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廣域基礎網(wǎng)絡架構的演進

網(wǎng)絡
廣域網(wǎng)在計算機網(wǎng)絡中起著舉足輕重的作用,是計算機局域網(wǎng)絡互連的橋梁。廣域網(wǎng)路由器不僅可以連通不同的網(wǎng)絡,還能選擇數(shù)據(jù)傳送的路徑,并能阻隔非法的訪問。早期的廣域網(wǎng)架構和功能需求比較簡單和直接,能為分散的局域網(wǎng)間通信提供線路和協(xié)議、接口翻譯即可。隨著企業(yè)信息化模型的成熟和IT技術的不斷發(fā)展,廣域網(wǎng)設計思路的架構模型也有了較大的發(fā)展。

【51CTO.com綜合報道】廣域網(wǎng)在計算機網(wǎng)絡中起著舉足輕重的作用,是計算機局域網(wǎng)絡互連的橋梁。廣域網(wǎng)路由器不僅可以連通不同的網(wǎng)絡,還能選擇數(shù)據(jù)傳送的路徑,并能阻隔非法的訪問。早期的廣域網(wǎng)架構和功能需求比較簡單和直接,能為分散的局域網(wǎng)間通信提供線路和協(xié)議、接口翻譯即可。隨著企業(yè)信息化模型的成熟和IT技術的不斷發(fā)展,廣域網(wǎng)設計思路的架構模型也有了較大的發(fā)展。

1、基礎拓撲架構的演進

企業(yè)廣域網(wǎng)拓撲由原來面向連通性的架構發(fā)展為面向業(yè)務的架構,網(wǎng)絡拓撲、路由協(xié)議、接口類型的選擇等都需要與具體的業(yè)務模型結合起來,根據(jù)業(yè)務提供更可靠、更高效、更具彈性的組網(wǎng)模型。

1.1、樹狀多層模型

樹狀多層模型是適應網(wǎng)絡連通性需求和應用服務器分散部署而自然形成的拓撲結構,網(wǎng)絡層次劃分通常與網(wǎng)絡各級的管理機構或服務器部署位置相對應,模型中以縱向和區(qū)域性業(yè)務流量交互為主。

圖1 樹狀多層廣域拓撲模型

樹狀多層模型的網(wǎng)絡結構可以覆蓋較大的區(qū)域和滿足較多的局域網(wǎng)接入需求,易于延伸和擴展,便于部署MPLS VPN等虛擬化技術,實現(xiàn)網(wǎng)絡的虛擬化,為不同業(yè)務/部門提供橫向隔離的業(yè)務通道。在較大規(guī)模的網(wǎng)絡中,分層的網(wǎng)絡管理方式可以簡化管理員的負擔。它是目前常用的廣域組網(wǎng)模型,典型應用行業(yè)包括政府、電力等。

根據(jù)業(yè)務模型的變化,樹狀多層組網(wǎng)模型分別演生出了兩個典型的廣域組網(wǎng)模型:一個是簡捷、高效的扁平化組網(wǎng)模型,另一個是可靠性、承載能力、彈性更強的承載平臺型組網(wǎng)模型。

1.2、扁平化組網(wǎng)模型

為了滿足企業(yè)資源整合、降低成本、提升效率的需求,應用系統(tǒng)大集中已經(jīng)成為目前企業(yè)信息化建設最主要的趨勢之一,其標志就是總部數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)。應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)大集中帶來了業(yè)務模型的顯著變化:業(yè)務流量由多點分支匯聚到總部一點,分支間幾無交互需求,并要求實行統(tǒng)一的業(yè)務和網(wǎng)絡管理。這樣,原來在樹狀多層模型中的匯聚節(jié)點在網(wǎng)絡層面蛻變?yōu)橹虚g路由點、在應用層面無服務器系統(tǒng)部署,所有客戶端需要訪問總部數(shù)據(jù)中心。網(wǎng)絡架構隨著業(yè)務的調整發(fā)生了改變,結構更精簡、訪問效率更高的扁平化組網(wǎng)模型走上前臺。

圖2 樹狀多層模型向扁平化模型的演進

扁平化組網(wǎng)模型結構簡捷,便于進行統(tǒng)一的管理和安全策略部署,降低對分支節(jié)點內部管理的技術要求,節(jié)點間鏈路與業(yè)務流量走向一致,網(wǎng)絡承載效率高。與前者一樣,同樣是目前常用的組網(wǎng)模式,典型應用行業(yè)包括金融、政府、企業(yè)、能源、電力等。

