2017年xxX区政府计算机办公网络设计方案
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网络技术，在支持多媒体技术的应用上可以提供很好的网络质量和服务。 异步传输模式（ATM） ATM作为一种全新的交换技术，有其明显的优越性。ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，采用定长的53字节的小的帧格式，其中48个字节为信息的有效负荷，另有5个字节为信元头部。对于有效负荷在中间节点不作检验，信息的校验在通信的末端设备中进行，以保证高的传输速率和低的时延。 ATM最初是为了在公共网内使用而设计的，但现在已成了专用网发展的中心，并已经走出实验阶段大量进入市场，这个转变要归功于ATM论坛等组织的努力。ATM论坛的迅速发展真实地表明了人们对ATM兴趣的增长。现在ATM论坛已经吸引了来自公用和专用网以及计算机工业的700余家公司参加，领导着众多先进客户机构、电信服务提供商和独立软件厂商。 在广域网、城域网和公用网内，ATM正在被主要采用，因为它既能够将多种服务多路复用到一种基础设施上，满足功能越来越强的台式机对带宽不断增长的需求，又能提供虚拟LAN和多媒体等新的网络服务。 但是，ATM技术也有其缺点。首先是标准还没有完全制定完成，很多重要标准还在修正之中，这就影响了ATM技术的推广，尤其是在局域网领域内。其次，ATM技术目前主要应用是在专用网络和核心网络的范围内，而延展到外围和用户端均仍采用传统的网络技术(以太网、快速以太网、令牌环网等)，这就使得在ATM网络和传统网络之间要建立一个中间的衔接层，这是一种在ATM信元与传统网络的帧结构之间相互转换的技术，如Classic IP和ATM LANE等技术，这种技术的优点是可以把传统网络接入到ATM网络中，但缺点是带来了很大的资源开销，这在很大程度上增加了ATM网络的复杂性并且降低了网络的总体性能。另外，目前的大部分网络应用主要是基于IP网络的应用，直接针对ATM信元的应用很少，这在很大程度上也增加了ATM网络使用和管理的复杂性。 千兆位以太网技术（Gigabit Ethernet） 千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gbps的带宽。千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同时比较简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。 千兆以太网是相当成功的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网连接标准的扩展。现在千兆位以太网成熟的标准为IEEE 802.3z，IEEE 802.3z的目标是： 使用IEEE 802.3帧格式； 可以使用全双工和半双工； 共享模式下仍使用CSMA/CD； 对安装介质的向后兼容； 传输速度比快速以太网提高十倍，比以太网提高一百倍。 千兆以太网通过载波扩展（Carrier Extension）、采用带中继、交换功能的网络设备以及多种激光器和光纤将连接距离扩展到从500米至3000米。如采用1300nm激光器和50um的多模光纤传输距离可以达到3km。现在，某些厂家的交换机上的千兆以太网接口还支持Long Haul(LH)的标准，采用光纤可以支持高达60Km的传输距离。 千兆位以太网能够提供更高的带宽，并且成为有强大伸缩性的以太网家族的第三个成员。利用交换机或路由器可以与现有低速的以太网用户和设备连接起来，因为千兆位以太网的帧格式和帧尺寸大小等都与所有以太网技术相同，不需要对网络做任何改变。这种升级方法使得千兆位以太网相对于其他高速网络技术而言，在经济和管理性能方面都是较好的选择。 在Intranet应用中，有很多新的应用需求不断出现，包括视频和音频。以前人们认为这些对时延要求高的应用只有在ATM这样的网络上才能实现，然而现在一些新技术（交换技术、视频压缩技术，如MPEG－2)、新协议（RTP、RTCP、RSVP等）和新标准（如802.1Q、802.1p等）的出现使得在局域网中千兆位以太网也可以极好地支持视频和音频等多媒体数据应用。 千兆位以太网的设计非常灵活，几乎对网络结构没有限制，可以是交换式、共享式的或基于路由器的。现在正在应用的网络互连技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，都与千兆位以太网完全兼容。千兆位以太网可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。千兆位以太网支持新的交换机之间或交换机－工作站之间全双工的连接模式，同时也支持半双工连接模式以便与基于CSMA/CD存取方式的共享集线器连接。 千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆。目前，千兆以太网支持多模光纤、多模光纤和同轴电缆，支持5类非屏蔽双绞线(UTP)的标准正在制定中。 下表列出了千兆以太网现在支持的距离标准。 标 准 名 称 媒 质 传 输 距 离 1000B
