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1. Modelo de diseño de LAN
1) Principios de diseño de LAN
+ Inspeccionar el enlace físico
El ancho de banda del enlace físico es la base del diseño de la red.
+ Analizar las características del flujo de datos
Aclarar las características de distribución de las aplicaciones y los flujos de datos, para que los recursos se puedan distribuir de manera más eficaz.
Por ejemplo, el servicio de correo corporativo y la impresión compartida de grupos de trabajo tienen requisitos de red inconsistentes
+ Usando un modelo jerárquico para el diseño
La estructura jerárquica puede interconectar claramente varias subredes, lo que hace que la red sea más fácil de expandir y administrar.
La jerarquía puede ser física o lógica.
+ Considere la redundancia de la red
Un solo punto de falla en la red no debería afectar la interoperabilidad de la red. La carga del enlace en la red debe estar adecuadamente equilibrada, que se puede analizar y diseñar de acuerdo con las necesidades de las diferentes redes y las necesidades de las diferentes partes de la red.
Las aplicaciones y los requisitos impulsan cambios a nivel de red
Capa central, capa de convergencia, capa de acceso
Capa de acceso:
La función principal de la capa de acceso es proporcionar acceso a la red para los usuarios de la red.
La capa de acceso puede optimizar aún más grupos de usuarios específicos a través de listas de acceso o filtrado.
Específicamente, las principales funciones de la capa de acceso incluyen: proporcionar ancho de banda de red compartido, proporcionar ancho de banda de red conmutada, segmentos de red diferenciados, control de acceso y filtrado de datos basado en la capa MAC (Capa 2).
El objetivo del diseño de la capa de acceso: bajo costo, mayor ancho de banda de usuario posible, administración simple y conveniente.
Capa de convergencia:
La capa de convergencia es la línea divisoria entre la capa de acceso y la capa central, y es el nivel que se conecta según la estrategia.
La función principal de la capa de convergencia es completar la definición del límite de la red. Sus funciones principales incluyen: agregación de VLAN, enrutamiento entre VLAN, acceso a nivel de departamento o grupo de trabajo, dominio de difusión o definición de dominio de multidifusión, conversión de medios y conversión de formato de mensaje, y control de seguridad.
Los objetivos de diseño de la capa de convergencia: puertos y ancho de banda suficientes, características de conmutación de tres y múltiples capas, capacidades comerciales flexibles y diversas, redundancia necesaria y equilibrio de carga.
Capa de núcleo:
La capa central es el centro de intercambio de datos de la LAN, también conocida como la columna vertebral de la LAN.
La función principal de la capa central es completar el intercambio de datos lo más rápido posible y debe evitar la implementación de aplicaciones que afecten la velocidad del intercambio de datos en esta capa.
Los objetivos del diseño de la capa central: puertos y ancho de banda suficientes, capacidad de intercambio de datos lo más fuerte posible, considerar la copia de seguridad y el equilibrio de carga.
Desde un punto de vista de implementación específico, las funciones de la capa central de las redes pequeñas y medianas se pueden combinar con las funciones de la capa de agregación en un dispositivo; es ideal para separar redes a gran escala.
2) Ejemplo:
Requisitos de diseño de red:
1. Todos los puntos de información tienen la capacidad de intercambiarse;
2. Admite la división de la red virtual y el acceso controlado entre departamentos;
3. La red es tolerante a fallos y puede realizar una buena gestión de la red;
4. Fácil de ampliar y actualizar.
1). Capa de acceso
El diseño de la red primero debe considerar el enlace físico y el modelo de flujo de servicios.
La capa de acceso es el nivel que proporciona acceso a los usuarios de la red, proporciona ancho de banda y restringe el tráfico local.