1.3、承載平臺組網(wǎng)模型

隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴張、分支單位的不斷增加,企業(yè)對網(wǎng)絡廣域互連的可靠性和彈性擴容能力提出了更高要求:網(wǎng)絡節(jié)點的接入與分拆對業(yè)務的影響要達到最小,區(qū)域網(wǎng)絡故障不影響核心網(wǎng)絡的穩(wěn)定性,多業(yè)務中心(數(shù)據(jù)中心、同城災備、異地災備)能夠平滑接入和業(yè)務上線,對復雜業(yè)務模型進行智能流量控制等。承載平臺型廣域組網(wǎng)模型能夠很好地滿足以上需求。

圖3 承載平臺型廣域拓撲模型

核心網(wǎng)絡平臺通常采用環(huán)網(wǎng)結構,為區(qū)域間、區(qū)域與數(shù)據(jù)中心的流量交互提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡平臺,各區(qū)域網(wǎng)絡通過區(qū)域中心的核心路由器接入核心網(wǎng)平臺,區(qū)域內的流量交互不占用核心平臺資源,區(qū)域間以及區(qū)域和數(shù)據(jù)中心的交互業(yè)務通過核心平臺交換。核心網(wǎng)絡平臺與區(qū)域網(wǎng)絡平臺劃分獨立的路由自治域,便于保持網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和業(yè)務路由策略控制。

在這種網(wǎng)絡結構下,區(qū)域內部的網(wǎng)絡調整或故障不會擴展到核心網(wǎng)絡和其它區(qū)域網(wǎng)絡,有效隔離了局部網(wǎng)絡震蕩對全網(wǎng)業(yè)務的影響。數(shù)據(jù)中心、同城災備、異地災備三中心通常是分期建設、分步上線提供服務;各中心建設完成后,作為與區(qū)域網(wǎng)絡類似的節(jié)點接入核心網(wǎng)、并向外發(fā)布業(yè)務路由即可為全網(wǎng)用戶提供服務,實現(xiàn)應用服務的快速部署。在大型重載廣域網(wǎng)絡中,用戶對各種業(yè)務流量的智能調度和QoS保證需求日趨強烈,需要通過對全局流量模型的分析,提供動態(tài)、智能的控制策略和調度方案,以達到主次分明、有序承載的目的。在部分網(wǎng)絡中,為滿足更高的可靠性和業(yè)務流量承載要求,核心網(wǎng)還會使用雙平面網(wǎng)絡結構擴充帶寬、提供網(wǎng)絡級備份。此模型典型應用行業(yè)包括超金融、能源、電力等。

2、網(wǎng)絡功能融合的演進

隨著用戶對網(wǎng)絡多業(yè)務承載能力需求的增強和網(wǎng)絡向IP化發(fā)展,更多廠商的路由器在繼續(xù)提供分組轉發(fā)功能的同時,也已開始提供更多的應用和服務功能,技術融合促進了路由器由基礎的分組轉發(fā)設備向多業(yè)務處理平臺發(fā)展。

網(wǎng)絡是為上層應用提供服務的。在面向應用的大趨勢下,伴隨著網(wǎng)絡技術在中間件、業(yè)務融合、應用交互、多平臺通信等領域的發(fā)展,當前的多業(yè)務路由器正逐漸發(fā)展成為多業(yè)務融合與開放的統(tǒng)一平臺,其架構也從L3的基礎網(wǎng)絡層向L4-L7應用融合層面演進。以傳統(tǒng)路由平臺為基礎,在實現(xiàn)融合各種智能業(yè)務和安全業(yè)務的前提下,逐步實現(xiàn)開放性架構,開始具備計算能力,使計算融入網(wǎng)絡,從而滿足開放、可管理、可增值的應用融合需求。

圖4 統(tǒng)一架構下的多功能融合

廣域路由網(wǎng)絡平臺功能的演進可以劃分成以下兩個階段:

