第3章 网络逻辑设计.ppt

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1、第三章第三章 网络逻辑设计网络逻辑设计网络设计是一项复杂的创作，严格遵循稳网络设计是一项复杂的创作，严格遵循稳定性、可靠性、可用性和扩展性的要求。定性、可靠性、可用性和扩展性的要求。本章重点介绍逻辑设计，介绍了逻辑拓扑本章重点介绍逻辑设计，介绍了逻辑拓扑结构设计、地址分配、广域网设计和路由结构设计、地址分配、广域网设计和路由协议的选择等基本知识。协议的选择等基本知识。本章重点31网络设计的目标网络设计的目标32拓扑结构设计拓扑结构设计33网络组件设计网络组件设计34 IP地址分配地址分配35 IP路由设计路由设计31网络设计的目标网络设计的目标如下：网络设计的目标如下：（1）最大效益下最低的运

2、作成本；）最大效益下最低的运作成本；（2）不断增强的整体性能；）不断增强的整体性能；（3）易于操作和使用；）易于操作和使用；（4）增强安全性；）增强安全性；（5）适应性；）适应性；网络设计网络设计的目标的目标P4831网络设计的目标为了实现上述目标，在设计过程中应综合为了实现上述目标，在设计过程中应综合权衡以下因素：权衡以下因素：（1）最小的运行成本；最小的运行成本；（2）最少的安装花费；最少的安装花费；（3）最高的性能；最高的性能；（4）最大的适应性；最大的适应性；（5）最大的安全性；最大的安全性；（6）最大的可靠性；最大的可靠性；（7）最短的故障时间。最短的故障时间。网络设计网络设计的目标

3、的目标P48321常见的网络拓扑结构 网络拓扑结构是指忽略了网络通信线路网络拓扑结构是指忽略了网络通信线路的距离远近和粗细程度，忽略通信节点的距离远近和粗细程度，忽略通信节点大小和类型后仅仅用点和直线来描述的大小和类型后仅仅用点和直线来描述的图形结构（图图形结构（图3-1）。）。拓扑结构拓扑结构设计设计P49321常见的网络拓扑结构1.总线型总线型2.环型环型3.星型和树型星型和树型4.网状模型网状模型 拓扑结构拓扑结构设计设计P49322估算网络中的通信量1估算网络中的通信量主要有两个方面：估算网络中的通信量主要有两个方面：（1）根据业务需求和业务规模估算通信量的大小；）根据业务需求和业务规

4、模估算通信量的大小；（2）根据流量汇聚原理确定链路和节点的容量；）根据流量汇聚原理确定链路和节点的容量；2估算通信量应该注意的问题：估算通信量应该注意的问题：（1）必须以满足当前业务需要为最低标准；）必须以满足当前业务需要为最低标准；（2）必须考虑到未来若干年内的业务增长需求；）必须考虑到未来若干年内的业务增长需求；（3）能对选择何种网络技术提供指导；）能对选择何种网络技术提供指导；（4）能对冲突域和广播域的划分提供指导；）能对冲突域和广播域的划分提供指导；（5）能对选择何种物理介质和网络设备提供指导。）能对选择何种物理介质和网络设备提供指导。拓扑结构拓扑结构设计设计P50上行链路和下行链路

5、上行链路指的是从工作站流向核心网络设上行链路指的是从工作站流向核心网络设备的链路。下行链路指的是从核心网络设备的链路。下行链路指的是从核心网络设备流向工作站的链路。备流向工作站的链路。（图（图3-2）上行链路的容量衡量了核心设备和线路的上行链路的容量衡量了核心设备和线路的容量，影响了骨干网技术的选择。下行链容量，影响了骨干网技术的选择。下行链路的容量则可给出了某种骨干网技术能满路的容量则可给出了某种骨干网技术能满足的客户端应用的能力。足的客户端应用的能力。拓扑结构拓扑结构设计设计P50（图3-2）拓扑结构拓扑结构设计设计P50上行链路和下行链路 例一，假设核心层交换机所使用的连接数为例一，假设

