集团设计研发大厦网络系统设计方案.docx
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1、中冶建工集团设计研发大厦建设工程计算机网络系统设计方案V3.02012年7月4日目录o 1-3 h z u接入层:网络的第一级接入,实现二、三层接入、广播风暴抑制、边界端口、接入安全认证、链路捆绑、汇聚层:汇聚来自配线间的流量和执行策略,可作为第一跳网关、路由汇 总、负载均衡、快速收敛、保护核心接入数量核心层:网络骨干,高速数据交换、容量大、可靠性高,快速收敛、网络 易扩展。 核心层本工程中,使用两台华为S9303交换机作为大楼办公网络的核心设备,提 供接入设备的汇聚,和数据的高速转发。两台大楼核心S9303使用千兆以太网互联(两条千兆光纤组成);两台大楼核心S9303分别通过一条千兆光纤及两
2、台1620形成口字型连接;两台大楼核心S9303通过千兆光纤及楼层接入设备形成交叉互联。汇聚层:汇聚层设备放置于3层计算机网络主机房的各子公司机柜内,由于每个子 公司需要放置2台汇聚交换机,为了节约到的光纤链路数量,我们采用交换机 堆叠技术,这样内的所有交换机可以看成一台交换机。由于核心到汇聚到接 入,我们全程采用光纤链路实现千兆骨干连接,所有设备选择华为5700系列 交换机,每台最大支持24口光纤接口。同时最大支持9台设备的堆叠配置,任 一设备问题,不影响整体堆叠组的正常运行。我们采用菊花链式堆叠,背板 带宽可达12,能够满足数据包的快速转发。每个堆叠组双光纤链路上连,实 现链路层的冗余。接
3、入层:接入层设备放置于每个最终用户现场,用户终端可以是、机等。在接入 层设备上,我们推荐采用华为S2700或S5700交换机,通过端口划分到不同的 应用。集团公司接入层交换机通过千兆光纤接口直接及2台核心设备交叉连 接;子公司接入层交换机通过千兆光纤接口直接连接各自的2台及汇聚层设备通过上述双链路连接方式,保证了接入层交换机到汇聚层核心层设备的 线路冗余;从而提高整个网络系统的稳定性和高可用性,可完全防止线路的 单点故障。三楼计算机网络中心部署网络管理服务器,通过管理软件实现对整个交换机、防火墙产品的监 控。无线网络通过华为6303无线控制器,实现对的整体接入控制管理。设计带宽设计研发大厦办公
4、网络为全千兆交换网,即汇聚层、接入层均为千兆带 宽。培训楼为千兆主干,百兆到桌面,即接入交换机上联千兆,接入百兆。和规划在研发楼网络中,楼层接入层为双线3上联的构架,综合考虑了的设计; 楼层交换机做互联。及网段规划结合大楼整体构架,我们采用以楼层为单位,针对业务划分多个,分隔 广播域。地址的分配以为单位,划分不同的地址段。保证规划的清晰可行。地址的整体划分是网络工程设计中的重要环节,网络必须对地址进行统一 规划并得到有效实施。地址划分的好坏,影响到网络路由协议算法的效率, 影响到网络的扩展,影响到网络的管理,也必将影响到网络应用的进一步发 展。按照地址划分原那么,研发楼分配20个C类网段用于办
5、公网络,地址可设 为 192. 168. 101192. 168. 120/24; 192. 168. 120. 0/24 作为互联地址以及管理 地址。最终的地址分配将根据甲方要求,由设备厂家网络调试人员做合理规划 配置。网管协议网管协议默认的认证字符串是。如果保持其默认配置,带来较大风险。网 络设备上线前务必首先更改为安全的认证字符串。根据研发大楼的需求,全网网络设备启用版本3代理,为网管设备提供丰 富的管理信息。推荐研发大楼全网设备均使用的只读模式。如果计划使用简单网管协议用 于读写模式,务必很好地考虑使用此模式的风险,在这种模式下,错误的配 置可能使路由器具有很大的安全隐患。访问控制列表
6、限制对设备的访问,明确哪些网段可以通过指定值访问本机 的,防止网络外的非法用户通过对网络进行探测。协议在局域网内,终端用户都设置一条相同的以网关为下一跳的缺省路由。主 机发往其他网段的报文将通过缺省路由发往网关,再由网关进行转发,从而 实现主机及外部网络的通信。当网关发生故障时,本网段内所有以网关为缺 省路由的主机及外部网络的通信将中断。为了防止网络中断,可以通过在主 机上设置多个网关,但是一般主机只允许设置一个默认网关,此时需要管理 员手动添加。这样大大增加了网络管理的复杂度。为了更好的解决上述网络 中断的问题,协议开发者提出了(,虚拟路由器冗余协议),一种便于管 理的、实现网络一个网关故障
