双核心交换机技术（精选7篇）
双核心交换机技术 篇1
软交换的诞生是为了更好服务用户, 使网络及其发展更趋于科学、合理, 提高网络综合运营效益。从传输中将呼叫控制功能分离出来, 并通过管理控制、信令互通、呼叫选路路等等服服务务器器上上的的软软件件将将其其基基本本控控制制功功能能发发挥出来, 这就是软交换的基本概念。软交换基于IP电话, 其技术设计思想主要在于控制分离与承载, 通过标准协议, 各个实体之间进行通信和互联的往来。我们今天所要探讨的是软交换技术在结合了3个网络之后, 从3网络的应用中找到科学、合理的管理数据交换的方式, 以便实现大流量多媒体通信数据的传输。为便于控制各种各样的接入设备, 软交换能够支持诸多协议, 最大限度发挥通信网络的作用, 并保护用户投资。以提供新的综合网络业务, 并更好地兼顾通信网络。网络中核心控制设备就是软交换控制设备, 它的具体功能有:应用支持系统功能、互通互联功能、业务接口提供功能、接入协议适配功能、处理控制功能等等。
1 软交换技术
2 在3G网络中, 软交换技术的应用
3 3G核心网组网设计
4 软件换应用于3G核心网容灾的设计
在此, 将介绍有信令网关的软交换容灾方式与无信令网关的软交换容灾方式。
4.1 有信令网关的软交换
可在网络中配置可互为主备用的点码SS1与SS2, 所有TG的容量之和与每个软交换的配置容量都达到全网负载标准。百分之五十的TG、AG由SS1和SS2分别控制, 通过网关系统, 各个软交换中配置的用户数据可实现数据的同步。为了有助于扩容软交换容灾方式, 可设置集中数据库, 并伴有路由和容灾功能。在其接入部分, AG和TG可设置备用交换与主用交换, 采取双归属的措施。通过心跳机制, TG/AG可对软交换的状态进行检测, 备用软交换可在主软交换不可用时, 进行注册。SG采用的工作方式, 且支持M3UA协议。在正常的情况下, 与SS建立多条欧联, 备用欧联为非激活, 而主用欧联为激活。在现实操作中, 任意容灾设计方案都可用于以软交换为基础的3G核心网的容灾网络设计。在具体运用时, 须结合具体相关参数及网络环境来进行方案的设计。
4.2 无信令网关软交换
在网络中, 配置SS1和SS2两个软交换点码, 且互为主备用, 且所有TG的容量之和与每个软交换的配置容量均达到了全网负载标准。在正常情况下, 百分之五十的TG和AG由SS1和SS2分别控制。通过网关系统, 两个软交换中配置的所有用户数据实现数据的同步。为扩容软交换容灾方式, 设置集中数据库, 软交换之间具有路由与容灾功能。在接入部分, AG/TG设置备用软交换和主要软交换, 同样采取了双归属方式。通过心跳机制, TG/AG对软交换状态进行检测, 备用软交换可在主软交换不能用时进行注册。
5 结束语
中国的运营商如何以最稳定、最安全、最有效、最经济的网络建设方式来迎接3G发展的大挑战是关键, 只有在竞争激励的市场中提升自身竞争力, 才能为用户提供最优质、最丰富、最高速的3G通信服务, 同时也是网络运营商最关注的问题。3G网络中应用软交换技术, 可快速推进3G网络数据通信的应用。
摘要：在现代网络建设中, 软交换技术的应用越来越得到广泛应用。文章对软交换技术的实现原理进行了分析, 并对3核心网络组网方式进行了探讨。在3网络中, 应用软交换技术展开研究。
关键词：设计,3G网络,软交换
参考文献
[1]曹爱霞, 武伟, 钟佩思, 徐永杰, 曹传剑.基于3G技术的数控机床远程监测系统的设计[J].价值工程, 2011 (12) .
[2]刘云, 范科峰, 张素兵, 莫玮, 沈玉龙.一种改进的WLAN-3G融合网络认证协议[J].电子学报, 2010 (2) .
[3]刘龙申, 沈明霞, 孙玉文, 陆明洲, 熊迎军.基于FPGA的农田图像采集与3G无线传输系统设计[J].农业机械学报, 2011 (12) .
[4]刘琪, 袁坚, 山秀明, 苏伟, 张宏科.3G/WLAN网络中基于终端移动与业务认知的动态负载均衡机制[J].计算机学报, 2010 (9) .
