多层交换园区网设计模型.docx

Cisco多层交换园区网设计模型
概述
本文首先阐述如何使用多层交换机构建园区网，然后详细讲解多层交换网的设计要点。一般来说，使用分级设计的多层交换网络能够使网络工作在最佳状态，并具有较好的可伸缩性、容错性和可操作性。
不管是用以太网做主干也好，ATM做主干也好，多层交换模式都有它的优点，分级设计使园区网的实现变得非常容易，排错也简单，因为多层交换的设计是模块化的，所以可以根据建筑物模块的增加来进行升级。第三层的作用可以让广播数据限制在核心交换网之外，并能通过OSPF和EIGRP协议在主干网上实现链路负载平衡功能。多层交换保持现有的寻址方式，容易迁移，UplinkFast通道和HSRP协议提供冗余和快速收敛。带宽升级可以从以太网到快速以太通道、千兆以太网到千兆以太通道，多层模块支持各种现有的协议。
目录
园区网设计考虑因素…………………………………………………………2
网络的桥接………………………………………………………………2
寻址能力和升级能力……………………………………………………2
第二层交换………………………………………………………………3
第三层交换………………………………………………………………4
第四层交换………………………………………………………………4
虚拟局域网VLAN和仿真局域网LANE………………………………4
园区网设计的参考模型………………………………………………………5
Hub和路由器模型………………………………………………………5
园区网VLAN模型………………………………………………………6
ATM上的多协议交换……………………………………………………7
多层交换模型…………………………………………………………………8
新一代80/20规则………………………………………………………8
多层交换模型的组成……………………………………………………9
冗余和负载平衡…………………………………………………………9
带宽升级…………………………………………………………………12
核心层策略………………………………………………………………13
定位服务器………………………………………………………………14
ATM/LANE主干………………………………………………………14
IP多播访问……………………………………………………………16
迁移策略…………………………………………………………………18
安全性能…………………………………………………………………19
多层模型之间的桥接……………………………………………………19
多层模型的优点………………………………………………………………20
附录A：实现多层设计模型…………………………………………………20
以太网主干………………………………………………………………20
服务器配置………………………………………………………………26
ATMLANE主干………………………………………………………27
小结：……………………………………………………………………34
园区网设计考虑因素
平面桥接网
最早的园区网被认为是在单一局域网上添加了多个新用户而形成的。这样的LAN是网络设备通过物理或逻辑线路连在一起构成的网络。在这样的网络中，所有网络设备共享半双工的10M可用以太网带宽。这时，整个网络是一个碰撞域，因为所有网络设备可以侦听到网络上传输的数据，会产生数据包冲突，因此就引进CSMA/CD碰撞检测机制来规划网络上的数据传输。
当一个碰撞域上的数据传输变得非常拥挤时，就应该加入一个网桥，网桥是一个存储转发型的数据包交换机，他把整个网络分成若干个碰撞域，来减小数据包的碰撞，增加传输效率。网桥不会隔离网端上的广播、多播和组播数据，就是说，整个园区网所有桥接网络是一个单一广播域。生成树协议STP的开发避免了数据回路。
下面是STP广播域的主要特征：
冗余链路被封锁不能传输数据
不同节点之间存在非理想路经
STP收敛通常需要40到50秒
在第二层传输的广播数据会中断所有的主机
在第二层产生的广播风暴会影响到整个域的主机
隔离故障非常困难
网络安全没有保障
理论上，广播数据的大小受整个广播域的大小限制，实际上，管理一个桥接架构的园区网会随着网络的不断扩大而变得越来越难，一个的工作站的故障有可能造成整个网络的瘫痪。
当设计桥接网的时候，每个桥接网段就相当于一个工作组，工作组服务器和客户机一样被放在同一个网段中，使大部分数据传输在本地网段中，这就是遵循80/20原则。
寻址能力和伸缩能力
路由器是一个用来构建互联网络的包交换机，负责在不同的广播域之间传输数据。路由器是根据网络地址而不是物理地址来转发数据包的。互联网络的可伸缩性比桥接的网络要好，因为路由器可以对网络地址进行总结