7、时,保证用户快速、不间断、透明地切换到另 一个网关的协议。协议具体内容在2338中定义,为业界通用标准。其他厂商的私有协议有 类似的做法,比方的私有协议(,热备份路由协议)。协议()也称为多生成树协议,在802. 1s中定义。及()和()相 比,主要引入了 “实例()”的概念。是基于端口的,而那么是基于实例的。 所谓的“实例”是指多个对应的一个集合,把一台设备的一个或多个划分为 一个,有着相同配置的设备就组成一个域(),运行独立的生成树(这个内 部的生成树称为,);这个组合就相当于一个大的设备整体,及其他再进 行生成树算法运算,得出一个整体的生成树,称为()。实例。具有特殊的 作用,称为,即公
8、共及内部生成树,其他实例那么称为,即多生成树实例。双核心应用方案+双核心应用方案,网络扩容,维护方便,用户网关和物理链路的双备份, 提高了网络系统的可用性。和其他提高网络可用性的方案相比,该方案可以 使用较少的客户投资,获得较高的客户收益。同时,在这个方案的基础上,客户可以组合我司产品提高系统可用性的其他技术,比方管理板热备份,获 得更高的系统可用性。拓扑说明:(1)生成树:用户为101 110为1,根桥在S9306A上,111T20为2,根桥 在 S9306B 上。(2) 101710的地址的在S9306A上, U1T200的的地址的在S9306B上。的产 生通过两种方法:一种通过设置接口的
9、地址和组的网关地址一致,在这种情 况下,设置成和组的网关地址相同的接口地址优先级为最高255,自动成为, 比方组26就是这种情况。另一种是通过设置接口优先级,高优先级选举为, 比方组31就是这种情况。同时将通告时间设置为10秒。4.3 路由设计本工程网络涉及的路由协议包括重庆研发大楼的内部协议对于核心网络的选择,通常有收敛速度快、性能优秀、网络开销小的要求, 符合要求的有、等。由于协议是开放、标准的协议,在涉及到多方产品互联 的网络环境下,是常见的选择。本工程研发楼内部核心路由协议采用路由协 议,其中在两台S9303和防火墙组成的口字型网格中实现0。遵循多线路接入、多单位使用的设计原那么,由施
10、工方或厂商按照办公大楼 各个公司使用需求进行设置。4.4 网络管理鉴于研发楼的整体网络结构的复杂程度,需耍提供有效的手段来管理整个 网络设备。是华为企业业务企业数通产品线面向企业市场推出的新一代统一网络运 维解决方案,遵循规范,实现对企业资源、业务以及用户的统一管理,为企 业和合作伙伴提供融合、开放的运维平台。在业界也有广泛好评,因此我们 决定选用作为网络的管理软件。产品概述:有线无线设备一体化管理:华为解决方案,可以对网络中的、路由器、交换机、防火墙进行统一管 理和监控,并支持设备的自动发现和拓扑构成。支持拓扑图中网络分层视图。 在视图中,设备的告警由不同的颜色进行标识,当设备产生告警时,拓
11、扑上 的告警冒泡图标以不同的颜色区别不同级别的告警来提示用户进行干预。在 提供基本的物理拓扑视图、业务拓扑视图、告警、报表等的同时还提供设备 位置视图、干扰源定位和排障、无线业务质量评估,快速恢复等维护手段, 有效降低用户维护本钱。4.4.1 简单高效的快速业务部署随着无线应用的增加,常常需要快速开通无线网络以支撑企业业务开展。 华为解决方案提供向导式的业务部署配置工具以及提供基于规划表单导入方 式,提高部署效率,使用管理组件,可以将部署时间从数天级降低到分钟级, 帮助企业客户快速开通业务,为顾客提供更好的服务。通过配置向导,大大简化配置过程位置视图:设备对于干扰和建筑物中合理部署要求较高,客
12、户可通过位置 拓扑图查看当前热点位置及射频信号覆盖范围,并在视图上标识当前非法位置及冲突域。通过虚拟的仿真网络环境来进行日常维护和排障,了解信号强 弱,实时调整。使日常维护和排障更加迅速。4.4.2 所见即所得的物理拓扑支持网络拓扑自动发现,通过拓扑叠加技术实现二三层拓扑和链路统一管 理,在一张平面拓扑图呈现基于协议发现的三层链路和基于协议发现的二层 链路。所见即所得的物理拓扑呈现效果超越一张绘制的网络拓扑,并根据网 络调整动态呈现。通过网络拓扑图,你可以快速掌握以下信息:网络状态:网络当前状态是否良好;网络间的连接关系:设备是怎么连接的,快速定位网络连接问题;统一的资源管理在网络级日常维护中