双核心交换机技术 篇2
真正意义的下一代网既需要智能端点业务的创新繁荣，又需要其系统可规模经营管理。下一代网的网络架构体系讨论的难点正在于如何综合平衡考虑多种技术。笔者以为，就目前的技术成熟和发展来看。
基于ITU-H.323协议、IETF-SIP协议和MGCP/H.248协议的软交换机都是IP电话和下一代网的实现手段。这三种技术各有区别和特长，需要相辅相成，只有采用融合三种技术的网络架构体系和实现手段，才为上策。
下一代网中最普及和最基本的IP电话业务的接入及汇聚节点主要依赖MGCP/H248协议为特征的软交换机技术;下一代网中的多媒体和端到端的融合业务可能主要依赖于ITU-H.323协议和IETF-SIP协议技术;
下一代网络架构体系更是得由H.323和SIP网络体系来决定。事实上，正如许多学者早已指出的那样，软交换机技术也可以看成在H.323和SIP体系下，智能网关分解的结果。这样，三种技术融合的网络架构体系或许就更加清楚了。
大规模地实施具备下一代网体系架构特征的IP电话网并使之具备扩展性、可靠性和可运营性是迈向下一代网演进的重要一环。不仅下一代网需要包括软交换机技术、H.323技术和SIP技术等三种技术相融合的IP电话网络体系架构的商业实践，许多与下一代网的运营管理相关的其它问题也都需要通过IP电话网络的运营实施来验证。
所以国内电信运营商按照商业和市场的需求首先建设分布结构的IP电话网络，积极开展IP电话业务以验证下一代网的可运营性和可管理性是非常及时和必要的。实践证明，国内电信运营商在过去的几年中有关IP电话各种技术的探索和运营所作的努力与贡献是迈向下一代网目标演进过程中最具有里程碑意义的。
这一体系结构是建立在分布式信号呼叫处理体系结构之上的，它以分布式执行呼叫控制功能，从而地一步改善了呼叫处理性能，
该体系结构将信号消息直接由入口模块送往饿模块。
从而消除了控制模块的瓶颈并允许系统灵活地执行一大批内部控制功能。当然，智能较弱的模块只能简单地通过控制模块为呼叫请求询问路由信息，智能较强的接口模块则可以响应以ATM交换机为目的地的呼叫请求。
控制模块只有当目的地在网络的其他ATM交换机时才被使用，这一体系结构还考虑到多数呼叫请求并不咨询路由协议这一特点。分布式呼叫控制处理体系结构可以大大改善系统的可缩性，其代价则是分布式控制要求对系统中的呼叫控制器件进行极为复杂的管理，因而比分布式信号处理更加难以实现。
此外，由于控制模块继续保留系统的源信息，接口模块必须随时向控制模块报告有关局部资源信息的决定，这也限制了呼叫处理性能的进一步提高。分布式呼叫控制体系结构的呼叫处理能力可达每秒500-1000次，适合在企业或ATM交换机中使用。
将路径选择工作分配给接口模块可以进一步提高系统的性能，因此，控制模块仅用于路由协议布局的交换。在每一次布局更新时，控制模块负责更新由接口模块维护的布局数据库的数据，路由决定器件则负责为给定的呼叫请求进行复杂的路径计算工作。
布局更新通常是周期地进行或是只有当发生重大变化才进行，这些更新所带来的工作量并不大。此外，布局聚合技术还可使路由协议扩充到更大的网络。在这一体系结构下，控制模块已不再处理路径控制工作，分布式路由体系结构的呼叫能力可达每秒1000次，是WAN中核心或ATM交换机理想的选择。
为实现分布式路由呼叫体系结构，贝尔实验室的研究人员用朗讯科技的ATLANTA芯片组成交换硬件，此外，他们还使用了支持ABR业务控制的ERM器件，其交换机由交换矩阵模块、接口模块和控制模块组成，这一技术正在开发研制中，深信该项技术必将是下一代网络的一种主要呼叫体系结构。
应用于云计算的核心交换机 篇3
业务从云传递到端
H3C研发副总裁尤学军介绍，S10500创造了3项业界“首发”：业内首款支持多级交换架构的多业务核心交换机；首款支持四框虚拟化的核心交换机；首款支持线速40G接口的核心交换机。它采用了独立的多级交换并发的转发架构以及全分布式的多引擎控制架构，可通过H3C专利的 IRF2（第二代智能弹性架构）技术，将4台独立的核心交换机虚拟化为1台统一的逻辑设备，并同时支持40GE和100GE以太网标准，在单槽位即可支持48个10GE接口的全线速转发。此外，S10500还采用OAA（开放应用架构）的设计理念，集IPv4/IPv6转发、MPLS VPN、应用安全、应用优化、WLAN、EPON、网络流量分析等为一体，成为业界最全的一体化业务平台。“这些都使S10500跨越所有同类设备，成为当前最具竞争力的产品。”他说。
两年前，H3C公司曾经高调发布定位在云计算数据中心核心的S12500交换机，那么，这两款交换机在应用和定位上有何区别呢？
尤学军介绍，在云计算网络中，它们的定位完全不同。简单来说，S12500主要连接数据中心内部服务器群；而 S10500主要承载云与终端间的连接，负责将云数据中心运算的结果或者服务高质量地传递到客户终端、公有云的用户或私有云的终端用户。
H3C网络产品线副总裁孙德和介绍，S10500发布后，H3C进一步完善了云计算网络交换解决方案。
将企业网推向40G
“与S12500不同的是，S10500还能应用在企业网和广域网中。”尤学军介绍。
“目前，H3C对交换机市场进行了一个划分：一个是新兴的云计算数据中心市场，比如一些新兴的互联网公司，起步很高，很快过渡到云计算数据中心；另一块是传统的企业网交换机市场，如校园网、企业网等，这是更大的市场，也是目前H3C的主流市场。”孙德和介绍。S10500在这两个领域都有用途。
“随着万兆设备成本飞速下降，整个网络的速度将得到极大提升，到2011年下半年，40G必将成为主流，整个网络核心都将向100G演进，这要求核心交换设备有一个质的飞跃，而传统的交换架构无法扩展，需要一个新的交换架构，S10500正是这样一款将网络推向40G并向100G发展的核心设备，它最多可带576个万兆节点，同时可将它的云特性带到企业网中，让企业网进入‘云READY’状态，可谓意义重大。”他说。
双核心交换机技术 篇4
1 本课程实验环境和授课方式的独特性