Primero debemos clasificar los puntos de información en la red:
1. El flujo de hosts ordinarios (PC, estaciones de trabajo, etc.) sigue el modelo 80/20 o el modelo 20/80;
2. Todos los hosts normales deben acceder con frecuencia al servidor de la empresa, y el servidor del departamento es similar;
3. La gran mayoría de todos los puntos de información son puntos de información conectados a hosts normales.
Construya una capa de acceso que cambie el acceso a la red a los hosts ordinarios:
1. Al utilizar la tecnología Ethernet conmutada para proporcionar suficiente ancho de banda para los hosts normales, VLAN completa la función de aislar y limitar el tráfico local.
2. El departamento de marketing y el departamento técnico tienen muchos puntos de información. Para reducir el impacto de la difusión de la red y los conflictos, el contenido de trabajo interno de cada departamento puede ser el mismo / similar, y los puntos de información que necesitan compartir datos con frecuencia se agrupan en un grupo de trabajo y se organizan en la misma VLAN en formato.
3. El departamento administrativo y el departamento financiero tienen una pequeña cantidad de puntos de información, y también es posible ya no subdividir el grupo de trabajo y la VLAN, sino utilizar cada departamento como un grupo de trabajo y asignar una VLAN.
4. Utilice conmutadores Ethernet de bajo costo y alta densidad de puertos para el equipo de red y soporte la administración de la red.
2) Capa de convergencia
La capa de convergencia es el límite entre la capa central de la red y la capa de acceso, y es un nivel basado en conexiones de políticas; la capa de convergencia converge el tráfico y las VLAN para proporcionar acceso a nivel de departamento.
Implementar la capa de convergencia
El departamento de finanzas y el departamento de administración tienen pocos puntos de acceso y la función de capa de agregación se puede implementar directamente en el conmutador del grupo de trabajo;
El departamento de marketing y el departamento técnico están divididos en múltiples grupos de trabajo, hay servidores departamentales y es necesario diseñar la red de la capa de convergencia.
Construya una red de capa de convergencia
Adopte tecnología de conmutación de tres o múltiples capas para proporcionar capacidades de agregación y enrutamiento de VLAN; proporcionar un ancho de banda de 100M o Gigabit para servidores departamentales; determinar el ancho de banda del enlace ascendente de acuerdo con la cantidad de tráfico; Diseñe enlaces redundantes para conectarse a la capa central para garantizar la confiabilidad de la red.
Al dividir las VLAN, los usuarios / hosts entre diferentes departamentos o grupos de trabajo quedan aislados; en conmutadores tándem a nivel de departamento, a través de la agregación de VLAN y las funciones de enrutamiento entre VLAN, estos usuarios / hosts pueden comunicarse condicionalmente y comunicarse entre sí. acceso.
Al implementar enlaces redundantes y protocolos STP en los conmutadores de acceso y en tándem, se puede garantizar que la disponibilidad de la red aún esté garantizada cuando un determinado conmutador en tándem falla o un determinado enlace falla. Del mismo modo, para garantizar la disponibilidad de los servidores departamentales, también es necesario configurar los enlaces redundantes correspondientes.
En la capa de convergencia, al conectar el servidor y el equipo de conmutación de la capa central, el ancho de banda del enlace debe determinarse cuidadosamente de acuerdo con el ancho de banda requerido por el usuario de acceso. Cuando sea necesario, es necesario considerar la tecnología de agrupar varios enlaces para satisfacer las necesidades de ancho de banda.
3) Capa central
La principal consideración en la capa central de la red es lograr un intercambio de datos rápido. Por lo tanto, además de la redundancia del enlace, la consideración clave es el ancho de banda del enlace físico. En condiciones viables, los enlaces Gigabit Ethernet deben implementarse tanto como sea posible.
La redundancia de enlace de la capa central es muy necesaria, pero debe tener cuidado al considerar la implementación del protocolo STP. El protocolo STP requiere una cierta cantidad de tiempo de cálculo convergente, y el tiempo de respuesta a la falla del enlace o del equipo del nodo será relativamente largo, especialmente para la capa central. Aquí puede considerar adoptar un protocolo de respaldo de enrutamiento de tres capas para completar las funciones de administración y conmutación de enlaces redundantes.
