智能大厦计算机网络系统设计建设方案.doc
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1、智能大厦计算机网络系统设计建设方案1.1 基本背景目前,INTRANET作为新兴的网络模式,在我国发展迅速,国内各个行业中的许多企业都建有这样的管理系统,她不仅可以为企业提供完善的内部管理及交流服务,同时,又在降低日常办公、市场宣传费用,提高工作效率等方面功效显著。而INTRANET顾名思义,是基于企业内部局域网管理同时又利用因特网作为与外部资讯交流的网络联接模式。1.2 设计原则-在网络设计方面我们考虑下面的原则: 1.2.1 有效性和可靠性 - 网络的有效性和可靠性即它的可连续运行性是网络建设必须考虑的首要原则,从用户的角度考虑,当网络所需的服务不可用时,不管是何种原因,网络就失去了实际价
2、值。从另一角度看,当某种网络服务的响应时间变得变幻莫测时,网络系统也不可靠了。为此我们在网络设计上考虑以下的技术:1. 1)选择的网络设备必需具有良好的可靠性保证,可热插拔的模块,快速的恢复机制等。 2. 2)冗余及负载均衡的电源系统。据研究,电源故障在实际系统中导致的系统故障比率高达 60%之多。其它关键设备的冗余,如控制模块的冗余。冗余及负载均衡的网络链路。确保不因为单条线路的故障而导致整个网络系统的失效,而且,确保在某条线路故障时对系统性能的影响也能最小。 3. 3)灵活性和可扩展性 4. - 随着计算机应用的日益普及和进步,对网络系统的可伸缩性要求成为网络设计的一个重要考虑。一个设计良
3、好的网络系统应能方便地对其规模或技术进行扩充。用户对网络资源的需求经常随着应用而发生变化,系统应具有一定的灵活性,为满足用户的不同需求而作灵活的系统配置和资源的再分配。 - 智能大厦将会是一个不断增长的网络,包括它的规模,它的应用范围和服务内容将随着计算机应用的不断普及而不断增加,因此在网络设计上必须非常重视网络的扩展能力。 5. 4)网络的扩展包括: 6. a.网络规模的扩展,包括网络的地理分布,用户数; 7. b.应用内容的扩展, IP主干网络将不仅仅担负数据传输的任务,包括 VOD等其它视频和语音服务也会不断加入到 IP网络中去。这就要求主干网络设备必须具有多种业务支持的能力。 8. c
4、.网络容量的扩展,随着规模和应用的扩展网络的传输容量也必须能相应的增加。 9. 在网络设备选择上,模块化的系统在可伸缩性上亦有着固定式系统无法比拟的优越性。整个系统的性能将能随着模块数量的增加而得到相应的增加,因此也就更能适应不同规模网络对设备的要求。-模块化的网络设备在多种技术的适应能力上也具有相当大的灵活性。 10. - 网络系统具有统一的系统平台,具有平滑升级的能力,使系统能满足各种用户对应用处理不同程度的需求,以及逐步升级的发展规划,以节约 投资避免系统性能的闲置和浪费。 1.2.2 开放性和先进性 - 在大型网中,用户的环境千差万别,应用平台和硬件平台各不相同,因此,遵循开放式标准是
5、实现网络互连的最根本的保证。 - 系统具有开放性,意味着遵循一个大多数计算机系统所共同遵循的标准,公共主干网络的特点注定系统应具备有与其它系统和网络互操作和互联的能力。以实现内部各系统之间,以及有关其它领域的交流如:与市 ATM宽带主干的互连,与市IP主干网络的互连等。开放性还意味着更多的选择和最佳的性能价格比,有利于在众多满足同一开放性标准的硬件、软件系统中选择最符合要求的产品。 1.2.3 可管理性和可维护性 - 在一个网络系统中,网络管理已经越来越受到人们的重视。因为它关系到网络系统的使用效率、维护、监控甚至系统资源的再分配。 - 网络管理对系统的重要性越来越大,这是由于系统对网络环境的
6、依赖性不断增加而引起的,一方面由于网络中断而使业务被迫中止造成的损失会越来越大;另一方面由于越来越多的用户连入网络,对网络管理的要求提高了,以确保网络达到最高的效率。 1.2.4 投资保护 - 系统设计采用成熟的计算机技术和网络通信技术,按照国际标准和工业界标准建立一个独立于应用,长期稳定和可靠,具有灵活性的开放系统,并能以较好的性能价格比实现与现有系统互连和向将来技术升级。 1.2.5 安全性 - 智能大厦是一个私有服务网络,它将涉及到各种不同级别的员工,不同的应用,提供可靠的安全机制是它的重要要求。安全机制包括:用户认证,防止非法或越权访问;传输加密;安全策略控制,如密钥的管理,安全级别控
