淺談路由網(wǎng)絡(luò)以及路由選擇技術(shù)應(yīng)用
出處:HIGHWAY 發(fā)布于:2011-08-29 21:29:53
我國路由行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也推動(dòng)了路由選擇技術(shù)的升級(jí)。目前,由于交換機(jī)的高性價(jià)比,靈活的結(jié)構(gòu)的方便的配置,使得交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位。下面我們主要分析了路由網(wǎng)絡(luò)和路由選擇技術(shù)的綜合應(yīng)用。
比如說,每個(gè)10Mbps受控交換機(jī)端口的成本為100美元,而在需要100Mbps的交換機(jī)里,價(jià)格就不得不考慮了。路由選擇技術(shù)并不真正按給每個(gè)端口分配一個(gè)用戶的方式來分段網(wǎng)絡(luò),每個(gè)路由器端口的成本至少是交換機(jī)端口的三四倍,因而管理負(fù)擔(dān)大得驚人。盡管用路由器分段的網(wǎng)絡(luò)只有TCP/IP通信量,但由于成本高,性能不高,子網(wǎng)太多,并且配置工作量大,所以很快就行不通了。
相比而言,交換機(jī)和集線器一樣,是即插即用設(shè)備。目前正在出現(xiàn)具有“自學(xué)”功能的路由選擇設(shè)備,采用所支持的協(xié)議自動(dòng)配置端口。
在缺省情況下,純交換網(wǎng)絡(luò)是平面網(wǎng)絡(luò)。如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的交換端口,網(wǎng)絡(luò)就很難發(fā)生爭用情況,即入站通信量與節(jié)點(diǎn)的出站通信量發(fā)生資源爭用,反之亦然。相比而言,在傳統(tǒng)的共享網(wǎng)段或者環(huán)里,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的吞吐量隨著節(jié)點(diǎn)的增多而下降,例如有25個(gè)節(jié)點(diǎn)的10BaseT網(wǎng)絡(luò)只能給每個(gè)節(jié)點(diǎn)平均提供400Kbps帶寬,而有交換端口的節(jié)點(diǎn)卻擁有10Mbps吞吐量。
一般被節(jié)點(diǎn)用于做廣告或者尋找目前未知的廣播技術(shù)可大大提供這種網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,而通常的單址廣播幀只能廣播到一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)和中間交換端口。自從網(wǎng)橋流行的那一天起,我們就知道我們實(shí)際上并不希望有數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的廣播域,因?yàn)閺V播風(fēng)暴無法預(yù)測且難以控制。
把平面網(wǎng)絡(luò)變成較小的廣播域,無異于使交換網(wǎng)絡(luò)變成一種豐富多彩的調(diào)色板。與其用路由器定義任意大小的子網(wǎng),倒不如用交換機(jī)建立VLAN
VLAN的管理
VLAN與交換網(wǎng)絡(luò)密不可分,但實(shí)施VLAN要重新定義管理環(huán)境。VLAN定義的邏輯域涉及網(wǎng)絡(luò)里的可能視圖,因而網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)可顯示IP圖像,有時(shí)還會(huì)顯示基于IPX的圖像。如果部署VLAN,其拓?fù)淇赡芘c上述視圖不匹配。當(dāng)VLAN部署完畢之后,你很可能對根據(jù)逐個(gè)VLAN監(jiān)視通信量并生成警報(bào)這一點(diǎn)感興趣。
IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。VLAN技術(shù)的出現(xiàn),使得管理員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求,把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域,每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站,與物理上形成的LAN有著相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分,而不是從物理上劃分,所以同一個(gè)VLAN內(nèi)的各個(gè)工作站沒有限制在同一個(gè)物理范圍中,即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。由VLAN的特點(diǎn)可知,一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中,從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
即使在單一供應(yīng)商VLAN里,網(wǎng)絡(luò)管理也是一種挑戰(zhàn),例如檢查VLAN對話要求管理軟件處理的統(tǒng)計(jì)信息不同于檢查常見的LAN或IP子網(wǎng)對話: RMON MIB和RMON-2 MIB分別提供確定LAN和子網(wǎng)信息的框架,而VLAN配置必須定義自己的MIB,或者配置如何根據(jù)其他MIB獲得上述信息。此外,為了提供連貫的VLAN行為特性圖,管理軟件要收集并合并來自多個(gè)RMON檢測器的數(shù)據(jù)。
如果上述問題很嚴(yán)重,就要考慮捕捉多交換機(jī)VALN數(shù)據(jù)的地方只限于中間交換機(jī)鏈路或者主干網(wǎng)。在大型網(wǎng)絡(luò)里,主干幾乎都在100Mbps以上,高速控制器的部署與常見VLAN不一樣,而且成本很高。
VLAN的配置
如果根據(jù)交換機(jī)端口定義VLAN,通常很容易用某種拖放軟件把一個(gè)或多個(gè)用戶分配到特定的VLAN。在非交換環(huán)境里,移動(dòng)、添加或更改操作很麻煩,有可能要改動(dòng)接線板上的跳線充一個(gè)集線器端口移動(dòng)到另一個(gè)端口。然而,改動(dòng)VLAN分配仍然要靠人工進(jìn)行:在大型網(wǎng)絡(luò)里,這樣做很費(fèi)時(shí),因而很多聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商鼓吹采用VLAN可以簡化移動(dòng)、添加和更改操作。
基于MAC地址的VLAN分配方案確實(shí)可使某些移動(dòng)、添加和更改操作自動(dòng)化。如果用戶根據(jù)MAC地址被分配到一個(gè)VLAN或多個(gè)VLAN,他們的計(jì)算機(jī)可以連接交換網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)端口,所有通信量均能正確無誤地到達(dá)目的地。顯然,管理員要進(jìn)行VLAN初始分配,但用戶移動(dòng)到不同的物理連接不需要在管理控制臺(tái)進(jìn)行人工干預(yù);例如有很多移動(dòng)用戶的站,他們并非總是連接同一端口,采用基于MAC地址的VLAN可避免很多麻煩。
傳統(tǒng)的Layer3技術(shù)怎么樣呢?這里離開VLAN近的是IP子網(wǎng):每個(gè)子網(wǎng)需要一個(gè)路由器端口,因?yàn)橥ㄐ帕恐荒芡ㄟ^一個(gè)路由器從一個(gè)子網(wǎng)移動(dòng)到另一個(gè)子網(wǎng)。由于IP32位地址提供的地址空間很有限,所以很難分配子網(wǎng)地址,還有看你是否熟悉二進(jìn)制算法。因此,在IP網(wǎng)絡(luò)里執(zhí)行移動(dòng)、添加和更改操作很困難,速度慢,容易出錯(cuò),而且費(fèi)用大。另外,在公司更換ISP或者采用新安全策略時(shí),可能有必要重新編號(hào)網(wǎng)絡(luò),這對于大型網(wǎng)絡(luò)來說是無法想像的。實(shí)際上,如果有人采用現(xiàn)有的有子網(wǎng)的路由IP網(wǎng)絡(luò),并根據(jù)IP地址訪問任意VLAN成員,路由選擇技術(shù)就可能會(huì)被不必要的通信量淹沒。
如果很多子網(wǎng)里都有VALN成員,常用的VLAN廣播必須通過路由技術(shù)才能達(dá)到所有成員。此外,糟糕的是廣域鏈路會(huì)生成額外廣播通信量;有WAN連接服務(wù)的VLAN成員數(shù)通常應(yīng)該保持在水平。實(shí)際上,基于Layer3地址的VLAN成員值有可能在增強(qiáng)和修改現(xiàn)有子網(wǎng)分布方面很有用,例如可通過一個(gè)全子網(wǎng)給VLAN添加兩個(gè)新節(jié)點(diǎn),或者可用兩個(gè)子網(wǎng)組成一個(gè)VLAN而無須重新編號(hào)。