2. Diseño de LAN
1) Análisis de los requisitos de la red de área local
En los primeros días, cuando los ingenieros de diseño de redes diseñaban redes de área local, solo tenían opciones limitadas de equipos, como enrutadores y concentradores. Los enrutadores se utilizan a menudo como dispositivos centralizados de flujo de datos, es decir, puertas de enlace; Los concentradores se utilizan a menudo como el punto de convergencia de los hosts para conectarse al enrutador.
Con la aparición de varias aplicaciones nuevas, como video a pedido, videoconferencia, etc., se requiere cada vez más ancho de banda, ha surgido la tecnología de conmutación de capa 2 y el diseño de la LAN ha experimentado cambios revolucionarios. El conmutador Ethernet cumple con este requisito, proporciona ancho de banda dedicado para cada puerto para realizar el reenvío de datos a velocidad de cable. Los conmutadores Ethernet reemplazan a los concentradores. En la tercera capa, los enrutadores se utilizan para conectar redes Ethernet conmutadas para implementar el enrutamiento y el reenvío, la gestión del tráfico y la seguridad de la red. El equipo de conmutación de tres capas tiene la función de conmutación de dos capas y de enrutamiento de tres capas al mismo tiempo.
1. Análisis de negocios
+ Presupuesto de financiación
Proteja la inversión del usuario
Costo de compra de equipo
Costo de mantenimiento
+ Plan de desarrollo empresarial
En términos generales, los requisitos de los clientes para la construcción de LAN se pueden dividir en requisitos comerciales y requisitos técnicos.
Para diseñar una LAN estable, eficiente y rentable, primero debe escuchar atentamente el análisis del cliente sobre las condiciones de la red de la empresa en esta etapa; Si el cliente no tiene conocimiento de la red que se va a construir, entonces, como ingeniero de diseño de red, debe conocer los problemas clave que deben tenerse en cuenta en la construcción de la red de área local del cliente y orientar a los clientes para que presenten sus necesidades. para la red de área local de la empresa.
Con la premisa de satisfacer a los clientes para diseñar una red escalable segura, estable y eficiente, elegir el equipo de red y los cables más rentables para reducir los costos de compra del cliente es un tema principal; por supuesto, para proyectos de expansión en instalaciones de red existentes, cómo proteger la inversión actual del usuario también es una consideración indispensable.
En la etapa inicial de construcción de la red, el costo de mantenimiento de la red futura, el costo del acceso WAN, el salario del administrador y el costo de capacitación, etc., son todos los clientes y diseñadores de redes que deben considerar. Solo de esta manera podremos evaluar mejor la relación entrada-salida de la construcción de la red.
También puede enfrentar las siguientes necesidades comerciales planteadas por los clientes:
Debido al aumento de oficinas corporativas, con el fin de fortalecer la gestión y operación de varios departamentos y grupos de trabajo, se requiere que la red de área local realice el aislamiento lógico de cada grupo funcional;
Debido al aumento de oficinas corporativas, con el fin de fortalecer la gestión y operación de varios departamentos y grupos de trabajo, se requiere que la red de área local realice el aislamiento lógico de cada grupo funcional;
2. Análisis técnico
(1) Análisis de topología física
+ Problema de topología física empresarial
+ Preguntas del grupo de trabajo
+ Problema de línea de cable
En primer lugar, debe comprender la ubicación física del área de la oficina del cliente, la ubicación del edificio dentro del área de la oficina, las características de cada piso y la disposición de los cables en el edificio para decidir qué topología de red elegir. Si se trata de ampliar la arquitectura de red existente del cliente, entonces es el momento de considerar qué arquitectura de topología de red elegir sobre la base de la protección total de la inversión del cliente.