本课程对实验环境和条件要求较高,配套实验室要求具备以下条件:足量可网管交换机和路由器设备、网络实验软件平台和服务器、足量学生实验微机,以及教师多媒体教学系统。为了便于实验资源的利用,实验室往往会按照一个机柜的网络硬件设备对应一个多台微机围合实验台的方案进行布局。学院采用的具体方案是为每个六角形实验台配备六台双网卡微机。每台微机均可通过网络实验平台配置所有机架的网络设备,并可连线及测试一组机柜上的六台网络设备。实验环境的独特性成为学生分组的良好条件。实验环境如图1所示。
同时,本课程授课讲练结合,学生操作设备时间相对一致且集中,会产生设备资源不足的问题,要求教师对实验任务的安排必须考虑到同一实验台内的多名学生分工合作和轮流使用的问题。《核心路由交换技术》课程讲练结合的授课方式和设备分组、任务分工的实验环境,使得分组教学在教学过程中将得到天然的运用。
2 问题驱动教学的引导方法
经过调查发现,目前市面上有关路由交换技术的书籍已有不少,其特点是大多面向认证,作为技术手册可以对有一定实际操作基础的读者进行职业技能的提升。但是这类书籍也存在着固有的缺点,通篇代码的实验命令往往与网络原理联系不够紧密。如果直接用作为高校教材,偏重技术而轻原理,很难让学生主动进行深层次的思考,从而忽略网络现象的本质,达不到培养目标。学院开设《核心路由交换技术》课程的四年来,从学院的实际情况出发,根据培养目标、授课对象以及实验环境的不同要求,自编了一套实验教程作为教材使用,并在教学过程中实践了问题驱动教学方法。
“问题驱动教学法”就是根据教学内容的需要,精心设计问题,以问题为导向,让学生带着问题去学习,处于不断探索的情境之中,极大地激发学生的学习兴趣,调动学习的积极性,培养学习能力。问题驱动法强调学生独立探索、亲自完成问题的全过程,以培养学生用探究式学习方法获取知识与技能的能力以及与他人合作的能力。作为教师在教学设计时应考虑以难度适中的问题为引导,充分调动学生的主动性,激发学生的求知欲望,用问题来驱动学生的学习过程。下面以“交换机划分vlan实验”教学中某步骤为例来说明此过程。
教师讲解清楚删除vlan的命令之后,要求小组进行实践来解决教师提出的两个问题。学生可以通过show vlan命令对比查看删除动作前后端口所属vlan的不同情况,可比较直观地得到以下初步结论。
教师对学生的结论作出评价,进一步总结删除操作的注意事项。
从授课效果来看,由于学生先自己动手实验得到现象,从中总结出的注意事项更容易被理解和掌握。本节课的问题设置主要考虑到,虽然删除操作很容易掌握,但是常见失误和错误也很容易发生,了解错误可以帮助学生在以后的配置过程中避免出现类似情况。教学设计要有问题意识,有效的教学设计要突出以问题为主导的,有效的课堂教学要突出以学生为主体,从而达到举一反三的效果。
3 分组实验的组织形式
所谓分组教学形式,就是通过将班级暂时划分为更多的工作组来形成小组,一起按照老师所安排的或者学生自己加工的主题工作,并将工作结果在稍后的全班的课堂阶段报告。其核心部分是小组工作,是指学习小组所要完成的、目标确定的工作任务。在小组工作中,小组成员间进行语言沟通并相互影响。
教师在课程开始时,从学生动手能力、性格气质、性别、专业课成绩等多方面考虑,根据“组内异质、组间同质”的原则分组。将全班学生划分出若干个实验组,每组4至6人,并安排各组的座次表。小组内设置组长1名,由组内推选出操作能力、沟通能力较强者胜任,或者教师参考上述因素指派。组长负责实验任务的划分、设备使用权的协调和实验结果的统计。教师将分组教学的方式和要求与向全体学生传达,带领学生逐渐适应该模式,鼓励学生更具独立性地思考、感受和行动。通过在小组中协同工作,促进学生合作沟通的能力;通过释放学生的想象力,诱发出学生创造力。
以“三层交换机实现vlan间通信实验”(图2)教学过程为例来说明此过程。
1)教师在详细讲解“三层交换机配置虚拟接口的命令”之后,将任务下发到每个小组,该实验任务是使用两台交换机分别划分三个vlan,得到隔离广播域的效果,并在三层交换机上实现不同vlan间通信。
2)教师告知各组组长,本实验需要三轮才能让六人组全部成员做完。组内成员随时可以交流讨论。
3)组长首先到分配角色,六台微机都充当测试PC(需分配IP),并分配其中两名同学A、B各申请一台二层和三层交换机。
4)同学A、B需根据本组实际情况对所需设备进行物理连线,在拓扑图上标记实际设备名和相应端口号。
5)教师巡视检查每一组的实际拓扑图与连线的正确定,分组给出修改意见。
6)申请二层交换机的A同学划分vlan、配置trunk;申请三层交换机的B同学要额外完成虚拟接口IP地址配置步骤。
7)同学A、B配置完成后,全组六台微机使用ping命令测试互相的连通性即可。实验成功结束后,组长验收并记录A、B实验通过,并分配设备如何轮换。
8)在此期间未能分到设备的同学使用模拟器软件搭建拓扑进行实验,并配合A、B进行测试。全组完成后可以要求教师验收。
从实验效果来看,分组教学形式相比于全班教学,学生能够更积极主动地表达自己的观点,学生能够不受严肃的课堂气氛的阻碍,能够发挥他们的好奇心和创造力。更重要的是,为了共同完成一个实验,组内成员更需要独立思考,积极合作沟通,认真协同行动,诱发出学生创造力。教师对各个小组的巡视了解,也更加全面直接地对答疑解惑,更好地把握教学重点难点和教学进度。
4 竞争考核的激励机制
作为一门实验课程的考核,它是评价学生学习效果和自己教学质量的标准,更重要的,它是一个激励体制,成为指导学生学习的方向和标准。本课程的考核分为三部分:平时实验成绩、考勤、期末上机考试。
其中考勤比重10%,期末上机考试比重约60%。严格考勤可以带动学生建立良好的班风,教师可以利用分组实验期间,教师巡视检查各组实验拓扑的时间进行不定时考勤。为了避免学生存在机会主义进行猜题、猜重点的现象,设计期末上机考试题目采用抽题考查,限时完成的方式。考题设计以综合运用多个知识点为宜,变化配置细节要求,建立抽题题库,防止泄题。