13、我们首先会关注网络中可能的异常,如哪些设备负载 过高?哪些告警最经常发生?哪些链路流量过大?能够统一监控网络中的 华为、思科、华三等不同厂商的设备,其特有的技术支持用户灵活呈现最关 注的管理信息,对网络各种事件一目了然。4.4.3 建议监控参数.防火墙利用率常驻进程内存利用率 并发会话数 每秒新建连接数 温度 状态 告警信息 端口流量2.交换机 利用率 常驻进程 内存利用率 线卡模块工作状态 引擎主备状态 温度 状态 告警信息 端口状态 主要端口流量 状态 路由表 动态路由邻居关系网络故障及应急方案在本网络工程中,可能出现的灾难故障主要有两类,即设备故障和链路故 障,以下分别对这两类情况进行说
14、明。设备故障。设备故障是指发生网络设备无法正常转发网络流量的情况。下 表详细的列出了网络故障点及其对系统运行的影响分析,并提供了容灾恢复方案。设备故障故障点造成的影响容灾恢复方案核心交换机电源故障采用冗余电源,无影响核心层交换机故障会造成跨区域调用数据 的用户短暂的中断(小 于1S)对故障交换机进行检修,重新连入网络接入层交换机故障连接到故障交换机的数据不可用备件顶替链路故障。链路故障指网络中的光纤连接由于意外中断的情况发生。设备故障故障点造成的影响容灾恢复方案核心互联光纤中断一根采用了冗余连接,无影响恢复光纤连接核心到接入交换机光纤中断采用多线路冗余和动态路由协议,无影响恢复光纤连接4.4.
15、5 网络系统可靠性设计网络作为各种业务的重要承载网络,对其可靠性提出了很高的要求。可以 说一旦网络出现中断,将会使整个网络瘫痪,引起严重的后果。网络的可靠 性包括组网设备可靠性、网络拓扑组网结构可靠性、网络链路可靠性。4.4.6 网络节点的可靠性网络核心节点设备的可靠是确保整个网络的有效运转的关键所在。耍保证 网络系统的可靠性,选用具备电信级可靠性的网络设备进行组网,才能使网 络具有自动恢复能力、降低人工维护工作,到达电信级的可靠运行。为实现设备的可靠性,考虑了如下内容:/网络中的关键设备,如核心交换机、汇聚交换机具备电信级可靠性。/可靠性指标必须到达99. 999%;/网络核心设备采用全分布
16、式体系结构,路由及转发别离;,所有关键器件,如主控板、电源等都采用冗余设计,业务模块支持热 插拔;/网络核心设备支持不间断转发,主控板热备份。主备倒换过程不影响 业务转发,不丢包。对于本次方案设计中,我们从安全、可靠的角度出发,在核心层都采用冗 余电源的设计,核心交换机、接入交换机具备电信级可靠性第一章工程背景中冶建工集 团设计研发大厦 位于重庆市大渡 口区建桥工、|园 A区,总用地面积 24990肝,总建筑 面积80107. 1平 方米,主体工程 包括一幢集工程 设计、技术研发、 总部办公和配套 设施四大功能为 一体的总部大 厦,共23层,100米高,附属建筑包括会议中心、餐厅等;其他工程包
17、括培训 中心(附属生活服务设施)、健身中心、停车场、食堂等。第二章设计原那么中冶设计研发大厦网络系统平台的设计将会遵循以下的原那么:链路可靠性网络系统楼层接入层到核心层之间布防了 2根6芯多模光缆,为接入层到 核心层之间的冗余链路提供了足够的光纤链路。第五章无线部署方案5.1 室内传播模型无线局域网室内覆盖的主要特点是:覆盖范围较小,环境变动较大。一 般情况下我们选取以下两种适用于的模型进行分析由于室内无线环境千差 万别,在规划中需根据实际情况选择参考模型及模型系数。(1)模型模型又称线性路径衰减模型,公式如下:()为室内路径损耗=其中,明妙为自由空间损耗=32 4.2叫办佗20收印时d:传播