En segundo lugar, es necesario comprender la composición de las unidades funcionales de la red corporativa, cuántos departamentos, cuántos grupos de trabajo, cuántos grupos de proyectos y la distribución de estas unidades funcionales de los clientes, con el fin de implementar el aislamiento lógico de cada unidad funcional. Facilitar la gestión de la empresa y brindar seguridad garantizada.
Problemas con los cables: al diseñar una red, los cables físicos son uno de los aspectos más importantes a considerar. Los estudios han demostrado que más de la mitad de las fallas de la red están relacionadas con el enrutamiento de cables. Es necesario analizar el límite de distancia del cable, las fortalezas y debilidades de diferentes topologías de cable, qué tipo de cable se utiliza en qué segmento de red y cómo implementar la estructura general de la línea de cable.
(2) Análisis de flujo
+ problema de la estación de trabajo
+ problema del servidor
+ Problemas de la red troncal
+ Problemas de multidifusión
+ Problemas repentinos de navegación de datos
Problema del servidor: la mayoría de las redes informáticas actuales se basan en el modelo Cliente / Servidor. Si bien disfrutamos de todas las comodidades que brinda este modelo, el servidor a menudo es accedido por una gran cantidad de hosts, lo que resulta en un mayor tráfico de datos. Además, la agrupación en clústeres de servidores se ha convertido en una tendencia y están surgiendo centros de datos. Cada vez más empresas colocan servidores que soportan diversas aplicaciones para facilitar la gestión y brindar servicios de alto rendimiento. Debido a que estos servidores centralizados deben proporcionar servicios para las solicitudes de múltiples usuarios simultáneos al mismo tiempo, los requisitos de ancho de banda de las estaciones de trabajo terminales de los servidores son mayores. Debido a las necesidades de muchas aplicaciones poderosas emergentes, el requisito de ancho de banda dedicado a través de puertos de conmutador y acceso al servidor a través de redes troncales de alto rendimiento (como Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, etc.) es más urgente.
Problemas de la red troncal: los modelos de diseño jerárquico de redes son cada vez más populares. Si bien disfrutamos de las muchas ventajas que nos brinda el modelo en capas de red, el equipo de red de la capa central soporta una gran carga provocada por diversos requisitos de aplicación. Debemos considerar aumentar el ancho de banda de la carretera principal, seleccionar equipos de red de alto rendimiento, mejorar la confiabilidad de la red y realizar copias de seguridad mutuas y compartir la carga de los equipos de red de la capa central.
Problemas de multidifusión: Hoy en día, las aplicaciones basadas en multidifusión se están generalizando cada vez más, como VOD, videoconferencia y han surgido otras aplicaciones, estas aplicaciones están destinadas a consumir mucho ancho de banda. Al aplicar multidifusión, es necesario considerar el rendimiento de multidifusión de conmutadores y enrutadores, seleccionar protocolos de enrutamiento de multidifusión e implementar estrategias de multidifusión.
Problema repentino de tráfico de datos: después de todo, los recursos de ancho de banda también son limitados. El tráfico de datos repentino puede causar grandes retrasos en el equipo de red y afectar el rendimiento de la red. Para el tráfico de datos sensible a retrasos (por ejemplo: voz, video, etc.), implemente la tecnología QoS (Calidad de servicio) y asigne una mayor prioridad a este tráfico de datos para garantizar la prioridad.
(3) Análisis de tecnología LAN
+ El problema de la selección de la tecnología LAN
+ Problemas de compatibilidad estándar
+ Problemas de seguridad
Opciones de tecnología: hay muchos tipos de tecnologías LAN, como conmutación de capa 2, conmutación de capa 3, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, LAN virtual, etc. Implementar red de área local virtual, implementar conmutación multicapa, implementar Fast Ethernet y Gigabit Ethernet seleccionando la tecnología correspondiente.