平时实验成绩,主要体现整个学期全部实验成绩的平均水平,建议比重30%。为了激励分组教学中每个人的积极性和责任感,教师采用竞争考核的方法对全组实验效果进行整体打分,可尝试采用随机抽取的方式验收实验操作,将评分结果当堂公布。采用随机抽取验收实验操作,主要是考虑到由于实验课程采用分组完成的方式,多人一组共同完成实验内容,往往存在一些学习态度不积极的学生,具有依赖心理而浑水摸鱼。采取随机抽取的验收方法可以在一定程度建立个人对小组的责任感。验收过程如下:
1)组内成员全部完成实验以后,可以要求教师验收小组的实验完成情况。
2)教师随机挑选某一个或某几个同学演示本次实验中的关键命令,并提问实验拓扑设计的细节问题。
3)依据被抽查学生的掌握程度,教师当堂给出本组本次的实验成绩(ABCD等级),优秀记为A;规定时间内没有通过教师验收的小组成绩记为D。
4)学期结束时统计某小组所有实验成绩,就是组内成员平时成绩的平均分。
以“制作双绞线实验”为例,教师要求每人用得到的四个水晶头完成一根交叉线和一根直连线。实验结束后统计各个小组的完成情况进行公布评比,完成数量较多的前3个小组才可以得到成绩A。后三组得到成绩D。期末时合计某组的历次实验评价全部为A的,可得平时实验成绩的满分。
这样竞争考核进行的差异化评价,会在小组之间迅速掀起竞争意识,组内成员建立集体荣誉感。小组荣誉感比较强的学生,还会主动总结课堂重难点分发给组内成员,提前做好实验的学生也会主动帮助组内其他同学解决疑难,以期全组更加顺利通过教师验收。对于个别总是拖小组后退的同学,可能因遭受组内埋怨而自暴自弃,教师应及时予以纠正、鼓励小组内的帮扶。
5 结束语
通过多年的网络实验教学实践,对于路由交换技术这样实践性强、实用性强的技术课程,必须加大实践教学环节,了解学生实际操作水平和分析能力,重视引导、实践和思考的过程。在增强学生参与实验的积极性和主动性、提高学生学习兴趣和自主学习的能力方面取得了较好的成效,学生互助、合作学习的意识确实逐步形成和增强。在实践中我们同样也在总结着不足,明确今后工作的目标,力争培养出基础扎实、有就业竞争力的网络人才。
摘要：作为计算机网络教学的实验环节,《核心路由交换技术》的授课往往面临着实践性强、教学内容和实践难以充分结合的挑战。为了提高计算机网络实验课程的教学水平和教学质量,提高学生参与实践的主动性,基于《核心路由交换技术》授课方式和实验环境的独特条件,提出了以“问题驱动教学”为引导方法,“分组实验”为组织形式,“竞争考核”为激励机制的教学改革措施,给出了教学案例的具体过程及效果分析。
关键词：教学改革,分组教学,问题驱动教学,计算机网络实验,核心路由交换技术
参考文献
[1]李倩.分组教学形式的模式研究[J].出国与就业,2011(01).
[2]杨靖,刘亮.实用网络技术配置指南[M].北京:希望电子,2006.
[3]汪双顶,徐江峰.计算机网络构建与管理[M].北京:高等教育出版社,2008.
[4]拉默尔(Lammle,T.L.),程代伟等.CCNA学习指南(中文第6版)[M].北京:电子工业出版社,2008.
移动软交换核心网容灾技术研究 篇5
关键词：移动软交换核心网,容灾技术,研究
移动核心网中融入软交换技术后, 有效的解决了现网中存在的不良问题。不过一旦受自然灾害、设备故障、认为操作失误等因素影响往往给业务的顺利开展造成较大影响。因此, 加强移动软交换核心网络容灾技术研究, 对确保移动软交换核心网稳定、可靠的运行具有积极的意义。
1 双归属容灾技术
在大本地网组网方案环境下, MSC Server管辖较多的用户数, 为提升工作可靠性及稳定性, 应注重网络级的容灾备份。双归属容灾技术实施的备份在信令层面, 因此耗费较少的传输资源。
双归属容灾技术指在类R4或R4组网架构环境中, 一个媒体网关 (MGW) 属于两个MSC Server, 无故障发生时媒体网关仅在一个MSC Server进行注册, 只有当其发生故障时才会转移到另个MSC Server上, 确保了服务的连续性。依据MSC Server数目可将双归属容灾方案分为N+1、1+1互助方案以及N+1、1+1备份方案。
1.1 N+1与1+1互助方案
N+1互助方案中包括N个MSC Server以及一个容灾MSC Server, 而且无故障发生时容灾MSC Server还负责本局业务的处理工作。同时, 对N个主用MSC Server数据加以备份, 方便故障发生时接管MSC Server继续提供服务。
1+1互助方案中不对MSC Server进行容灾与主用的区分。对任何一个MSC Server而言都是主用的, 同时对另外的MSC Server则由容灾之用。
1.2 N+1、1+1备份方案
N+1备份方案中MSC Server共N个, 而其冗余备份系统仅存为一个。其中前者处于激活状态, 后者为备份状态。
1+1备份方案中以主备方式工作的MSC Server共两套, 一个为保持备份状态, 另一个处于激活状态。
2 MSC Pool容灾技术
MSC Pool容灾技术与传统组网方式有所区别, 其能在核心节点位置处形成公共池组, 并依据不同实现域将其划分为SGSN Pool与MSC Pool功能。其中MSC Pool拥有多个MSC提供服务, 并以池组方式一起工作。
2.1 MSC Pool实现理论
MSC Pool的实现立足于多个原理之上, 如基本呼叫原理、容灾原理、负荷调整原理、切换原理。接下来, 对这些原理逐一进行分析。
基本呼叫原理由共包括7个步骤: (1) 因漫游MS首次在MSC Pool的服务区中出现, 在Pool并不存在与之对应的TMSI, 因此, 需经由BSC/MGW利用IMSI向软交换设备提供申请, 使其分配TMSI。 (2) 在NNSF节点利用专门的算法, 在充分参考负荷分担算法的基础上, 对配置数据进行查询, 以获得应分配的节点MSCn。 (3) BSC/MGW完成MS向MSCn中的接入。 (4) 在用户接入期间, MSCn会将TMSI分配给MS。当MS发起呼叫后, BSC依据NRI实现至MSCn的话务路由, 由MSCn对NRI进行核实, 并保持呼叫的持续性。 (5) MS进入到BSC2管辖区域之中时, 发出接入网络的重新请求。 (6) 利用NRI值由BSC/MGW负责相关配置的查询, 获得与NRI值相对应的节点为MSCn。 (7) BSC/MGW会实现将MS准确接入之前首次提供服务的MSCn。用户在Pool中可获得MSC-ST提供的持续服务, 有效的避免了MSC的更新操作, 使得网络负荷得以大大降低。