6、核心层交换机所使用的连接数为8，而每个端口下连交换机的带宽是，而每个端口下连交换机的带宽是100M，也，也使用了使用了8个端口，在交换机满负荷工作概率为个端口，在交换机满负荷工作概率为60%的条件下，按照交换机的特点，干线容量的条件下，按照交换机的特点，干线容量的计算方式为：的计算方式为：8100Mbps60%=480Mbps 核心交换机的容量为：核心交换机的容量为：8480Mbps60%=2304Mbps 由此可以得出对主干线路的技术要求由此可以得出对主干线路的技术要求拓扑结构拓扑结构设计设计P50323分层设计方法 Cisco公司将大型网络的拓扑结构划分为三个公司将大型网络的拓扑结构划分为

7、三个层次，即核心层、汇聚层和接入层。层次，即核心层、汇聚层和接入层。拓扑结构拓扑结构设计设计P51 核心层 汇聚层 接入层 323分层设计方法1分层结构的设计目标是：分层结构的设计目标是：（1）核心层处理高速数据流，其主要任务是数）核心层处理高速数据流，其主要任务是数据包的交换；据包的交换；（2）汇聚层负责网段的逻辑分割，聚合路由路）汇聚层负责网段的逻辑分割，聚合路由路径，收敛数据流量；径，收敛数据流量；（3）接入层将流量馈入网络，执行网络访问控）接入层将流量馈入网络，执行网络访问控制，并且提供相关边缘服务。制，并且提供相关边缘服务。拓扑结构拓扑结构设计设计P51323分层设计方法2拓扑设计的

8、原则：拓扑设计的原则：按照分层结构设计网络拓扑结构时，应遵守以按照分层结构设计网络拓扑结构时，应遵守以下两条基本原则：下两条基本原则：（1）网络中因拓扑结构改变而受影响的区域应）网络中因拓扑结构改变而受影响的区域应被限制到最小程度。被限制到最小程度。（2）路由器应传输尽量少的信息。）路由器应传输尽量少的信息。拓扑结构拓扑结构设计设计P51323分层设计方法（1）分层拓扑结构的优点：流量从接入层流向）分层拓扑结构的优点：流量从接入层流向核心层时，被收敛在高速的链接上；流量从核核心层时，被收敛在高速的链接上；流量从核心层流向接入层时，被发散到低速链接上，如心层流向接入层时，被发散到低速链接上，如图

9、图3-6所示。所示。（2）分层拓扑结构的缺点：分层拓扑结构固有）分层拓扑结构的缺点：分层拓扑结构固有的缺点是在物理层内隐含（或导致）单个故障的缺点是在物理层内隐含（或导致）单个故障点，即某个设备或某个失败的链接会导致网络点，即某个设备或某个失败的链接会导致网络遭受严重的破坏。克服单个故障点的方法是采遭受严重的破坏。克服单个故障点的方法是采用冗余手段，但这会导致网络的复杂性的增加用冗余手段，但这会导致网络的复杂性的增加。拓扑结构拓扑结构设计设计P521.核心层设计方法 网络核心层的主要工作是交换数据包，核心网络核心层的主要工作是交换数据包，核心层的设计应该注意两点：层的设计应该注意两点：（1）不

10、要在核心层执行网络策略：所谓策略就）不要在核心层执行网络策略：所谓策略就是一些设备支持的标准或系统管理员定制的是一些设备支持的标准或系统管理员定制的规划。规划。（2）核心层的所有设备应具有充分的可到达性）核心层的所有设备应具有充分的可到达性。拓扑结构拓扑结构设计设计P522.汇聚层设计方法 汇聚层将大量低速的链接（与接入层设备的汇聚层将大量低速的链接（与接入层设备的链接）通过少量宽带的连接接入核心层，以链接）通过少量宽带的连接接入核心层，以实现通信量的收敛，提高网络中聚合点的效实现通信量的收敛，提高网络中聚合点的效率。同时减少核心层设备路由路径的数量。率。同时减少核心层设备路由路径的数量。总之

11、，汇聚层的主要设计目标包括：总之，汇聚层的主要设计目标包括：1隔离拓扑结构的变化；隔离拓扑结构的变化；2通过路由聚合控制路由表的大小；通过路由聚合控制路由表的大小；3收敛网络流量。收敛网络流量。拓扑结构拓扑结构设计设计P52路由聚合 路由汇聚的“含义”是把一组路由汇聚为一个单个的路由广播。路由汇聚的最终结果和最明显的好处是缩小网络上的路由表的尺寸。这样将减少与每一个路由跳有关的延迟，因为由于减少了路由登录项数量，查询路由表的平均时间将加快。由于路由登录项广播的数量减少，路由协议的开销也将显著减少。随着整个网络(以及子网的数量)的扩大，路由汇聚将变得更加重要。路由汇聚算法的实现：假设下面有4个路

