒，而而且不支支持冗余余链路的的负载平平衡。在在以太网网主干上上，不会会有回路路；在AATM主主干上，PNNNI解决决负载平平衡问题题。在所所有案例例中，都都由OSSPF和和EIGGRP路路由协议议来解决决主干网网的路由由、负载载平衡问问题。OSPFF的