2.2 容灾原理
MSC Pool中的MSC-S一旦出现故障, 并被基站控制器识别后, 会将业务转移到其他MSC-S上, 以实现容灾目的。实际应容灾情况分为两类。
首先, MGW与MSC-S同时发生故障。BSC因连接MSC Pool中所有的MGW与MSC-S, 因此当MGW与MSC-S均发生故障时, 其他处于正常工作状态下的MGW与MSC-S可进行接管, 实现容灾。其次, MGW与MSC-S其中一个发生故障。MGW发生故障时为达到容错目标, BSC需连接较多的MGW, 因此其中一个出现故障, 可实现容灾。当MSC-S出现故障时不管NNSF由MGW/SG还是BSC代理, 均可实现容灾。
2.3 负荷调整原理
MSC Pool不仅能利用组网特殊性进行容灾, 而且还具有分担MSC Pool Area话务负荷的作用。当MS首次进入MSC Pool进行呼叫时, NNSF节点会利用负荷均衡算法选择MSC-S给MS, 并确保不同MSC-S负荷保持平衡。
2.4 切换原理
MSC Pool切换包括MSC Pool area的切入与切出, 以及MSC Pool内间的切换共3项内容。其中MSC Pool内间的切换只发生在MSC Pool内部, 因此不进行MSC-S的切换, 此种切换方法降低了局间切换, 使得用户通话质量得以大大提高。
MSC Pool area切入指处于MSC Pool之外的MSC-S可将处于内部的MSC-S配置当做切换的目标。同时, 为防止MSC-S上过于集中切换负荷, 将MSC单点故障的影响降到最低, 应进行数据规划配置操作, 将处于MSC Pool外的不同MSC-S切换目标配置为处于内部的MSC-S。
MSC Pool area切出时, 因MSC Pool area临近位置仅存在一个MSC服务, 池区内的MSC-S可实现至池区外相邻MSC-S的切换。
3 双归属与MSC Pool容灾的对比
由上述可知, 在核心网MSC Server上使用双归属与MSC Pool技术均可达到容灾目的, 确保核心网络运行的可靠性与安全性, 接下来对两种技术进行对比分析。
双归属容灾技术中的1+1备份模式中, 因故障发生后切换至备份MSC Server上需经过一段时间, 其间会引起业务中断。同时, 该种方式因需配备备份的MSC Server, 因此浪费资源较为严重, 增加网络成本。而且主、备份MSC Server服务器如处在相同机房中, 尽管节约了一定的网络配置, 但会降低容灾效果。双归属1+1互助模式中不仅需要对网元进行成对配置, 而且需预留一定资源, 闲置部分网元处理能力。另外, 该容灾方式网元配置数据难度较大。双归属N+1备份模式使得备用MSC Server配置减少, 但针对超过两个MSC Server的同时故障却无能无力。尽管这一现象出现机率较低, 但受社会、自然等因素影响两个以上MSC Server同时出现故障仍有发生的可能。因此, 在实际情况下, 当多个MSC Server服务共同发生故障时, 此种方式将不起作用。双归属N+1互助模式与N+1备份模式类似, 因使用一台MSC Server进行容灾的能力有限, 无法处理两个或以上的MSC Server故障。另外, 双归属方案中当主用和备份Server进行切换时, 容易导致主用Server相关数据的丢失, 而且呼叫与通话均会中断。
MSC Pool容灾技术中实现MSC Pool区域内MSC-S的实时容灾备份并不使用备份的MSC-S。同时, 一定程度上减少了信令流量, 使得网络容量有所增加, 不仅具备双归属优势, 而且更为先进。研究发现, 双归属方案在跨地域大本地网组网模式中较为适用, 可有效避免路由迂回。
如在特大城区或大城市用户较为密集, 当存在较多MSC Server时使用MSC Pool方案比较好。MSC Pool技术具有网络级冗余备份保障机制, 即便网络中某节点出现拥塞及故障, 可即时选择Pool中的其他节点进行代替。与双归属方式相比MSC Pool更加节省网络资源, 而且具备总体高话务防冲击能力。另外, MSC Pool还具有以下优点:均衡负载。分析当前网络情况, 不同机房MSC处理的话务量均衡性较差, 将MSC Pool技术应用到网络上可实现负责的自动调账;减少了位置更新及核心网切换, 以及MSC至HLR信令负荷。同时, 跨局切换此时有所减少;运用的池组技术使得网络运维得以简化, 增强了业务路由及网元选择的灵活性, 尤其新增网元给现网的影响微乎其微。
另外, MSC Pool是3GPP的标准实现方式, 以N+1冗余使得1+1备份效果得以实现, 即便MSC Server因故障而失效, 其他MSC Server为立即将其取代, 防止业务的连续性。但双归属方式并非标准方案。
在实际应用中, 考虑到MSC Server故障给网络造成的影响较大, 因此进行备份时应首先考虑双归属方案。当传输资源较为丰富时备份对MGW进行备份时可使用MGW负荷分担方案。另外, MSC Pool方案具有减少局间切换等诸多优点, 因此对网络性能进行优化时可使用MSC Pool。
4 结语
随着社会的发展, 各个行业对网络质量要求越来越高, 因此, 选择怎样的移动软交换核心网容灾技术, 确保网络的安全、可靠运行是一个值得深入探讨的问题, 尤其应充分分析当前主流容灾技术双归属容灾技术与MSC Pool容灾技术的优点及适用条件, 并结合实际网络状况加以灵活运用, 为提高移动软交换核心网的工作稳定性奠定坚实的基础。
参考文献
[1]徐远钿, 柯恩烽.福建网通3G核心网规划思路[J].通信世界, 2005 (43) .
[2]李建国, 戴居丰.基于软交换架构的3G核心网[J].无线通信技术, 2005 (4) .
[3]严益强.3G核心网的高可靠性设计[J].通信世界, 2007 (28) .
[4]殷文辉.上海贝尔创新的核心网融合解决方案[J].中国新通信, 2009 (3) .
[5]爱立信.打造高效的移动分组核心网[J].通信世界, 2009 (14) .