12、由:172.18.129.0/24172.18.130.0/24172.18.132.0/24172.18.133.0/24如果这四个进行路由汇聚,能覆盖这四个路由的是:172.18.128.0/21算法为：129的二进制代码是10000001130的二进制代码是10000010132的二进制代码是10000100133的二进制代码是10000101这四个数的前五位相同都是10000，所以加上前面的172.18这两部分相同的位数，网络号就是8+8+5=21。而10000000的十进制数是128，所以，路由汇聚的Ip地址就是172.18.128.0。所以最终答案就是172.18.128.0/21

13、。路由聚合拓扑结构拓扑结构设计设计P53 172.16.0.0/24 172.16.1.0/24 172.16.2.0/24 172.16.3.0/24 172.16.0.0/22 E0 E1 E3 A E1 E1 E3 B E0 E1 E3 C D E1 路由聚合拓扑结构拓扑结构设计设计P53（1）新路由表大大减小。）新路由表大大减小。路由器路由器C的路由表为：的路由表为：（2）路由收敛速度加快）路由收敛速度加快目标网络目标网络掩码掩码端口端口跳数跳数连接方式连接方式17172 216160 00 02552552552552542540 0E0E00 0直连直连17172 216162 2

14、0 02552552552552542540 0E1E10 0直连直连17172 216160 00 02552552552552522520 0E3E30 0直连直连3.接入层设计方法接入层的设计目标包括三个，即：接入层的设计目标包括三个，即：（1）将流量馈入网络：为确保将接入层流量馈）将流量馈入网络：为确保将接入层流量馈入网络，要做到：入网络，要做到：接入层路由器所接收的链接数不要超出其与接入层路由器所接收的链接数不要超出其与汇聚层之间允许的链接数；汇聚层之间允许的链接数；如果不是转发到局域网外主机的流量，就不如果不是转发到局域网外主机的流量，就不要通过接入层的设备进行转发；要通过接入层的

15、设备进行转发；拓扑结构拓扑结构设计设计P543.接入层设计方法 不要将接入层设备作为两个汇聚层路由器之不要将接入层设备作为两个汇聚层路由器之间的连接点，即不要将一个接入层路由器同间的连接点，即不要将一个接入层路由器同时连接两个汇聚层路由器。时连接两个汇聚层路由器。（2）控制访问：由于接入层是用户进入网络的）控制访问：由于接入层是用户进入网络的入口，所以也是黑客入侵的门户。接入层通入口，所以也是黑客入侵的门户。接入层通常用包过滤策略提供基本的安全性，保护局常用包过滤策略提供基本的安全性，保护局域网段免受网络内外的攻击。域网段免受网络内外的攻击。拓扑结构拓扑结构设计设计P543234 绘制网络拓扑

16、图好的网络拓扑结构图能恰当地表现设计者的意图好的网络拓扑结构图能恰当地表现设计者的意图。绘制网络拓扑图要注意以下几点：。绘制网络拓扑图要注意以下几点：（1）选择合适的图符来表示设备；）选择合适的图符来表示设备；（2）线对不能交叉、串接，非线对尽量避免交叉；）线对不能交叉、串接，非线对尽量避免交叉；（3）终接处及芯线避免断线、短路；）终接处及芯线避免断线、短路；（4）主要的设备名称和商家名称要加以注明；）主要的设备名称和商家名称要加以注明；（5）不同连接介质要使用不同的线型和颜色加以注明；）不同连接介质要使用不同的线型和颜色加以注明；（6）标明制图日期和制图人。）标明制图日期和制图人。拓扑结构拓扑结构设计设计P54绘制网络拓扑图可以使用微软公司的绘制网络拓扑图可以使用微软公司的visiovisio 2002 2002软件软件 3235 80/20规则 80/20规则是传统以太网设计必须要遵循的一个规则是传统以太网设计必须要遵循的一个原则。它表明一个网段数据流量的原则。它表明一个网段数据流量的80%是在该是在该网段内的本地通信，只有网段内的本地通信，只有20%的数据流量是发的数据流量是发往