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ase-SX波长850nm 62.5微米多模光纤50微米多模光纤 275米550米 1000Base-LX波长1300nm 62.5微米多模光纤50微米多模光纤9微米或10微米多模光纤 275米550米5公里 1000Base-CX 同轴电缆对 25米 1000Base-T 4对5类双绞线 100米 千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同，使用千兆以太网，主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得容易了。 千兆以太网技术的优点： 技术简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。 便于升级，从现有的传统以太网和快速以太网可以平滑地过渡到千兆以太网，并不需要掌握新的配置、管理与排除故障技术； 网络投资可以得到保护，无需对用户进行再培训，也无需为额外的网络协议进行投资； 千兆以太网有良好的互操作性，并具有向后兼容性； 端口价格相对较低； 可以提供10倍于快速以太网的传输速度。 千兆位以太网与ATM比较 千兆位以太网 ATM 标准 IEEE802.z 尽管已有多项标准出台，但由于ATM技术的复杂性，标准的制定仍在进行中，需要时间完善 带宽 1000Mbps 155Mbps或622Mbps 竞争能力，厂 家提交的交换机数目，各 种NIC服务 几十家，成为技术型公司的新增长点 主要有十几家 媒质支持 STP，UTP5，多模光纤，多模光纤 ATM-622M 及更高速的只在 光纤上运行 学习曲线，技术的复杂性 容易 复杂，较难学习 与现存的各 种数据应用 程序及网络 的兼容性 无需作任何改动 与现有的LAN协同工作 技术复杂且效率低 Qos保证不同类型应用 RSVP，RTP，RTCP，802.1p等新的技术协议以及在IP优先级方面的一系列技术 在LANE的情况下，需要SVCs或IETF正在制定的RSVP的复杂映射来解决 多厂家产品 的互操作性 基于标准的互联 高层的互操作性，如交换机到交换机信令，经过ATM的多协议仍无保证，标准还在改进 VLAN的支持 与快速以太网一致，但同样的 VLAN连接与组成标准能容易地覆盖以太网快速以太网及千兆位以太网 能映像基于LAN的发布领域，而与ATM的可互操作性是既枯燥又复杂的 总之，千兆以太网络比ATM网络在XXX区政府办公网骨干网络的发展更具有生命力，更加的物美价廉。 2、网络技术选型结论 综上所述，在选择XXX区政府办公网网络技术时应该考虑如下： 1、长远来看如何保护现有投资。保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。如果在现有技术不能合理保证在将来网络升级后还能够使用，那么将会带来极大的资金浪费。从目前的趋势来看，采用千兆以太网技术是最适宜的。 2、性能价格比。以太网，快速以太网，千兆以太网和ATM网三者性能状况由低到高，但是价格也是由低到高的。在建设XXX区政府办公网网络时要充分考虑到办公的资金有效使用，选择适用的网络技术是关键，因此选择华为网络产品实现是最佳选择。目前满眼看到的是国外的技术和产品，无形中增加了网络造价成本，这也给网络的普及带来一定障碍。 3、售后服务：XXX区政府办公网网络的使用，从以往经验来看，售后服务问题比较突出。有很大部分国内外产品目前无法实现良好的售前、售后服务的支持，换修时间一般在3个月到6个月。华为网络强大的售后服务体系可保证全国范围内72小时响应，沈阳等一级城市可实现24小时响应； 在XXX区政府办公网网络建设中，在主干以及接入层的交换设备选择上，我们采用华为支持千兆以太网技术的交换机充当。 二、网络总体结构设计 （一）网络需求特点 ●以千兆交换设备构建主干，实现百兆交换到桌面，主干要求支持第三层交换技术； ●具有良好的可扩展性，并且要便于网络管理员进行日常维护； ●部门之间划分虚拟子网（VLAN），保证网络内部数据的安全，并降低主干数据量的压力; ●控制服务的优先级和质量，可以根据特定的地址、协议来划分优先级，满足重要应用的带宽需求。 ●多种路由协议支持。 ●支持多点组播。 ●室外采用多模光纤布线方式，选用多模四芯光纤，采用架空布线的方式敷设。 ●室内布线材料选用超五类非屏蔽双绞线，合理安排配线间位置，尽量避免传输距离超长情况的发生。 （二）网络总体结构 从逻辑上，整个网络络可分为核心层和接入层，每层都有其特点。 层次化设计的优点可以总结为如下几点： 可扩展性：因为网络可模块化增长而不会遇到问题； 简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障 排除更容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题； 设计的灵活性：使网络容易升级到