双核心交换机技术 篇6
随着国家电网公司信息化建设的高速发展,黄山供电公司(以下简称公司)各类业务系统在信息网络得到广泛使用,因此一旦发生信息网络中断,公司的各类业务将无法正常进行,电力客户也无法及时交纳电费和办理业务,将给公司造成严重的经济损失和不良的社会影响,因此需要建立一个坚强、稳定的信息网络。
1 公司网络建设概况
黄山供电公司于2001年正式进行信息网络建设,当时只配置1台Cisco 6506作为局域网主干交换机,同时配置11台二级交换机,从而建成了主干为千兆、百兆到桌面的局域网络,网络覆盖公司大楼及各二级机构,实现了公司网络系统零的突破;2005年公司进行网络主干系统升级改造,购置了1台Cisco 6509主干交换机,通过采用多生成树协议(Per-VLAN Spanning Tree,PVST)技术实现Cisco 6506和Cisco 6509 2台主干交换机双机负载均衡运行,同时购置了13台Cisco 3560二级交换机,充实了公司局域网络;2009年公司进行了广域网建设,利用开放式最短路径优先(Open Shortest Path First,OSPF)技术实现公司与所有变电站的千兆光纤环网连接,利用多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching,MPLS)/虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)技术实现公司与5个县公司的千兆光纤连接;目前公司网络系统主干为千兆,百兆到桌面,网络覆盖公司各部门、各单位、所有变电站和5个区县公司,网络覆盖率为百分之百。
2 局域网核心设备存在的问题
当前黄山供电公司局域网核心采用2台Cisco 6500系列交换机作为核心网络交换机,其中1台为Cisco 6506,已运行12年,配置一块32G的引擎;1台为Cisco 6509,也已运行8年,配置一块720G的引擎。2台设备的异构对公司核心交换性能和网络的扩展性造成了很大的影响,尤其是Cisco 6506仍然配置的是一块已经停产的SUP2引擎,不仅难以负担当前网络的交换容量,同时也对新的业务板卡的使用有诸多限制,形成网络运行瓶颈。
3 虚拟交换技术方案选择
当前,虚拟化已经成为提高利用效率、增强集群性能、降低总体拥有成本、增强系统灵活性的重要手段。在服务器虚拟化、桌面虚拟化成为IT技术革新和应用部署热点的同时,网络操作系统虚拟化也带来了网络系统架构的变革[1]。
Cisco公司为了强化交换网络中的核心层设备,推出Cisco 6500Virtual Switching System,即虚拟交换技术(VSS),它的功能是将2台Cisco 6500交换机虚拟成1台交换机,在配置虚拟交换系统之后,不仅可以提高核心交换机的易操作性,同时还能实现核心层的故障恢复率,从而提供不间断通信能力。VSS使用机箱间不间断转发/状态切换作为2台机箱间的主要高可用性机制[2],在配置虚拟交换系统的2台交换机之间不再有冗余设备,而是2台交换机可以同时工作,最终扩展整体核心交换能力。只有2台都带有Supervisor720-10GE引擎的Cisco 6500交换机之间才可以配置虚拟交换系统,由于带有Supervisor720-10GE引擎的Cisco 6500交换机的核心交换能力为720 Gbps,所以2台带有Supervisor 720-10GE引擎的Cisco6500交换机配置虚拟交换系统之后的核心交换能力为1 440 Gbps,故虚拟交换技术又称VSS1440。
2台Cisco 6500交换机可以通过VSS技术虚拟成1台交换机(见图1),之前所有需要在2台交换机上完成的核心配置变化更改工作现在只需要在1台交换机上完成即可。但配置了VSS的2台交换机之间必须使用10 GB的光纤互连,互连的光纤无论是几条,都必须配置以太网通道。在VSS中,该以太网通道称为虚拟交换链路(Virtual Switch Link,VSL)。
3.1 VSS技术的优势
3.1.1 配置VSS之前网络运行存在的问题
在多台交换机之间通过热备份路由器协议(Hot Standby Router Protocol,HSRP)技术实现高可用性的网络中,有许多不足之处(见图2)。
在图2(左)中,核心层有2台Cisco 6500交换机,接入层交换机同时连接2台Cisco 6500交换机以实现网络冗余性,但是由于受生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)限制的原因,当将6500交换机65-1设置为根交换机(Root)之后,接入交换机与核心交换机65-2的端口便被STP阻断(Blocking)端口而不能转发数据,在图2中接入交换机连接65-1的绿色线路都处于数据转发状态,而连接65-2的红色线路都处于备份状态。从图2(左)中还可以看出,在部署了2台6500交换机的核心层之后,总有1台设备处于备份状态而不转发数据,造成了较大的资源浪费,所以应尽力使网络资源得到充分利用。
在图2(右)中可以看出,在网络中配置PVST之后,就可以基于VLAN实施流量负载均衡。核心交换机65-1为一部分VLAN的Root,而核心交换机65-2为另一部分VLAN的Root,网络中部分VLAN的流量从接入层通过绿色线路去往核心交换机65-1,而其他VLAN的流量从接入层通过红色线路去往核心交换机65-2,最终实现流量负载均衡。采用STP算法,首先创建一个拓扑数据库,然后搜索并破坏掉冗余链路,这样就保证帧只会发送到没有环路的链路上[3]。虽然接入层交换机通过多条线路与核心交换机相连,但始终只有一条线路在进行数据转发,通过配置链路捆绑无法解决这个问题,因为接入交换机的对端是不同交换机。
3.1.2 配置VSS之后网络运行现状
在图3中配置VSS之后,接入交换机与核心交换机相连的多条线路便可以通过配置链路捆绑来同时实现数据传输,网络中不会再有端口被STP阻断,这是因为原来的2台核心交换机已经被虚拟成1台交换机,演变成如图3(右)所示的新的网络。