18、路径;f:电波频率;a:模型系数(2)衰减因子模型就电波空间传播损耗来说,2. 4频段的电磁波有近似的路径传播损耗。公 式为:()=46 +10* n* D (m)其中,D为传播路径,n为衰减因子。针对不同的无线环境,衰减因子n的 取值有所不同。在自由空间中,路径衰减及距离的平方成正比,即衰减因子 为2。在建筑物内,距离对路径损耗的影响将明显大于自由空间。一般来说, 对于全开放环境下n的取值为2.。2. 5;对于半开放环境下n的取值为2. 5 3.0;对于较封闭环境下n的取值为3.03. 5。典型路径传播损耗理论计算值 如表1。5.2 信号链路损耗计算根据模型,室内路径损耗等于自由空间损耗加上
19、附加损耗因子,且随距 离成指数增长。接收电平估算公式如下:其中:口为最小接收电平,即为在不同传输速率下的接收灵敏度;口为最大发射功率;口为发射天线增益;口为接收天线增益;口为路径损耗;我们可以对信号极限传播距离作如下理论计算:假设天线发射和接收增益为零,发射功率为16. 2时,理论室内传播最大 距离如表2所示。5.3 信号穿透损耗现阶段可提供的2. 4电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值如下: 隔墙的阻挡(砖墙厚度100300) : 20-40;楼层的阻挡:30以上; 木制家具、门和其他木板隔墙阻挡2-15;厚玻璃(12) : 10 (2450)另外,在衡量墙壁等对于信号的穿透损耗时,需考
20、虑信号入射角度。一 面0.5米厚的墙壁,当信号和覆盖区域之间直线连接呈45度角入射时,相当于 1米厚的墙壁;在2度角时相当于超过14米厚的墙壁。所以要获取更好的接收 效果应尽量使信号能够垂直穿过(90度角)墙壁或天花板。5.4 室内覆盖规划在规划网络时,首先考虑到的是满足跟无线网卡信号的交互,以及用户 可有效地接入网络,因此如何保证无线信号覆盖范围是选点必须要考虑的因 素。由于工作频段较高,灵敏度低(及移动基站/手机相比),信号反射和绕 射损耗较大,有几种不同的室内覆盖方案,可供规划人员跟据现场实际情况 进行选择参考。在设计之前一定要进行现场勘测,现场勘测主要了解以下几点: 了解覆盖区域的面积
21、,信号覆盖质量要求,不同的地点有不同的覆盖要 求。 考察覆盖区域的现有信号分布情况,了解信号的盲点、热点和信号碰撞 区域;考察覆盖区域建筑物的构成,对信号的阻挡情况; 信号的接入位置及方式;考察设备可以安装的位置。5.5 安装要求1、覆盖点勘查在进行设计、施工之前,必须对室内覆盖系统的站点进行必要的勘查, 并且记录如下信息: 建筑物的总体构造及室内空间分布情况。 室内各种墙、隔断等的材料、厚度等情况。 可能安装设备的位置。 可能布线的路径。 终端用户的分布。 天线的安装位置。2、天线安装位置选择堪点过程中最重要的一点就是确定天线的安装位置,它应该尽量符合以 下原那么: 尽量靠近需要覆盖的目标区
22、域和人群,比方办公区域,保证良好的覆盖 效果。 尽量安装在比拟开阔的地点,保证天线的覆盖效率。 天线在目标区域内比拟均匀的分布。考虑到空间损耗和系统特征,设计一个天线的覆盖距离时,如果需要达 到11的传输速率,可以参考以下原那么: 开阔空间内,设计覆盖距离尽量不要超过30m。 如果天线目标区域之间有20左右薄墙阻隔时,设计覆盖距离尽量不要超 过 2 0m。 如果天线及目标区域之间有较多高于1.5m的家具等阻隔时,设计覆盖距 离尽量不要超过20%如果天线安装在长走廊的一端,设计覆盖距离尽量不要超过20m。 如果天线及目标区域之间有一个拐角时,设计覆盖距离尽量不耍超过 15m。 如果天线及目标区域
23、之间有多个拐角时,设计覆盖距离尽量不要超过 lOlDo5.6方案设计内容重庆研发楼为地下三楼到二十三楼,根据以下计算依据,设置无线点信号链路损耗计算信号穿透损耗研发大厦无线网络系统配置如下:(1)研发大厦一层至五层属于集团公共区域,每层放置4个,所有汇聚接入 位于三层弱电间机柜内的24 口供电交换机;(2)研发大厦六层至八层属于集团房地产公司,每层放置4个,所有汇聚接入位于七层弱电间机柜内的2 4 口供电交换机;(3)研发大厦九层至十一层属于集团设计院,每层放置4个,所有汇聚接入位于十层弱电间机柜内的24 口供电交换机;(4)研发大厦十七层至二十层属于集团办公区域,每层放置4个,所有汇聚 接入
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