《系统架构设计师教程(第2版)》第17章-通信系统架构设计理论与实践-07-通信网络构建案例分析

文章目录

  • 1. 高可用网络构建分析
    • 1.1 网络接入层高可用性设计
      • 1.1.1 高可用接入层特征
      • 1.1.2 接入汇聚层的方式
        • 1)倒U 形接法(组网模型一)
        • 2)U 形接法(组网模型二)
        • 3)矩形接法(组网模型三)
        • 4)三角形接法(组网模型四)
    • 1.2 网络汇聚层高可用设计
      • 1.2.1 两种模型
        • 1)三角形(组网模型一)
        • 2)矩形(组网模型二)
      • 1.2.2 防火墙和负载的组网模型
    • 1.3 网络核心层高可用设计
    • 1.4 性能指标
  • 2. 园区网双栈构建分析
    • 2.1 骨干网构建思路
    • 2.2 园区网隧道技术选用
    • 3.3 园区网IP地址规划
  • 3. 5G网络应用

1. 高可用网络构建分析

  • 网络可靠性:

    • 实现:网络各功能部件提供

    之前的章节可知,它只连续正常工作

    • 提升:只要单独提升每个部件的稳定性即可
  • 网络可用性

    • 需要构成网络的各部件相互协同,冗余备份等来提供

在这里插入图片描述

1.1 网络接入层高可用性设计

1.1.1 高可用接入层特征

  • 使用冗余引擎和冗余电源获得系统级冗余
  • 与具备冗余系统的汇聚层采用双归属连接
    • 获得默认网关冗余(汇聚层主备交换机故障快速切换)
  • 通过链路汇聚提供带宽利用率,降低复杂度
  • 通过配置动态ARP检查、IP源地址保护等功能增加安全性,有效防止非法访问 (这点和高可用似乎无关)

1.1.2 接入汇聚层的方式

“接入层”到“汇聚层”的4种连接方式:

1)倒U 形接法(组网模型一)

在这里插入图片描述

  • 优点
    • 无环路,网络管理简单
    • VLAN可以跨汇聚层交换机,用户设备二层扩展灵活

    汇聚层之间交换设备在L2,则VLAN可以跨越汇聚层

  • 缺点
    • 汇聚交换机故障会造成其同侧接入交换机所连用户设备不可达
2)U 形接法(组网模型二)

教材原文有错,所以我重新画的

在这里插入图片描述

  • 优点

    • 无环路, 网络管理简单 ~(不启用 STP)~
    • 接入交换机与汇聚交换机之间有冗余链路保护
  • 缺点

    • VLAN不能跨汇聚交换机,用户设备部署不灵活
    • 接入交换机间链路故障时, VRRP心跳报文无法传递,网络处于不稳定状态
3)矩形接法(组网模型三)

在这里插入图片描述

  • 优点:
    • 接入交换机与汇聚交换机之间有冗余链路保护
    • VLAN可以跨汇聚层交换机
  • 缺点:
    • 存在环路,启用 STP
    • 当接入交换机上行链路故障时,所有流量将从另一侧交换机上行,网络易拥塞,可用性降低
4)三角形接法(组网模型四)
  • 建议使用此模型
    在这里插入图片描述
  • 优点
    • 接入交换机与汇聚交换机之间有冗余链路、冗余路径保护
    • VLAN可以跨汇聚层交换机,用户设备部署灵活
  • 缺点:
    • 存在环路,启用STP,且生成树计算较矩形拓扑更复杂

1.2 网络汇聚层高可用设计

1.2.1 两种模型

汇聚层两种高可用模型:

1)三角形(组网模型一)
  • 从汇聚层到核心层具有全冗余链路和转发路径
2)矩形(组网模型二)
  • 从汇聚层到核心层为非全冗余链路,当主链路发生故障时,需要通过路由协议计算获得从汇聚到核心的其他路径
    在这里插入图片描述

1.2.2 防火墙和负载的组网模型

汇聚层防火墙和负载的高可用组网模型

在这里插入图片描述

  • 外部访问过程:
    • LB模块进行负载,源地址变换
    • 通过FW模块,并传送到内部设备
  • 使用协议:
    • “核心层”与“汇聚层”间:OSPF
      • Open Shortest Path First,即,开放最短路径优先
      • 任一节点整机或链路故障时,网络依靠OSPF进行故障收敛
    • 两个LB之间:VRRP
      • Virtual Router Redundancy Protocol。即,虚拟路由冗余协议
      • 当 LB 主用故障,可通过 VRRP切换到备用上继续流量转发
    • 两个F W之间:VRRP
      • 可通过 VRRP切换至备份上恢复流量

1.3 网络核心层高可用设计

  • 使用双核心或多核心设备
  • 使用交换性能和可靠性高的设备
  • 支持主控、电源冗余设计
  • 尽量使用三层互联
    • 路径故障时,更快的收敛

1.4 性能指标

  • 核心层设备故障恢复时间:<500ms;
  • 汇聚层设备故障恢复时间:<1s;
  • 链路聚合故障恢复时间:<1s
  • 核心、汇聚设备双主控切换时间:<200ms;
  • 核心-汇聚、接入-汇聚链路故障恢复时间:<500ms;

2. 园区网双栈构建分析

  • IPV4升级至双栈网络计划:
    • 制订网络设备升级计划
    • 评估现网中设备对IPv6支持情况
    • 评估现网中需升级至双栈的网络服务
    • 制定 IPv6地址的分配方案
    • 制定详细 IPv6 网络升级方案

2.1 骨干网构建思路

  • 采用分层建网模式
  • 在核心层和汇聚层使用双栈交换机
  • 接入层使用现有的二层交换机
  • 汇聚层和核心层之间,接入层和汇聚层之间,均采用双归链路上联,实现链路冗余保护
  • 汇聚层设备上运行VRRP协议,实现网关冗余保护
  • 核心层设备采用双活方式工作

2.2 园区网隧道技术选用

  • 使用场景:无法部署双栈,或只能部分使用双栈
  • 具体技术见 《第17章-通信系统架构设计理论与实践-05-网络构建关键技术》
  • 优点:
    • 可尽量使用原有设备
    • 拓扑和路由几乎无需调整

3.3 园区网IP地址规划

遵循如下原则

  • 地址资源全网统一分配
  • 地址应分层划分
  • 尽量简化路由表

如,每个物理区域分配连续地址空间

  • 考虑网络演进的要求,即地址划分需要考虑一定的预留量,同时充分利
    用已申请的地址空间,提高地址利用率。

3. 5G网络应用

看看这张图就可以了

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述


http://www.niftyadmin.cn/n/5695458.html

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