計算機網絡在當前社會的運轉中起著越來越重要甚至是無法取代的作用，各種需求層出不窮，某些應用場景需要高帶寬占用，如：視頻點播、文件共享，某些應用需要低延時，如：實時控制，還有的應用要求網絡傳輸速率穩定，延時抖動極小：如視頻會議、網絡電話。

　　【摘 要】將園區網絡進行分層的模塊化設計是提高管理效率、降低管理成本的一個先進方法，通過網絡分層，可降低網絡的復雜程度，進而簡化管理與故障的排除。文章對提出的核心層、匯聚層、接入層所需要實現的功能和面臨的問題進行了詳盡的探討。

　　【關鍵詞】高工職稱論文發表要求,模塊化設計,高可靠,園區網

　　一、概述

　　隨著越來越高的需求接踵而至，金融、辦公、網絡購物、學習也都要將平臺建筑在計算機網絡之上，這也就要求我們所使用的計算機網絡本身必須高度可靠，本文試圖對園區級別的網絡可靠性問題進行討論。

　　二、模塊化的網絡設計

　　將網絡總體規劃進行分層次、分模塊的研究和建設，也就是將復雜的網絡設計分成若干個層次，每個層次著重于某些特定的功能，這樣就能夠使一個復雜的大問題變成幾個簡單的小問題。三層網絡架構設計的網絡為：核心層(網絡的高速交換主干)、匯聚層(提供基于策略的連接)、接入層 (將工作站接入網絡)三個層次，以下將對各個層次的主要功能，所面臨的問題以及解決方案進行逐一討論。

　　(一)核心層

　　1.功能及設計目標

　　核心層的設計位于網絡邏輯分布的最中央，是一切數據交換的樞紐，核心層具有以下特征：高可靠性、高效性、高可管理性、高吞吐量、低傳輸延時。同時還必須考慮核心層可能包含一條或多條連接到網絡邊緣設備的鏈路，將整個園區網絡接入Internet、VPN和外聯網。

　　2.解決方案：

　　一般采用兩個核心交換機或者多個核心交換機組成網絡的核心層，每個核心交換機的主要部件還要盡可能采用冗余設計，如多個冗余電源、雙交換引擎、多業務板卡互相備份，同時所有部件在設計、選擇時也要求做到盡可能的高質量、高穩定性。多個核心交換機之間還必須采用冗余鏈路全互聯，利用鏈路聚合技術實現帶寬的加倍，同時還能防止任意一根連接鏈路因為各種原因出現了無法通信的故障，導致核心交換機的數據不暢。多臺交換機之間需要通過各種支持冗余工作的自制協議來協調工作，如VRRP、HSRP、GLBP等，但是在選擇協議的時候除了要考慮協議本身的性能和優劣之外，還要注意協議的兼容性，因為各個協議之間無法互相協作、同時某些協議是個別廠商私有的，因為不是國際通行標準，可能會在今后的網絡升級中造成選擇困難。核心層交換機的布置地點也非常重要，這在很多網絡工程中似乎不太被人重視，有一些是哪個樓層有空間，就用來做主機房，甚至在一些大型網絡項目中也曾經出現過類似的問題，必須引起網絡設計人員的重視，與可靠性有關的選址考慮主要是防火、防水、防潮、防盜、抗震等等。

　　(二) 匯聚層

　　1.功能及設計目標

　　匯聚層的作用是把各個分支區域的網絡流量進行匯總，起到承上啟下的作用。如果數據的信源與信宿都是自己所屬的下級交換機，也就無需向核心交換機進行轉發，以此減輕核心網絡流量。同時匯聚層還必須完成實施策略、安全、VLAN之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。

　　2.實現方案

　　匯聚層交換機在大多數情況下只要做到鏈路冗余、電源冗余即可，不需要采用支持引擎冗余的高端交換機，但也需要較高帶寬、高性能、支持繁雜路由策略的IP交換機. 因為匯聚交換機一般分布在某個較大區域的各個建筑物內，距離核心交換機相對較遠，所以要盡量避免各種通往核心的光纖出現因為施工、車輛刮蹭等原因造成光鏈路斷開引起的網絡中斷。所以應該采用幾條光纖鏈路一起連接到所有的核心交換機，可能的話，要與向鄰近的匯聚交換機建立連接，以實現高冗余度連接。特別需要注意的是，因為采用了這種非樹形排列，增加冗余度的同時會帶來環路的問題，所以要在各個匯聚交換機使用IP層互聯技術，用動態路由方法進行互聯，就能避免二層環路的產生。

　　(三)接入層

　　1.功能及設計目標

　　接入層位于網絡的枝節，通常指網絡中直接面向用戶連接或訪問的部分。接入層目的是允許終端用戶連接到網絡，因此接入層交換機具有低成本和高端口密度特性。在接入層中，減少同一網段的工作站數量，向工作組提供高帶寬的安全接入是主要功能。另外接入層交換機使用數量多、使用環境復雜，同時還存在大量安全方面的攻擊。接入層交換機出現問題一般不會造成太大范圍的影響，在出現問題后由網絡管理員進行手動的差錯和排除故障也完全可以。

　　2.解決方案

　　選擇接入層設備，主要是接入層交換機的的時候，要選擇能夠適應實際安裝環境，對有寬電壓輸入、超低溫或者超高溫環境工作、高灰塵、高濕度的情況需要提前考慮。接入交換機提供的帶寬能夠滿足實際需求即可，接入層尤其需要注意的是安全方面的問題，需要進行Port Security、DHCP snooping、ARP snooping等方面的安全防護，以避免網絡的非法旁路、DHCP服務器的非法接入，以及ARP攻擊的防護。

　　三、總結

　　通過了解網絡層次化設計的優點、熟悉各層的功能、以此為設計目標將網絡的設計進行模塊化的分割，以達到網絡中因拓撲結構改變而影響的區域被限制在最小程度。我們對分為核心、匯聚、接入的三個層次網絡進行了逐一的討論，對可能存在的問題進行了一一考慮，以保證網絡的高效、穩定、安全的運行。