Compatibilidad estándar: para una red nueva construida sobre la arquitectura de red existente, puede haber varios protocolos en la red original, como el protocolo IPX / SPX de Novell, el protocolo SNA de IBM, el protocolo AppleTalk de Apple, etc. Estas redes basadas en estándares corporativos son compatibles con el protocolo TCP / IP, o migrar al protocolo TCP / IP, y completar la interconexión de área amplia entre redes corporativas. Después de todo, TCP / IP es un estándar de facto y ha estado ampliamente disponible.
Seguridad: la seguridad de LAN se puede dividir en seguridad de acceso interno de LAN y seguridad de acceso de área amplia de LAN. Según las estadísticas, el 80% de los ataques ilegales a las redes empresariales provienen del interior de la red empresarial. Por lo tanto, al tiempo que se evita el acceso ilegal desde el exterior, debemos prestar más atención a los ataques ilegales de los empleados internos. En este momento, debe considerar implementar una arquitectura de red en capas, implementar listas de control de acceso, implementar el aislamiento lógico de los grupos de trabajo, implementar características de seguridad de software, etc. En resumen, hay muchas formas de prevenir el acceso ilegal y debe considerar la combinación de estas tecnologías para brindar la máxima seguridad a la red de área local.
(4) Otros problemas técnicos
+ Problema de selección de dispositivo
+ Problemas de escalabilidad
+ Problemas de gestión y mantenimiento
Selección de equipos: Bajo la premisa de asegurar la disponibilidad de los equipos, la selección del mejor equipo de red puede solucionar los defectos técnicos que puedan existir en la red, como la congestión y el retraso de la red.
Problemas de escalabilidad: la escala de las empresas se está expandiendo rápidamente y continúan surgiendo varios requisitos de aplicaciones. Es necesario considerar el diseño de una red que satisfaga las necesidades futuras de las empresas.
Problemas de gestión: para la construcción de redes de área local, también se debe considerar la distribución de estaciones de trabajo de gestión de red y la selección del software de gestión de red. Al mismo tiempo, también deben tenerse en cuenta los problemas de gestión que pueden surgir con el crecimiento futuro de la red.
La administración de red generalmente se puede dividir en administración centralizada y administración distribuida.
En la red de administración centralizada, todos los hosts de administración de red se distribuyen en el mismo punto. Los datos SNMP y RMON sondean el host de administración de red desde cada nodo remoto a través de MIB (Management Information Base) y lo analizan en una ubicación centralizada. El método de administración centralizada es relativamente simple y fácil de implementar, pero será más difícil implementar la administración centralizada para redes muy grandes.
En la red de administración distribuida, una gran cantidad de flujos de datos de administración SNMP y RMON permanecen localizados, y los hosts SNMP y RMON locales se utilizan para análisis y procesamiento. Sin embargo, una gran cantidad de redes distribuidas puede generar altos costos de administración.
Después de un análisis cuidadoso del sistema de administración de la red, se puede implementar la administración centralizada o la administración distribuida, o se pueden combinar los dos modos de administración.
(5) Análisis integral
Las necesidades de los clientes son diversas y las tecnologías de red cambian cada día que pasa. Por lo tanto, no existe un plan de diseño de red uniforme a seguir para la construcción de redes de área local. Frente a los diversos requisitos comerciales y técnicos mencionados anteriormente, debemos proporcionar la mejor solución.
Ninguna de las preguntas anteriores se puede discutir por separado y las respuestas a algunas preguntas pueden ser contradictorias. Por ejemplo, para mejorar el rendimiento de la red y aumentar la velocidad de reenvío de paquetes de datos, se requieren enrutadores de alto rendimiento o conmutadores de Capa 3, pero al mismo tiempo, se incrementa la inversión en equipos de red. Por lo tanto, es necesario combinar varios análisis de requisitos para dar una respuesta satisfactoria al esquema de diseño de la LAN.
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