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文档简介
1、大型企业网络的设计和实施一、简介:在网络技术不断发展的今天,大型企业的网络建设面临着各种网络技术的选择。为企业的未来发展选择什么样的网络技术是大企业面临的课题。网络技术在快速发展,但企业网络建设有其独特的规律,掌握这些独特的规则将有助于指导大型企业的网络建设。本文定义的大型企业网络是跨域和分层网络。企业的网络层和行政结构相对应,如果网络层在第二层或第三层以上,则网络连接可以在地方之间或全国范围内进行。例如银行、国税系统、民航、铁路、政府办公系统等,在区际、多层次系统、网络建设中都有共同的特点。企业网络通常包括系统软件平台、硬件平台、布线系统、局域网构建、广域网构建、应用软件(包括业务应用程序和
2、WWW服务)、网络安全和网络管理。本文从大企业网络设计的角度介绍了大企业网络的设计与实现方法。一、企业网络构建过程的多个阶段企业网络构建通常分为设计阶段、实施阶段和网络管理维护阶段。在网络设计方面,分为应用驱动法和基础设施法。以应用程序为中心的方法采用了远离应用程序需求的设计方法,从工作组网络、建筑网络、校园网络到广域网。基础设施法根据基本网络计划,采用了接近广域网、校园网到建筑物网络的距离的设计方式。企业网络构建过程分为以下几个阶段:1、需求分析阶段。一般来说,大型企业在网络部署中已经拥有这些网络环路的一部分环境可以满足当时网络应用的需要。但是,网络可以是一个孤岛,在企业网络不形成一个位置的
3、地方,只能进行网络应用程序和资源共享。规划企业网络时,在保护现有投资的同时,要考虑网络技术选择的面向未来的网络构建的整体特征。网络需求分析主要是根据企业业务发展要求和企业信息技术应用要求,提出企业网络建设的总体目标和关键技术指标。企业网络需求分析包括: n网络标准和协议要求。n总体网络信息点分布要求,包括LAN布线结构要求、wan传输介质要求。n网络层和网络拓扑要求。n结合应用程序的网络设备处理能力和带宽要求。 n LAN和wan要求。n internet访问、外部网络访问、防火墙技术要求。 n企业网络应用程序要求。 n网络设备选择要求。n网络应用程序与网络技术的关系(如多媒体、IP语音和网络
4、结构的要求)。n网络可靠性、可扩展性和安全性要求。 n网络管理要求。2、网络计划阶段。企业网络计划是从企业网络需求分析到企业网络逻辑设计的必要步骤,主要根据企业网络需求分析推导出分离的外部技术指标,如用户数、台式计算机上的站点数、最大响应时间要求等。使用企业网络本身固有的规则和关联算法,在整个企业网络中推导出技术框架和技术指标(如桌面带宽要求、主干带宽要求、服务器处理性能要求等)。3、网络逻辑设计阶段。网络逻辑设计阶段主要基于企业网络需求分析结果,基于企业网络计划的内部技术指标,根据计算机网络设计的经验和方法,在现有的可行网络技术范围内设计企业网络的连接结构、协议结构和每个网络的功能结构。企业
5、网络设计主要决定网络的连接结构、网络节点的类型、功能和容量。网络传输链路的类型和容量、网络安全控制结构和网络管理结构。4、网络物理设计阶段。网络物理设计主要确定实施网络逻辑设计方法的制造商产品的类型、数量和特定配置与网络逻辑设计方法的连接结构相匹配的物理拓扑。5、网络实施阶段。网络实施阶段主要是购买必要的硬件设备和软件系统,安装、调试和测试网络系统。6、网络维护和扩展阶段。企业网络通过测试后,网络处于运行、维护和扩展阶段。企业网络运营和维护阶段的主要任务是企业网络的日常维护和管理,包括网络配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和用户帐户管理,以及企业网络的预防性测试和容量规划。二、企业网络层辅