7、制等。 1.3 方案总体结构在本方案设计过程中,我们着重体现如下的特点:1) 网络结构优化,配置高性能的局域网交换机,并根据不同应用对于网络带宽、安全策略和业务特点的不同把局域网划分为不同的VLAN,通过子网掩码限制广播包以增加网络可用带宽。2) 实现即能内部网交流又能为所有员工建立通用电子邮件服务的解决方案;3) 实现可靠的网络安全策略;4) 通过磁盘阵列实现重要数据数据的备份;5) 可实现分支机构的拨号用户;6) 采用国际上最成熟和先进的软件和硬件技术,从而保证网络的迁移性;在智能大厦局域网工程中,我们采用了模块化的总体结构,以便于结构和应用上的长期扩展。因此在本次局域网建设工程中,我们主
8、要遵循和贯彻模块化的思想,将整个结构可分为网络模块、接入模块、服务模块和综合管理模块四大模块:1)网络模块主要描述智能大厦的网络结构和主要网络设备,以及网络连接策略;它是提供信息服务的基础设施。2)接入模块主要描述智能大厦提供的接入服务平台。3)综合管理模块主要包括网络管理、用户管理、打印机管理、安全管理。4)服务模块主要包括信息服务结构和信息资源数据库以及提供其它加值服务的软、硬件。1.3.1 网络模块1.3.1.1 网络结构出于对用户使用中的安全性,稳定性及网络的扩展性考虑,方案中采用虚拟局域网技术(即VLAN)规划网络。在交换式网络体系结构中,虚拟局域网VLAN是一个重要的组成部分,可以
9、认为虚拟局域网VLAN是此局域网的灵魂。通过VLAN的合理设置,局域网的用户可以方便地在网络中移动,而不需硬件线路的改变。这样,可以从逻辑上对用户和其它网络对象进行分组,并设定相应的安全和访问权限,然后,由计算机自动根据配置形成相应的虚拟网络工作组,充分发挥交换网络的优势,体现交换网络高速、灵活、易管理等特性。采用VLAN具有下述优势:控制网络上的广播风暴、增加网络的安全性、集中化的管理控制。在本案中采用Cisco Catalyst 4507R、Cisco Catalyst 3550-24和CISCO 3550-48三款交换机,其中Cisco Catalyst 4507R为中央交换机,能够为无
10、阻碍的第2/3/4层交换提供集成式弹性,因而能进一步加强对融合网络的控制。可用性高的融合语音/视频/数据网络能够为正在部署基于互联网企业应用的企业和城域以太网客户提供业务弹性。 1.3.1.2 主要网络设备本书中介绍几款主流网络设备,具体选型应根据项目具体情况确定。它们是Cisco Catalyst 4507R、Cisco Catalyst 3550-24和CISCO 3550-48三款交换机,其中Cisco Catalyst 4507R为中央交换机,其具有48个10M/100M自适应以太网口,支持2/3/4层交换,它通过光纤与3524或3548相连,实现了主干的千兆带宽。1)Cisco Ca
11、talyst 4507R 。Cisco Catalyst 4500系列能够为无阻塞的第2/3/4层交换提供集成式冗余可靠性,因而能进一步加强对融合网络的控制。具有高可用性的语音/视频/数据融合网络能够为正在部署基于互联网企业应用的企业和城域以太网客户提供业务冗余可靠性。 作为新一代Cisco Catalyst 4000系列平台,Cisco Catalyst 4500系列包括三种新型Cisco Catalyst 机箱:Cisco Catalyst 4507R(七个插槽)、Cisco Catalyst 4506(六个插槽)和Cisco Catalyst 4503(三个插槽)。Cisco Catal
12、yst 4500系列中提供的集成式冗余可靠性增强包括11超级引擎冗余(仅限Cisco Catalyst 4507R)、集成式IP电话电源、基于软件的容错以及1+1电源冗余。硬件和软件中的集成式冗余性能够缩短停机时间,从而提高生产率、利润率和客户成功率。作为Cisco AVVID(集成语音、视频和融合数据体系结构)的关键组件,Cisco Catalyst 4500能够通过智能网络服务将控制扩展到网络边缘,包括高级服务质量(QoS)、可预测性能、高级安全性、全面管理和集成式冗余可靠性。由于Cisco Catalyst 4500系列提供与Cisco Catalyst 4000系列线卡和超级引擎的兼容
