园区网络架构讲解(园区网络架构讲解稿)
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数据中心为什么需要大二层网络
数据中心为什么需要大二层网络?
在开始之前,首先要明确一点,大二层网络基本上都是针对数据中心场景的,因为它实际上就是为了解决数据中心的服务器虚拟化之后的虚拟机动态迁移这一特定需求而出现的。对于普通的园区网之类网络而言,大二层网络并没有特殊的价值和意义(除了某些特殊场景,例如WIFI漫游等等)。
所以,我们现在所说的大二层网络,一般都是指数据中心的大二层网络。
1 传统数据中心网络架构
我们看到,这种网络架构其实和园区网等网络的架构是一样的,这种架构相当于零售行业的“加盟店”形式,而与之相对应的“三层到边缘”架构,以及我们下面要谈到的“大二层”架构,就相当于“直营店”了。
之所以***用这种网络架构,是因为这种架构非常成熟,相关的二三层网络技术(二层VLAN+xSTP、三层路由)都是成熟的技术,可以很容易的进行部署,也符合数据中心分区分模块的业务特点。
但是这种网络架构对于数据中心来说,其实是隐藏着一个弱点的,是什么呢?
2 服务器虚拟化趋势
由于传统的数据中心服务器利用率太低,平均只有10% 15%,浪费了大量的电力能源和机房***。所以出现了服务器虚拟化技术。
服务器虚拟化技术是把一台物理服务器虚拟化成多台逻辑服务器,这种逻辑服务器被称为虚拟机(VM),每个VM都可以独立运行,有自己的OS、APP,当前也有自己独立的MAC地址和IP地址,它们通过服务器内部的虚拟交换机(vSwitch)与外部实体网络连接。
通过服务器虚拟化,可以有效地提高服务器的利用率,降低能源消耗,降低客户的运维成本,所以虚拟化技术目前得到了广泛的应用。(至于为啥有这些好处,我就懒得去说了,有兴趣的话可以自己问一下度娘,总之服务器虚拟化就是个好东东啦)
PS:VMware是服务器虚拟化领域的市场领先产品和创新品牌,提供一整套VM解决方案的软件。除了VMware之外,业界还有微软Hyper-V和Xen等服务器虚拟化软件。
3 虚拟机动态迁移
我们继续回到数据中心网络上来。
本来,服务器虚拟化对于数据中心网络来说,也没啥特别大的影响,无非就是接入的主机规模变大一些而已(原来一台物理服务器算一个主机,现在每个VM算一个主机),还是可以用二三层网络架构来连接的,规模变大了,多划分一些二层域就行。
但是服务器虚拟化之后,带来了一项伴生的技术,那就是虚拟机动态迁移,这就给传统的数据中心网络带来了很大的麻烦。当然在讲麻烦之前,我们先得搞清楚虚拟机动态迁移是怎么回事。
所谓虚拟机动态迁移,就是在保证虚拟机上服务正常运行的同时,将一个虚拟机系统从一个物理服务器移动到另一个物理服务器的过程。该过程对于最终用户来说是无感知的,从而使得管理员能够在不影响用户正常使用的情况下,灵活调配服务器***,或者对物理服务器进行维修和升级。
说白了,动态迁移就是让虚拟机搬家,但是要求搬家的时候,虚拟机上运行的业务还不会中断,外面的用户察觉不到。
搞清楚虚拟机动态迁移是怎么回事之后,我们来看到底这个技术给网络带来了什么麻烦。
4 虚拟机动态迁移对网络的影响
对于数据中心来说,二三层网络架构是有一个弱点的,那是什么弱点呢?这个弱点就是服务器的位置不能随便在不同二层域之间移动。
因为一旦服务器迁移到其他二层域,就需要变更IP地址,TCP连接等运行状态也会中断,那么原来这台服务器所承载的业务就会中断,而且牵一发动全身,其他相关的服务器(比如WEB-APP-DB服务器之间都是相互关联的)也要变更相应的配置,影响巨大。
(这和园区网不一样,园区网里面接入的办公PC等,换一个办公区,换一个二层域,重新获取一下IP地址,对于业务来说,几乎没什么影响)。
幸好在传统的数据中心中,物理服务器位置的跨二层域迁移的场景是非常少见的,而且即使发生迁移,也都是物理层面的,业务肯定都已经中断了,更换IP地址所以这个隐患并不明显。
但是在服务器虚拟化之后,虚拟机的动态迁移会成为一种经常出现的场景。为了保证迁移时业务不中断,就要求在迁移时,不仅虚拟机的IP地址不变,而且虚拟机的运行状态也必须保持原状(例如TCP会话状态),所以虚拟机的动态迁移只能在同一个二层域中进行,而不能跨二层域迁移。