6、助结构分析和建模规划大企业网络层相当于企业的行政结构,通常至少是第二层还有第三层和第四层结构。四个以上的层被视为远程访问服务层。我们在网络的层次分析中探讨了多层网络的模块化设计思想。大多数企业网络都是分层结构,可以分为三个逻辑服务单元(Backbone)、区域网络(Distribute)和访问网络(Local-access)。主干网络的主要目的是完成分布在不同区域或逻辑组中的路由优化通信。区域网络主要完成网络流量的安全控制机制,隔离主干网和接入网络环境。访问网络主要支持客户端对服务器的访问。2.1模块化网络设计方法模块化网络设计方法的目标是将一个大型网络元素划分为一个互连的网络层。基本上,它以
7、模块化方式将网络划分为一个子网,从而使网络节点和流量的管理更加容易。新的子网模块和新的网络技术可以更容易地集成到整个系统中,而不会损坏现有主干网,因此分层设计方法可以更容易地处理网络扩展。分层设计方法为网络提供了三个优点:1、分层网络的可扩展性可扩展性是在包交换网络连接中使用分层设计的主要优点。分层网络具有更高的可扩展性,因为它可以模块化地扩展网络,而不是分层结构,也不会出现网络或平面网络快速经历的问题。但是分层网络也提出了一些需要慎重考虑的问题。这些问题包括虚拟电路成本、分层设计(尤其是网状拓扑)固有的复杂连接,以及需要额外的路由器接口来划分网络层。为了获得分层网络结构的优点,网络层必须与所
8、在地区的拓扑充分匹配。设计取决于所使用的包交换模型和所需的容错能力、网络性能和网络成本。2、分层网络管理效率简化网络-通过将网络元素划分为较小的单元,降低整个网络的复杂性。这种网络单元的分割可以使故障诊断变得清晰和简单,同时提供了防止广播风暴、路由周期等其他潜在问题的独特保护机制。更灵活的设计-分层设计使主干网和区域网络之间的包交换形式更加灵活。因为许多网络使用混合方法构建了整个网络体系结构。在大多数情况下,主干网部分可以使用专用线路,本地网络或本地网络接入部分可以使用包交换服务。更简单的路由器管理通过网络层分层网络,相对精简的网络区域减少了路由器的邻居或对等通信端的数量,从而简化了路由器的配
9、置。3、优化广播和多播流量控制在分组交换网络中,减少路由器之间广播的信息量的最直接的方法是使用较少的目标路由器组,通过分层模块设计更好地控制网络的广播。通常,包交换网络中最常见的路由器之间的广播信息流量是路由更新信息,如果一个区域或一层有太多路由器,广播的原因可能会导致网络瓶颈。分层网络结构允许限制区域网络的主干网广播。根据这种分层网络设计思想的原则,企业内部网网络工程的整个网络体系结构可以分为企业中心节点和第二节点构成的主要主干网络、第二节点和第三节点构成的第二网络、第三节点和第四节点构成的第三层或第四层结构的第二或第三网络主干。如下图2.1所示。图2.12.2一级主干网络服务评估如图2.1
10、所示,主要主干网络中可用的功能特性如下:主干网络带宽管理:为了优化主干网络的运行,路由器提供了几种优化和节约wan带宽的性能调节方法,包括优先级队列管理和数据压缩、动态路由协议权重定义、动态路由协议发送包间隔优化、协议本地验证等。优化数据传输路径路由器最重要的特征之一是在逻辑网络环境中自动选择最佳路径并传输信息。路由器使用路由协议(静态和多种动态路由协议)执行最佳寻径操作。路由协议在网络的第三层工作,每个网络协议都支持相应的路由协议。例如,在IP网络环境中,Cisco公司的所有路由器都支持所有路由协议,如OSPF routing、riprouting、igrp routing、e-igrp r
11、outing、bgprouting、EGP routing和hello packet路由收敛问题:与路径选择相关的问题是路由收敛。如果网络发生更改,如主干网络中的路由器关闭或故障、通信线路故障、主干网络中的路由器配置更改,则路由表可能发生更改,导致网络无法工作。因此,选择具有快速收敛速度的动态路由协议,避免慢路由收敛问题是网络设计的关键问题之一。传输队列优化主干上的信息传输分为不同的优先级,重要信息可以优先传输。路由器可以为不同的协议类型、不同的传输层协议和不同的应用程序类型设置不同的传输优先级。对于IP协议,可以在网络应用层使用应用程序(如TELNET、FTP、SMTP、WWW等)的传输队列