13、性,因而能够在融合网络中延长Cisco Catalyst 4000系列的部署窗口。由于这种方式能减少重复运作开支,降低拥有成本,因而能提高投资回报(ROI)。Cisco Catalyst 4500 系列共提供三种机箱和超级引擎,整个系列采用通用的体系结构,可以扩展到240 个10/100 、100BASE-FX 快速以太网、1000BASE-LX 或10/100/1000BASE-T 千兆位以太网端口。Cisco Catalyst 4507R 是为11 冗余超级引擎提供一分钟内故障恢复过程的唯一的Cisco Catalyst 4500 系列交换机。Cisco Catalyst 4500 系列使
14、用与广为部署的Cisco Catalyst 4000 系列相同的线卡和超级引擎(Supervisor Engines II 和III),不但增强了Cisco 为企业和分支机构提供廉价扩展能力的承诺,还能提供既能满足当今的高性能需求,又能提供投资保护的经济有效、灵活的网络解决方案。配置灵活性和模块化优势Cisco Catalyst 4503、4506 和4507R 提供与Cisco Catalyst 4003 和4006 同样全面、可扩展的10/100/1000Mbps 以太网交换模块。客户可以组合使用Cisco Catalyst 4000 系列的许多模块,以便满足多种配线间、数据中心或分支机构
15、的部署要求。由于使用了灵活的可热插拔式千兆位接口转换器(GBIC)模块,任何千兆位端口都可以是1000BASE-SX、1000BASE0LX/LH、1000BASE-ZX 或粗波分复用(CWDM)端口。标准网络协议 以太网 IEEE 802.3,10BASE-T 快速以太网 IEEE 802.3u,100BASE-TX IEEE 802.3,100BASE-FX 千兆位以太网 IEEE 802.3z IEEE 802.3x IEEE 802.3ab 1000BASE-X (GBIC) 1000BASE-SX 1000BASE-LX/LH 1000BASE-ZX 虚拟LAN (VLAN)中继/标
16、记 IEEE 802.1Q 生成树协议 IEEE 802.1D IEEE 802.1w IEEE 802.1s 安全 IEEE 802.1x网络管理 CiscoWorks Resource Manager Essentials(LAN 管理解决方案(LMS)的一个组件)提供的支持:- 建立和维护最新硬件和软件库- 维护活跃档案,简化对多台设备的配置修改部署- 简化和加速软件映像分析并自动部署- 记录和显示各种软件、硬件和配置修改报告- 强调关键设备及其响应能力- 隔离网络错误,找出可能的原因 CiscoWorks Resource Manager Essentials(LAN 管理解决方案(L
17、MS)的一个组件)提供的支持:- 网络拓扑识别和显示服务- VLAN 建立和逻辑显示器表示- 流量监控和性能评估- 用搜索工具执行终端站跟踪- CiscoView 图形设备管理- 网络拓扑完整性检查- Cisco 识别协议- Cisco 虚拟中继协议(VTP)- 简单网络管理协议(SNMP)代理1 版本(RFCs 1155-1157)- SNMP 2c- Cisco 工作组管理信息库(MIB)- 以太网MIB(RFC 1643)- 以太网中继器MIB(RFC 1516)- SNMP MIB II(RFC 1213)- 远程监控(RMON)(RFC 1757)- 远程监控II(RMON II)(
18、RFC 2021)- 接口表(RFC 1573)- 桥MIB(RFC 1493)- 交换式端口分析器(SPAN)- 增强型交换式端口分析器(ESPAN)- 端口监听和连接指导- 基于文本的命令行界面(CLI)以大家熟悉的Cisco Catalyst 5000 系列接口为基础(仅限Supervisor EngineII)- 标准Cisco IOS 安全功能:密码和TACACS+- Telnet、简单文件传输协议(TFTP)、用于管理接入的BOOTP风扇架为了制冷,每个Cisco Catalyst 4500 机箱都使用一个风扇架。所有风扇架都由独立风扇组成。如果一个风扇出现故障,系统仍然能够继续正