Cabletron的SecureFast Virtual Networking Layer3交換技術(shù)采用路由服務(wù)器模型而不是傳統(tǒng)的路由選擇模型。個(gè)信息包傳送到路由服務(wù)器進(jìn)行常規(guī)路由計(jì)算,但交換機(jī)能記憶路徑,因而后續(xù)信息包可在Layer2交換,而無須查對路由表。由于有了基于純Layer3地址的VLAN,所以IP地址可以作為通用網(wǎng)絡(luò)ID,允許任何人連接任何數(shù)據(jù)鏈路,從而獲得全網(wǎng)絡(luò)訪問,大大簡化移動(dòng)、添加和更改任務(wù)。但是,還有其他方法解決IP子網(wǎng)引起的管理問題。DHCP(動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)已經(jīng)在連接時(shí)給用戶分配地址的其他技術(shù),都可用于解決上述問題。
VLAN的測試
傳統(tǒng)上,共享介質(zhì)如Ethernet沖突網(wǎng)段或者令牌環(huán),已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)管理的級(jí)別單元,連接網(wǎng)段或環(huán)任何地方的協(xié)議分析儀都可捕捉所以節(jié)點(diǎn)自己發(fā)生的所有對話。集線器的SNMP代理捕捉整個(gè)網(wǎng)段通信量,錯(cuò)誤和廣播統(tǒng)計(jì)信息。RMON檢測器(一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器或手持式故障排除設(shè)備)可檢測共享介質(zhì)發(fā)生的所有重大事件。這些設(shè)備提供測試手段即基本數(shù)據(jù)捕捉作業(yè),旨在有效管理網(wǎng)絡(luò)。
交換網(wǎng)絡(luò)必須裝備類似的工具。網(wǎng)絡(luò)數(shù)或者環(huán)數(shù)成倍增加,因而必備的設(shè)備也相應(yīng)地成倍增加。對于老式10BaseT來說,大多數(shù)獨(dú)立RMON檢測器的價(jià)格比較昂貴。
同時(shí),任何網(wǎng)段的通信量都可能只有一個(gè)源和一個(gè)目的地,使問題分析變得很困難。即使是很簡單的問題,如觀察廣播是否正確無誤地傳送到VLAN成員,而不傳送到其他節(jié)點(diǎn),也要把協(xié)議分析儀和一個(gè)三端口中繼器連接到VLAN的每個(gè)網(wǎng)段上。
但情況并非很糟糕。常用的連接部件如NIC,連接器,電纜和端口可用以前的方法測試,它們并不受交換結(jié)構(gòu)的影響。服務(wù)器,路由器,打印機(jī)和工作站發(fā)生的問題可能會(huì)很難解決。如何路由器采用NetBIOS橋結(jié)VLAN不當(dāng),可以從VLAN里的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)診斷出來。其他問題如沖突,應(yīng)該可以消除掉,因?yàn)榻橘|(zhì)不再是共享介質(zhì),或者共享程度不象以前那么高。
針對交換網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備不足的問題,交換機(jī)供應(yīng)商做了很多工作。很多交換機(jī)都可配置一個(gè)監(jiān)視端口,以便連接協(xié)議分析儀或者其他監(jiān)視器。在有的交換機(jī)里,可以配置監(jiān)視端口檢查任何兩個(gè)端口之間的通信量。在少數(shù)基于底板的交換機(jī)里,監(jiān)視端口可用于捕捉交換機(jī)傳送的所有通信量。這些監(jiān)視工作可以通過神奇的電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn),而不影響交換機(jī)的性能,如果你的交換機(jī)沒有監(jiān)視端口,并且每個(gè)端口都沒有RMON,就不能執(zhí)行監(jiān)視作業(yè),即使可以執(zhí)行也很難且代價(jià)昂貴。因此購買交換機(jī)必須考慮它有沒有監(jiān)視端口。
另外,很多交換機(jī)供應(yīng)商還為每個(gè)端口配備了RMON代理。如果基本的交換機(jī)硬件沒有集成RMON設(shè)備,它不會(huì)削弱系統(tǒng)的總體性能
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