智能交换式IP骨干网解决方案

智能交换式IP骨干网解决方案

摘要：很明显，网络的设计要求建造一个高速ip交换主干，这个网络主干所应具有的功能可以引用欧洲网络试验室主任robertmandeville对交换式ip主干的看法

关键词：网络设计网络结构ip交换主干

一、网络需求分析

----这是一个典型的园区网，主节点由六栋楼组成，网络用户的分布、各个楼之间的位置和距离见下图1。

----网络的需求主要有：企业网的计算模式由客户/服务器向intra转移，ip 将作为唯一的协议而被采用，但必须考虑如何为话音和视频应用提供足够的服务质量保证。

大幅度提高网络带宽，包括桌面、部门服务器和主干的带宽，显著改善响

应时间。网络能快速有效地传送ip数据包。

容错的网络结构

集中的网络管理，特别是对虚拟网的管理必须保证灵活和安全。网络应支持动态地组建跨部门的项目小组。

较低的费用。

----由于各建筑物之间已铺好足够数量的光纤，且在距离较远的楼之间（如m2和rd2之间）使用单模光纤，距离近的楼之间使用多模光纤，所以，网络主干的拓扑结构没有布线结构上的限制，但主干上的网络设备应能同时提供多模和单模光纤接口。

----因此，楼内的网络结构比较规整，可以由一个数据中心集中连接各配线间，即形成所谓塌陷式主干（collapsedbackbone）。见右边示意图2。

二、技术解决方案建议

----很明显，网络的设计要求建造一个高速ip交换主干，这个网络主干所

应具有的功能可以引用欧洲网络试验室主任robertmandeville对交换式ip主干的看法：

ip包的转发速度快。千兆以太网和atm均可达到每秒千兆位级的速度，但还需考虑这两种技术在ip传输效率、服务质量保证、价格和可管理性等方面的因素。

可为不同的应用提供不同级别的服务，并能与inter协同工作。

能支持ip上的话音应用，并透过ip多点组播（ipmulticast）支持视频应用。

适应移动的用户和工作组。网络可以自动调整配置以保证移动用户的原有身份。

有能力以线速交换第四层的数据流。

----这些看法与本次招标的网络需求是一致的，并对某些需求进一步做了细化。根据上述的需求分析，以及新一代ip交换主干的特点，本文提出以下技术建议：

----1.网络结构

----主干的拓扑结构应考虑容错性和多链路上的负载共享，以网状结构为好，但还需根据各楼内的节点数、网络应用的种类及投资等因素进行配置。主干的拓扑结构见下图3：

----楼内的拓扑结构虽说已有定论，但不同厂家的具体方案仍有不同。右图所示的结构在某些厂商的方案中经常见到，即数据中心由交换机和路由器（或第三层交换机）共同组成，当然数量视具体情况定，比如两台交换机加两台第三层交换机组成数据中心，见图4(b)。，加了延时；由于使用了成倍数量的交换机，费用也增加不少。

----更好的结构当然是完全由第三层交换机（或称为交换式路由器）组建数据中心，网络中没有通信瓶颈，桌面到服务器仅需2次跳步，而且一台设备取代二台设备，成本大大降低。如果考虑到数据中心的容错，可以用两台第三层交换机并构成冗余连接。配线间中布

置新一代第2层交换机。值得引起注意的是，当采用冗余的网络结构时，数据中心交换机需要提供2至3倍于非冗余结构所需的端口数量。

图5.纯l3式数据中心

----下表1列出目前在市场上可购买到的第三层交换机的千兆以太网端口密度。

表1.第三层千兆以太网交换机的端口密度

----由于主干交换机是第3、4层交换机，支持ospf协议，所以园区网状的拓扑结构不仅可以实现连接上的冗余，而且运用ospf协议可以实现多链路负载分享。

----2.园区网络主干的技术选择

----毫无疑问，目前可行的选择技术只有2种，即622mbpsatm和千兆以太网。下面对这2种技术在与ip相关的多个方面进行了对比：

千兆以太网（以帧方式传输）

atm（以信元方式传输），atm的站点和边缘交换机支持abr未被普遍采用实现上的难易程度交换机需要高速背板的支持需要新的硬件控制器第三层交换不要求对原网络进行彻底更新需要有系统的方法设计和维护atm网需要新的硬件以支持mpoa客户用户需重新培训是否能保证网络的平滑升级新的帧格式向后兼容第三层交换不要求对原网络进行彻底更新利用mpoa在ip主机之间建立捷径式路经，mpoa要求硬件支持虚拟网用建立基于端口的vlanintra要求建立基于子网的vlan某些交换机支持基于策略的虚拟网atm的强项vlan与lane和mpoa集成在一起每个端口可属于多个vlanipmulticast第2、3层交换机使用igmpsnooping技术自动设置ipmulticast 小组某些第3层交换机还支持dvmrp路由协议可以建立点到多点的虚连接第4层数据流的控制asic硬件可辨认tcp的端口号交换机可将qos/cos/tos参数应用于交换的数据流上对ip应用区分优先级无

----从以上对比可以看出，建设交换式ip园区骨干网所需的功能用千兆以太网是完全可以实现的。这主要是由于支持千兆以太网的第3/4层交换机的出现大大地增强了千兆以太网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载分享、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。某些千兆以太网交换机（如smartswitchrouter交换式路由器）在单模光纤上传输距离可达75公里，同时还支持ipoversdh/so，使得这种技术能从园区扩展到城域网。

----atm技术将继续在一定时期内在广域网领域发挥作用；对于那些要求有严格的服务质量保证（例如利用atm 的线路仿真技术提供高质量的话音通讯）的用户来说，atm技术仍是值得考虑的选择。

----本文针对此建议需求书的要求，采用千兆以太网和第3/4层交换机作