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最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境。 可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。 基于对于XXX区政府办公网结构的研究，结合用户的应用需求，我们设计设置一个配线间作为整个系统的网管中心，其他各楼通过千兆多模或单模光纤连接到核心交换机。实现主干链路的冗余和数据流量的均衡分布。即，由用户接入层华为LS-2403H交换机来完成数据包的解析和计算，由交换机来完成同一网段内的数据包转发，来完成不同网段VLAN之间的数据转发，整个网络数据流向合理。并可以通过核心层的链路冗余和设备冗余，实现了数据的快速转发和全网的链路冗余（生成树Spanning Tree），排除了单一故障点，保证了网络应用的安全稳定。 三、网络设备配置 （一）设备选型原则 从逻辑上，整个XXX区政府办公网网络络可分为核心层、接入层，每层都有其特点。总结为如下几点： 可扩展性：方案中设计思路保证了网络可模块化增长，在以后的网络扩容不会遇到问题。依据大型网多中心网络为核心的设计思路，保证将来XXX区政府办公网网络的扩展和与现有设备的无缝升级。 简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障 排除更容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题。 设计的灵活性：使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会 对其他层次造成影响，无需改变整个环境。 可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。 （二）核心层设备 由于XXX区政府办公网网络发展规模较大，未来需提供多媒体办公、办公自动化、图书资料检索、远程互联、视频会议等复杂的网络应用，为便于管理，我们建议选用的交换机作为网络组建交换设备。选用1台华为LS-3526交换机作为主干交换机实现1000M做主干100M到桌面的需求。 LS-3526系列交换机支持堆叠技术，将来扩充端口极为灵活方便，不必改变原有网络的任何配置。通过增加堆叠交换机数量或做Port Trunking(端口干路)两种办法均可扩充网络规模；并且实现了本地化交换，改善了整个网络，使整个网络的性能发生了质的变化。选用千兆光纤模块，与主干上联，实现主干的千兆传输。LS-3526系列交换机支持网管和堆叠，可以很容易地根据需要，通过堆叠扩充端口数量。另外，LS-3526系列交换机建立在一个功能强大且绝对无阻塞的32G交换背板上，可以保证堆叠中的所有端口间实现无阻塞的线速交换。 此外，LS-35266交换机，在安装千兆光纤模块的同时，还可以安装百兆光纤模块，完全可以适应现在或将来的楼内光纤布线，灵活性很强。 高可靠性的新一代以太网交换机－Quidway S3500/3000系列 概述 随着互联网和数据通信业务的迅猛发展，人们的工作、学习、生活已经越来越依赖于网络和通讯。网络设备的可靠工作与否已经越来越与人们的正常的生产、生活秩序息息相关。作为网络数据通信的核心设备之一——以太网交换机设备来说，在面临着越来越多的数据处理量需求的同时，人们也对其提出了不断增强可靠性、提高设备无故障运行时间的要求。正因如此，华为3Com公司的Quidway S3500/3000系列高性能以太网交换机以高可靠性、高可用性作为产品的设计目标，通过硬件、软件设计上采取各种措施，提供了多种高可靠性的系统方案。 冗余电源 Quidway S3500/3000系列以太网交换机提供了RPS电源备份接口，可以对设备提供一对一的电源备份和保护，也可以以一路直流电源对多台支持RPS接口的设备进行备份和保护。 生成树（STP/RSTP/MSTP） Quidway S3500/3000系列以太网交换机支持STP/RSTP/MSTP生成树协议。 生成树协议主要用来建立和维护局域网的拓扑，消除循环连接导致的网络广播风暴，并且提供网络的拓扑的冗余备份功能，平时作为备份的路径被阻塞，当主用路径网络设备出现故障时，能够及时调整端口状态，调整网络拓扑。 生成树协议的工作原理：网络中的桥接设备根据设定的优先值和MAC地址，确定最优先的设备为网络的根桥，根桥向外定时发送Config BPDU报文，每个收到该报文的交换机将报文内容根据自身的配置和所掌握的网络拓扑结构进行更新下发到其他端口，当一个交换机从两个或两个以上端口接收到Config BPDU的时候就表明网络中存在循环，保留其中一个端口为转发状态，设置其余端口为阻塞状态。 除了支持传统的生成树协议外，Quidway S3500/3000系列以太网交换机还支持IEEE 802.1w快速生成树协议(RSTP)，以及802.1s多生成树协议（MSTP）。快速生成树协议是生成树协议的改进，在原有功能的基础上提高了网络保护的性能。传统生成树倒换
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