19、常操作,而不会出现散热问题。当系统检测到某个风扇出现故障,风扇架需要更换时,将向用户发出通知(通过LED、CLI 和SNMP)。矩阵冗余模块(仅限Cisco Catalyst 4507R)Cisco Catalyst 4507R 冗余模式采用无源背板上可拆卸的矩阵冗余模块,以便将流量切换到活动超级引擎。每块线卡有一个矩阵冗余模块,每个机箱总共五个模块。五个矩阵冗余模块是每个Cisco Catalyst 4507R 机箱的标准配置。另外,Cisco Catalyst 4507R 还提供冗余时钟。为增强服务,还提供备用矩阵冗余模块和时钟模块。2)Cisco Catalyst 3550-24/355
20、0-48产品概述Cisco Catalyst 3550系列智能化以太网交换机是一个新型的、可堆叠的、多层企业级交换机系列,可以提供高水平的可用性、可扩展性、安全性和控制能力,从而提高网络的运行效率。因为具有多种快速以太网和千兆以太网配置,因此Catalyst 3550系列既可以作为一个功能强大的接入层交换机,用于中型企业的布线室;也可以作为一个骨干网交换机,用于中型网络。客户有史以来第一次可以在整个网络中部署智能化的服务,例如先进的服务质量(QoS),速度限制,Cisco安全访问控制列表,多播管理和高性能的IP路由同时保持了传统LAN交换的简便性。Catalyst 3550系列中内嵌了Cisc
21、o集群管理套件(CMS)软件,该软件使用户可以利用一个标准的Web浏览器同时配置和诊断多个Catalyst桌面交换机并为其排除故障。Cisco CMS软件提供了新的配置向导,它可以大幅度简化整合式应用和网络级服务的部署。Catalyst 3550系列智能以太网交换机具有下面两种快速以太网配置: Catalyst 3550-24交换机24个10/100端口和两个基于千兆接口转换器(GBIC)的千兆以太网接口; Catalyst 3550-48交换机48个10/100端口和两个基于GBIC的千兆以太网接口;两个内置的千兆以太网端口可以支持多种GBIC收发器,包括Cisco GigaStack? G
22、BIC、1000BaseT、1000BaseSX、1000BaseLX/LH 和 1000BaseZX GBIC。基于双GBIC的千兆以太网实施方案可以为客户提供高度的部署灵活性使客户可以在目前先部署一种堆栈和上行链路配置,然后可以在将来移植这种配置。高水平的堆栈弹性还可以通过下列技术实现:两个冗余千兆以太网上行链路,一条冗余的GagaStackTMGBIC 回送线路,用于高速上行链路和堆栈互联故障恢复的UplinkFast 和 CrossStack UplinkFast技术,用于上行链路负载均衡的Per VLAN生成树+(PVST+)。这样的千兆以太网灵活性使Catalyst 3550系列成
23、为针对以太网优化的Cisco Catalyst 6500系列核心LAN交换机最理想的LAN边缘补充产品。Catalyst 3550-24和3550-48中含有标准多层软件镜像(SMI)或者增强型多层软件镜像(EMI)。EMI提供了一组更加丰富的企业级功能,包括基于硬件的IP单播和多播路由,虚拟LAN(VLAN)间的路由,路由访问控制列表(RACL)和热备用路由器协议(HSRP)。在刚开始部署时,增强型多层软件镜像升级工具包为用户提供了升级到EMI的灵活性。网络的智能特性当今的网络需要在网络边缘满足下面四种新的需求: 提高桌面计算能力 推出需要占用大量带宽的应用 在网络上扩展高度敏感的数据 提供
24、多种设备,例如IP电话和无线LAN接入点这些新的需求将与很多现有的关键任务型应用争夺资源。因此,IT人士必须认识到,网络边缘对于有效管理信息和应用的提供至关重要。因为越来越多的企业将网络作为战略性的业务基础设施,所以确保它们的高可用性、安全性、可扩展性和控制能力变得比以往任何时候都重要。通过为布线室添加Cisco的智能化功能,客户现在可以在整个网络中部署智能化的服务,从桌面、核心到整个WAN,这些服务可以通过统一的方式满足这些需求。利用Cisco Catalyst智能化以太网交换机,Cisco使企业可以通过为它们的网络添加智能化服务获得充分的帮助。企业需要部署可以让网络基础设施具有高度可用性的
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