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3.5.3 大型混合型网络结构设计示例

2007-07-14 11:45 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章主要将介绍以上各种主要网络拓扑结构,以及网络拓扑结构的绘制、不同规模的企业局域网拓扑结构设计思路和典型的广域网接入方式的拓扑结构设计方法。本节介绍的是大型混合型网络结构设计示例。

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3.5.3  大型混合型网络结构设计示例
所谓的混合型网络结构,通常是指星型网络与总线型网络这两种网络结构在一个网络中的混合使用。之所以在企业网络中要采用这两种基本网络结构,是因为星型网络和总线型网络都有各自不同的优缺点,如果把它们混合在一个网络中应用,则可在缺点上相互弥补。如星型网络的优点是便于扩展和维护,但距离较短,不便于工作于远距离连接(双绞线网络直径限制在200米);而总线型网络的优点(细同轴电缆最大长度达185米,粗同轴电缆最大长度可达500米,光纤则更长)正好弥补了星型网络的缺点,而其不便于扩展的缺点又得到星型网络的弥补。
当前在大型企业网络中,更多的是采用分层结构的星型网络结构,具体将在下节中介绍。当超过双绞线传输距离时,则采用光纤,这样就解决了连接距离超过双绞线单段100米的限制,同时还可提供千兆位以上的传输速率,远高于总线连接方式中不同建筑物和不同楼层之间的16Mbps互连速度。本节先介绍总线型和星型混合网络拓扑结构的设计方法,至于用光纤连接的分层星型结构方法与单星型网络设计方法一样,不同的只是各建筑物之间的网络连接直接采用光纤连接,当然这时就要求各建筑物网络骨干交换机要支持光纤连接。

  某大型企业网络,分布在生产楼、行政楼和市场楼3栋建筑物中,各楼间相距在100米左右。整个网络的网络中心设在行政楼,生产楼和工程楼均配置高性能核心交换机及会聚交换机。分布于不同楼的3台核心交换机之间采用光纤总线型连接(此处采用性能较高的多模光纤,满足以上连接距离要求),各楼内部采用普通星型网络连接。为了便于说明,现假设各楼都配置:核心交换机为一台支持链路聚合的多模光纤连接千兆位以太网交换机;会聚层交换机是两台支持可堆栈的双绞线千兆位以太网交换机;在边缘层是若干台普通的快速以太网交换机。另在行政楼还部署边界路由器和防火墙,以备与外部网络连接。
1.网络要求
网络中的所有设备都必须用上,且必须尽可能地保障负载均衡,无性能瓶颈。
各楼的核心交换机用一条光纤以总线型网络类型连接在一起,为各楼用户间访问提供10Mbps的网络连接。
核心交换机通过两个双绞线千兆位端口,采用链路聚合技术与会聚交换机连接,提供最高可达2000Mbps的连接性能。
会聚层的两台交换机采用堆栈技术连接,进一步扩展端口实际可用的带宽。
核心交换机和会聚交换机都要留有可扩展端口。
结构图中可清晰地知道各主要设备所连端口类型和传输介质类型。
2.设计思路
很明显这样一个混合型网络其实就是多个扩展型星型网络的互联,本示例为3个扩展型星型网络的互联。基本思路如下。
(1)首先确定主干网络中,各楼核心交换机的光纤总线连接。在本示例中,各楼核心交换机要求与会聚层交换机采用链路聚合技术,以实现双千兆位(达2Gbps连接性能)网络连接,以提高整体网络连接性能。
(2)再针对各楼星型网络的具体网络要求一一部署。在会聚层交换中选用的是支持堆栈技术的可堆栈交换机,所以在具体连接前也先需把各楼两台会聚交换机堆栈连接好。
(3)对各楼内部的扩展星型网络进行部署。具体各楼内部的星型网络结构设计思路参见上节介绍的方法即可。
3.设计步骤
根据以上设计思路,作出的具体设计步骤如下。
(1)用一条长度为250米左右、带宽为200MHz/km、波长为62.5/125微米的多模光纤(最大长度为275米)以总线方式连接到各楼核心交换机的多模光纤端口上。注意在光缆的两端要加上终接器,以抵消回路信号反射。如图3-45所示。

图3-45  用光纤以总线方式连接各楼核心交换机
(2)把需要与核心交换机,或者会聚交换机连接的工作站、管理控制台、网络打印机等设备(除路由器和防火墙外)在普通10/100Mbps以太网端口连接起来,如图3-46所示。不过在此,要充分考虑各交换机上所承受的负载,既要考虑到不能有性能瓶颈,同时又要充分考虑各交换机的负载尽可能均衡,特别是同一层次交换机之间。同时还要注意在各核心交换机和会聚层交换机上留有两个以上的备用端口。
(3)各楼核心交换机的总线连接完成后,再把域控制器、会聚层交换机分别与对应的核心交换机连接。网络中的两台域控制器是直接与行政楼核心交换机的一个双绞线千兆位端口连接的,各楼的会聚交换机分别与对应楼的核心交换机以链路聚合技术连接,实现双千兆位双绞线端口连接,以实现2000Mbps的连接速率。仍参见图3-46所示。
图3-46  连接域控制器和会聚交换机后的网络结构
(4)对所有工作站及其他网络设备按带宽需求和应用负荷大小进行分类,把最高需求的连接在核心交换机上的空余普通端口上,把次等需求的设备连接在会聚层交换机的空余普通端口上;把余下的网络设备连接在边缘层交换机的空余普通端口上。但要注意的是,在核心层和会聚层交换机上不能把所有端口都用上,每台交换机至少要保留两个端口用于替换损坏端口和网络扩展。连接后的网络结构如图3-47所示。
图3-47  连接工作站和打印机等设备后的网络结构
以上是局域网部分的全部连接。因为一般的企业局域网,与外部网络连接是必不可少的,所以最后还要部署内部网络与外部网络之间的连接。在行政楼核心交换机的一个端口(具体端口类型根据实际应用需要而定)上连接防火墙和路由器设备,以连接外部网络。最终的网络结构如图3-48所示。
图3-48  最终的网络结构
通过以上简单的4个步骤,我们就完成了网络拓扑结构的设计,其实也很简单,关键是思路要清晰,哪些端口连接哪些设备,采用哪种连接方式,哪种传输介质。当然对于网络中的一些特殊技术应用需求,我们应当格外注意,在设计网络结构开始时就要留意,以便于工作有相应类型的端口使用。
总线型网络受传输速率限制(最高仅16Mbps),所以尽可能避免使用。另外,在连接设备时要遵循这样一个原则:应用越复杂,工作负荷越重的设备连接在层次越高、带宽越宽的交换机端口上。但同时要确保每台交换机上至少留下两个备用端口不用连接任何设备,这是为了在某端口损坏,或者网络扩展时用。层次越高的交换机留有备用端口应越多,而且特别需要注意的是高带宽端口同样要有备用端口。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8007】

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