从图3(右)中可以看出,在核心交换机配置VSS之后,接入交换机原本连接2台核心交换机的2条线路已经捆绑成EtherChannel,就犹如和1台核心交换机相连,此时连接核心交换机的多条线路也可以同时提供数据转发,充分利用了网络资源。在传统网络中部署HSRP时,同样也不能充分利用IP地址,因为HSRP在提供网关IP地址时,必须同时使用3个IP地址作为网关地址,导致总有2个IP地址的浪费,而在VSS技术将2台核心交换机虚拟成1台交换机之后,也只需要直接配置单个网关IP地址,IP地址浪费的情况不再发生。配置了VSS之后,网络中不仅节省了STP的收敛时间,在路由协议故障切换时,同样也省去了路由计算时间,从而真正达到网络的高可用性。在交换机之间完成VSS之后,由于2台设备虚拟成了1台,最终的配置文件也变成了单个配置文件,配置设备时,只需配置1台即可。
3.2 VSS技术的相关概念
3.2.1 VSS的双重活动状态
当互连的2台交换机之间的所有虚拟交换链路都失效时,2台交换机都会变回配置VSS之前的单机活动状态,这种状态称为双重活动状态,在双重活动状态下的任何交换机都可以独立工作,且独立配置。
3.2.2 VSS对外体现为单一独立的设备
在传统的交换网络架构中,当接入交换机使用多条线路连接不同核心交换机时,在STP的影响下,通常只有单条线路提供数据转发,即使在配置HSRP之后,也只有单条线路提供数据转发,无法充分利用网络资源。在这种情况下,接入交换机无法与核心交换机之间通过配置EtherChannel来捆绑使用多条线路,因为接入交换机的对端是不同交换机。在配置VSS之后,为了提供核心层的高可用性,会在接入交换机时使用多条线路连接2台核心6500交换机。在传统网络架构中,只有单条线路可用,但在VSS环境下,接入交换机和核心交换机之间可以将这些多条线路通过EtherChannel捆绑成单条线路,虽然接入交换机的EtherChannel对端是多台交换机,但VSS环境下允许这样的EtherChannel存在,被称为Multichassis EtherChannel(MEC)[4](见图4)。
图4(左)中接入交换机同时与2台配置VSS的核心交换机相连,虽然接入交换机的对端是不同交换机,但在VSS环境下却可以配置MEC来充分利用线路资源。
在VSS环境下配置MEC后,接入交换机与核心交换机之间的所有线路都能同时提供数据转发,并且接入交换机与核心交换机之间的流量会自动在MEC的每一条线路上进行负载均衡传输,不仅提高了传输带宽,同时也增强了高可用性,MEC和普通EtherChannel一样最多支持8条线路同时传输。
3.2.3 VSS接口命名规则
当2台Cisco 6500交换机通过VSS技术虚拟成1台交换机之后,只有1台能够进行配置和管理,而另一台则永远停留在用户模式(提示符为>),enble模式是被阻塞而不能进入的,所以在一台设备上必须同时能够看见和配置2台设备上的所有接口信息,如第1台交换机上的G1/1和G2/1与第2台交换机上的G1/1和G2/1必须都能同时配置。由于2台交换机上的接口可能在命名上出现重复,所以2台交换机的接口在VSS环境中需要再次重新命名以区别不同接口,这样,第1台交换机上的G1/1就被VSS重新命名为G1/1/1,原来的G2/1就被VSS重新命名为G1/2/1;同理,第2台交换机上的G1/1就被VSS重新命名为G2/1/1,原来的G2/1就被VSS重新命名为G2/2/1。如一个接口的名字为G1/4/3就表示其为第1台交换机的第4个业务插槽的第3个接口,一个接口的名字为G2/2/4就表示第2台交换机的第2个业务插槽的第4个接口。
4 核心网络升级建设实施方案
4.1 核心设备升级
公司新采购一台Cisco 6509交换机以替换原有的Cisco 6506交换机,同时2台核心交换机各配备一个VS-S720-10G-3C的引擎模块及WS-X6748-SFP模块,以提供各个接入层交换机的千兆光纤接入。另外2台核心交换机还各配备一块WS-X6748-GE-TX模块,以提供各个服务器及其他接入。
4.2 核心虚拟化部署
2台Cisco 6509交换机将采用VSS架构组网,接入层设备使用MEC方式接入核心交换机,使原有的网络架构得到简化,接入层交换机至核心的2条链路实现业务负载分担,减少设备或链路故障的切换时间,确保链路的高效运行。
4.3 三级网防火墙调整
由于2台核心交换机与防火墙间的级联使用不同的VLAN,默认路由指向不同的地址,虽然2个地址都是Juniper的,但是容易造成三级网防火墙的回指路由指向问题,即路由不对称问题,造成核心2(即Cisco 6509交换机)故障时核心1(即Cisco 6506交换机)无法完成与省公司的网络互通,无法实现故障切换。因此需将信息内网核心与三级网防火墙之间的连接方式进行变更,这样2台核心交换机的默认路由指向是相同的地址,可以实现网络核心故障的自动切换。
4.4 四级网防火墙调整
县公司至省、市公司的流量是通过广域网核心、四级网防火墙Nokia,再至三级网防火墙Juniper。由于四级网防火墙Nokia端口数及配置限制,只有广域网核心1与四级网防火墙Nokia互联,这种情况下如果广域网核心1故障,将造成县公司与省市公司间的互访中断。因为四级网防火墙Nokia采用的是透明模式,相关安全策略在三级网防火墙上,所以为提高网络可靠性,撤销了四级网防火墙Nokia,以实现县公司与三级网防火墙Juniper的双链路连接。
4.5 核心交换机的Cisco防火墙模块(FWSM)系统IOS版
本的升级及应用
由于核心交换机在实施VSS技术时要求Cisco防火墙模块的IOS必须一致,因此需对这2块Cisco防火墙模块(FWSM)进行IOS升级。同时,根据公司财务、开源财务、服务器网段等不同业务应用的需求,把2块Cisco防火墙模块(FWSM)进行虚拟化部署,从而虚拟化出不同的防火墙,应用于公司不同的业务系统,提高各系统应用的安全性。
4.6 信息网二级交换机升级实现
将公司办公大楼的Cisco 3560更换为新采购的12台Cisco 3750,并将更换下来的Cisco 3560作为公司大楼外的二级交换机使用,并对所有二级交换机进行IOS软件升级。具有双光纤链路的二级交换机,采用MEC技术与2台核心交换机进行链路捆绑,从而大大提高二级交换机的网络带宽。
5 核心网络升级建设功能实现
1)高交换能力。配置VSS之后的2台交换机之间不再有冗余设备,而是2台交换机都同时工作,核心交换能力为1 440 G,最终扩展了整体核心交换能力。