第一階段,路由平臺上多業(yè)務功能、特性的集成。在這個階段,考慮的是如何根據(jù)業(yè)務需要,把業(yè)務承載所需要的網(wǎng)絡安全、應用優(yōu)化等功能集成到路由平臺上,把對業(yè)務的應用層處理與底層的數(shù)據(jù)轉發(fā)有機結合起來、以達到更好的效果,這也是多業(yè)務統(tǒng)一承載的要求。在廣域骨干網(wǎng)絡平臺拉通后,承載的業(yè)務種類越來越多,高速公路型的承載網(wǎng)絡已無法滿足需求,用戶迫切需要的是業(yè)務感知型網(wǎng)絡。如對即時通信業(yè)務的服務質量和實時性技術、廣域安全域控制的FW功能、業(yè)務應用識別和帶寬控制等的支持,已是多業(yè)務廣域承載平臺的必選項。

第二個階段,應用架構的開放與整合。在廣域承載平臺集成了各種必需的功能特性后,更高的應用需求隨之出現(xiàn),用戶希望在部署網(wǎng)絡設備時,能夠把第三方個性化的功能軟件產品集成到網(wǎng)絡設備上運行,如微軟安全與接入程序、McAfee(Web安全與入侵過濾)、Avaya(統(tǒng)一通信)、F5(應用交付控制與負載均衡)、Riverbed(WAN優(yōu)化)等,以提供更能滿足個性化要求的網(wǎng)絡。IT應用水平越高、對其依賴性越強的行業(yè),這類需求越強烈。過去,很多廠商都是有一個新功能就作一個新盒子,然而在網(wǎng)絡的每一處擺放數(shù)個不同的盒子是沒有道理的。因此,最佳的解決方案是把盡可能多的功能都融合至一臺設備中,根據(jù)其在網(wǎng)絡中位置的不同而發(fā)揮不同的作用才是合理的,這就是為什么會有越來越多的通用設備支持眾多功能的緣故。而應用架構的開放與整合無疑是向這個方向發(fā)展的更高層次,實現(xiàn)了基礎路由與高級功能在統(tǒng)一架構下的共存。

3、分支一體化架構的演進

企業(yè)設立分支結構的原因多種多樣:節(jié)省辦公場所成本、雇傭不同地區(qū)的員工、提供更出色的客戶服務等。隨著分支機構逐漸變成"迷你總部",企業(yè)決策活動正在向分支機構轉移。為了在這種業(yè)務模式下提高生產率,無論分支機構設在哪里,公司的規(guī)模有多大,分支機構的員工都需要一致的應用和最終用戶體驗。另外,分支機構的員工希望獲得與總部一致的服務,只有建立了可靠、穩(wěn)定、功能全面的網(wǎng)絡基礎設施,才能實現(xiàn)這些目標。

對于大型分支來說,網(wǎng)絡功能、架構、安全策略部署、管理等方面的要求與園區(qū)網(wǎng)基本一致,參考園區(qū)的設計方案進行部署即可。但對于中小型分支,情況就完全不同了,分支內用戶數(shù)少(通常小于50人)、連接總部帶寬資源有限、分支內無網(wǎng)管維護人員、功能要求全面但性能要求不高等,傳統(tǒng)園區(qū)網(wǎng)絡分層架構設計無法滿足中小型分支網(wǎng)絡架構的部署要求。受基礎拓撲架構演進和網(wǎng)絡功能的演進的影響,廣域網(wǎng)中小型分支的架構也向著一體化分支架構演進,如下圖所示。

一體化分支架構,也可以稱作“一個盒子的解決方案”,非常適合現(xiàn)代企業(yè)中小型分支應用。分支內部不再部署多層網(wǎng)絡設備,由一個盒子提供所有終端的接入,簡化網(wǎng)絡結構和管理。在功能上,由一個盒子提供分支所需要的路由、交換、防火墻、WLAN、應用優(yōu)化、流量分析、統(tǒng)一通信、3G等所有功能,為用戶提供集中的功能和策略控制點,減少分支部署投資、降低遠程IT支持成本、降低能耗和熱排放。

4、結束語

廣域拓撲架構、功能融合和分支一體化的發(fā)展演進是互相推動、共同發(fā)展的,用戶的需求和業(yè)務模式變遷是最大的驅動力。隨著云計算、虛擬化、應用服務架構的變化,廣域承載平臺也會在架構開放性、計算融合能力、虛擬化技術支持、智能流量調度等方面有更加長遠的發(fā)展。

責任編輯:林琳 來源: 51CTO.com
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