而传统的二三层网络架构限制了虚拟机的动态迁移只能在一个较小的局部范围内进行,应用受到了极大的限制。
所以,为了打破这种限制,实现虚拟机的大范围甚至跨地域的动态迁移,就要求把VM迁移可能涉及的所有服务器都纳入同一个二层网络域,这样才能实现VM的大范围无障碍迁移。
就好比你原来住在南京,现在迁移到苏州了,原来各城市的社保系统是独立的(小二层网络),所以你要办理社保关系迁移(IP地址变更),办过的人都知道这有多痛苦。
而据说从2015年开始整个江苏省的社保系统现在纳入统一管理了(大二层网络),那么从南京迁移到苏州,人过去就行了,社保关系不需要任何变更(IP地址不变,业务不中断)。
这就是大二层网络!一个真正意义的大二层网络至少要能容纳1万以上的主机,才能叫做大二层网络。
一般一个大学校园园区网络的架构是什么样的 ?
1、Access(接入层):让我们的终端系统能够入网。接入层的设备,端口密度要高,使用二层交换机连接。使用24口或48口cisco盒式2960(2.5万)
2、Distribution(绘制层),基于策略连接的层:让各层楼的交换机连接在一起,要布置各种各样的策略,端口密度高。24口、48口的3560-X(十几万)高端交换机。用来连接2960交换机。或者3750。整个交换区块内的连接属于2层。
3、Core(核心层):把多个大楼的网络连一起。园区网的骨干链路。光口密度大,背板带宽要给力,接口带宽要给力,转发性能要给力。机架式4500属于高端中的最低端。6500高级交换机(200)多万。
全球最高端NEXUS 7000系列交换机基于CLOS架构,没有任何的转发延迟,相当于60台6509,背板带宽150T,价格够好几辆法拉利。
校园网络的拓扑结构图
结构图如下:
由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图。网络拓扑定义了各种计算机、打印机、网络设备和其他设备的连接方式。换句话说,网络拓扑描述了线缆和网络设备的布局以及数据传输时所***用的路径。网络拓扑会在很大程度上影响网络如何工作。
扩展资料
星型网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如左图所示。每个Hub与端用户的连接仍为星型,Hub的级连而形成树。然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化。
树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
适用场合:只适用于低速、不用阻抗控制的信号,比如在没有电源层的情况下,电源的布线就可以***用这种拓扑。
参考资料来源:内蒙古大学-校园网拓扑结构图
什么是网络架构?
网络架构是进行通信连接的一种网络结构。
网络架构是为设计、构建和管理一个通信网络提供一个构架和技术基础的蓝图。网络构架定义了数据网络通信系统的每个方面,包括但不限于用户使用的接口类型、使用的网络协议和可能使用的网络布线的类型。
网络架构典型的有一个分层结构。分层是一种现代的网络设计原理,它将通信任务划分成很多更小的部分,每个部分完成一个特定的子任务和用小数量良好定义的方式与其它部分相结合。
扩展资料:
使用网络架构注意事项:
1、动态多路径
能够通过多个WAN链路对流量进行负载均衡并不是一项新功能。但是,在传统的WAN中,此功能很难配置,并且通常以静态方式将流量分配给给定的WAN链路。即使面对诸如拥塞链路之类的负面拥塞,也不能改变给定WAN链路的流量分配。
2、应用程序级别
如果应用程序的性能开始下降,因为该应用程序使用的托管虚拟化网络功能(VNF)的物理服务器的CPU利用率过高,则VNF可能会移动到利用率较低的服务器中。
3、能见度
有许多工具声称可以为网络组织提供对传统WAN的完全可见性,以便解决与网络和/或应用程序性能相关的问题。但是,无论是这些工具的缺陷还是网络组织使用的故障排除流程,***用新的WAN架构将使故障排除任务变得更加复杂。
参考资料来源:百度百科:LTE网络架构
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