12、优先级设置,以确保关键数据优先传输。传输队列的优化基于各种协议和子协议,如下图所示。负载平衡路由器支持多链路负载平衡,最多支持4个负载平衡链路可以调整每个链接的负荷阈值。路径备份第一主干网络传输重要信息,备份了第一主干网络的路径特别重要。考虑到投资成本,主干网上的所有路由器不需要具有冗馀链路仅考虑从主干网络的中间节点到中心节点的双链路连接中间节点之间可能没有链接。各中间节点之间的通信横跨全国中央路由器实施。因此,全国中心路由器必须具备强大的处理能力力量。2.3第二骨干网络服务评估如图2.1所示,对第二主干网络进行了如下评估:区域和服务筛选信息流的过滤构建在区域的分区和服务类型上。在区域内部中的
13、信息不需要横跨wan 1主干网络,这可能会降低主主干网络的速度联系的通信压力。此外,网络服务类型(例如:telnet、FTP、SMTP等)和网段地址访问控制,以确保敏感数据的访问安全性。在路由器上启用access-list后,路由器将检查满足栏部件的信息包通过网络。基于策略的信息分发基于策略的信息分发的目的是确保传输性能和信息的完整性城堡。在网络之间的网络中,该策略可以定义为一组控制跨广域骨干的端到端数据传输的规则或规则。例如,您可能有三种跨主干网的网络协议,但您可能希望仅携带重要应用程序的特殊协议快速通过主干网。在另一个部门,主干网络太忙,只有e-mail可以跨主干网等。路由协议的一致性第一
14、和第二wan主干动态路由协议必须与开放路由协议(如ISIS或BGP4或OSPF)相匹配。该动态路由协议是根据企业的网络结构和部门间的隶属关系确定的。媒体转换媒体转换技术是将不同网络链路层上的帧的格式转换为不同网络帧的格式,如状态网络和令牌环网络转换。区域内的网络环境比较复杂,制造商必须得到适当的设备支持。2.4访问服务评估访问访问服务包括:网络增值地址网络增值地址用于解决某些特殊的信息传输,使原始广播方法的传输转变为多播传输。这样可以减少网络的广播压力和路由器的负载。例如,Novell客户机通过原始广播查找服务器,如果服务器不在此网段,广播信息必须通过路由器。Helper address允许一
15、个网络中的节点直接将信息发送到另一个网络中的服务器,而无需通过路由器。网际网路区段本地访问服务的基本要求是将网络分段,每个网段实施自己的信息传输策略,通过路由器将每个网段的广播信息相互隔离,减少主干网络的拥塞。确定网段是通过子网掩码完成的。灵活的网段分区允许通过路由器access-list网段地址过滤实现灵活的网络安全访问控制策略。无线电和多播如上所述,路由器可以隔离网段上的广播信息。但是,如果需要,路由器可以转播广播。为了特定目的,通过路由器转播一些广播。IP的多播是将信息从一个站点发布到指定的多个目标站点,而不是每个站点。IP的多播可为视频会议、股票交易等提供卓越的服务。参与多播的计算机必
16、须运行IGMP协议。路由器配置为igmp (internet组管理协议)后,即可在不同网段中实现计算机的多播功能。安全策略如果所有员工都可以随意访问所有信息,那么安全侵犯和不正当文件访问是不可避免的。为了避免此问题,路由器将执行以下操作:防止本地网络信息不适当地进入网络骨干防止有关网络骨干的信息不适当地进入部门或工作组实现这两个主要功能的方法是路由的包过滤。另一方面,包过滤可以控制未经授权的用户访问,提高安全性,同时减少网络拥塞,减少网络问题的发生。路由器具有一套信息过滤策略。具体地说,包括地址访问筛选、协议访问筛选、应用层访问筛选等。在以太网环境中,有一台主机可以通过Telnet连接到internet,在internet上不能Telnet到此主机,但可以使用SMTP访问。仅允许一个网段通过OSPF动态路由协议,禁止其他网段OSPF。限制某些主机访问特定网段。限制某些网段以访问其他网段。上述访问控制方法是常规方法。还有通常使用身份验证机制的远程访
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