2)配置的易操作性。配置VSS之后由于2台设备被虚拟成了1台,最终的配置文件也变成了单个配置文件,配置设备时不再需要配置2台,从而简化了核心配置及管理,提高了核心交换机配置的易操作性。
3)网络的高可用性。配置VSS之后,在网络中不仅节省了STP的收敛时间,在路由协议故障切换时,同样也省去了路由计算时间,从而真正达到网络的高可用性。
4)IP地址的高可用性。在传统网络中部署HSRP时,必须同时使用3个网关IP地址,导致总有2个IP地址的浪费,而在配置VSS之后,只需要直接配置单个网关IP地址,不再有IP地址浪费的情况发生。
5)链路资源高可用性。配置VSS之后,接入交换机原本连接2台核心交换机的2条线路已经捆绑成Ether Channel,就犹如和1台核心交换机相连,此时连接核心交换机的多条线路也可以同时提供数据转发,充分利用了网络资源。
6)高带宽。在VSS环境下配置MEC后,接入交换机与核心交换机之间的所有线路都能同时提供数据转发,并且接入交换机与核心交换机之间的流量会自动在MEC的每一条线路上进行负载均衡传输,提高了传输带宽。
7)网络运行高安全性。通过对三级网、四级网防火墙链路进行改造,实现了双链路的连接和故障时路由的自动切换,从而大大提高网络运行的安全性。
8)业务隔离。通过对2台核心交换机的Cisco防火墙模块进行IOS升级,并进行防火墙的虚拟,从而虚拟出不同防火墙,应用于公司财务、开源财务、服务器网段等不同业务,从而实现不同业务的隔离,提高了各系统应用的安全性。
9)集中网管。通过公司的网管系统可对所有网络设备及交换机所接设备进行全面集中管理,当发现网络设备或光纤链路出现故障时可立即实现告警,并进行维护,提高网络运行可靠性。
6 结语
核心网络对于网络连通性来说是最为关键的一层,所以,它必须提供最高级别的可靠性,并且必须能够最快地适应网络的变化[5]。通过使用VSS技术进行核心网络升级组建局域网络,为黄山供电公司建立了一个具有更高可靠性、可用性以及优良服务性的先进、实用的局域网络,使网络具有突发故障状况下的快速恢复能力,保证黄山供电公司多业务系统基础设施和应用系统的安全稳定运行,为公司网络与各信息系统提供高速、稳定、可靠、先进的互联互通传输平台。
参考文献
[1]网络操作系统的虚拟化[EB/OL].http://www.h3c.com.cn/about_h3c/company_publication/ip_lh/2011/06/home/catalog/201112/736181_30008_0.htm.
[2]HUCABY D,著.CCNP BCMSN认证考试指南第三版[M].邓郑祥,译,北京:人民邮电出版社,2006.
[3]胡维华.网络工程师教程[M].北京:高等教育出版社,2010.
[4]Virtual Switching System(VSS)Q&A[EB/OL].http://www.Cisco.com/en/US/prod/collateral/switches/ps5718/ps9336/prod_qas0900aecd806ed74b.html.
双核心交换机技术 篇7
随着Internet的发展,大型企业网络从简单的信息承载转变成一个公共服务提供平台,这就对企业网络的稳定性要求越来越高。为了保证网络的健壮、高效和稳定可靠,需要企业在对机房关键设备采用硬件备份、双机冗余等技术的基础上,采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段,实现冗余和负载均衡。
1 硬件设备的冗余技术
硬件设备冗余分为关键设备和管理板卡冗余备份,关键设备有服务器、网络设备及电源等重要设备,这些都采用一用两备甚至三备的配置或双机冗余。正常工作时,几台相同型号的关键设备同时工作,互为备用。一旦遇到停电或者机器故障,自动转到正常设备上继续运行,确保系统稳定可靠,避免造成业务中断;而管理板卡冗余也就是网络设备在运行过程中,如果主管理板出现故障不能正常运行,网络设备将自动转换到从管理板工作,从而保证网络能够正常运行,同时不丢失相应的配置数据,实现冗余功能。
2 协议冗余技术
2.1 MSTP协议技术
在大型企业网络中往往存在多条链路,使用链路级冗余技术可以实现多条链路之间的备份,流量分担和环路消除。为了避免二层链路环路,同时充分利用链路带宽,在实际工作中,人们往往会选用IEEE 802.1s MSTP技术。MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)是一种新型的多生成树协议。简单来说,STP、RSTP都是单生成树协议,基于交换机端口技术,在进行生产树计算时,所有VLAN共享一棵生成树,无法实现不同VLAN在多条链路Trunk上的负载均衡分担。为了解决这些弊端,MSTP协议做了些优化,它是基于实例计算出多棵生成树,实例间实现负载均衡分担。MSTP根据域来计算生成树,MST域由域名(Region)、修改级别和实例(Instance)组成,只有MST域配置标识三者都相同的互联设备的才认为在同一个域中,并进行生成树计算。运用域名把一个网络分成多个域。每个域名是不一致的,用MAC地址来区分。在域内,形成多棵内部生成树(IST),生成树之间相互独立;在域外,形成公共生成树(CSI);在域间,MSTP利用公共内部生成树(CIST)将环路网络修剪成为一个无环的树形网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。而“实例(Instance)”是VLAN映射的集合,一个或多个VLAN划分为一个Instance,通过多个VLAN捆绑到一个Instance中去的方法可以减少资源占用率和通信开销。MSTP的各个Instance拓扑的生存树计算是相互独立的,在这些Instance上就可以实现均流量分担。正常工作时,MSTP可以把多个相同拓扑结构的VLAN映射到某一个Instance中,这些VLAN在端口上的转发状态将取决于对应实例在MSTP里的转发状态。因此,MSTP既可以消除二层链路环路,又可以实现负责均衡,从而提高网络的稳定可靠性。
2.2 VRRP协议技术
利用MSTP可以实现链路冗余和不同VLAN在多条链路Trunk上的流量负载均衡分担,但网络中还存在单点失效隐患,那就是每个VLAN只有一台默认网关,一旦网关发生故障,用户就无法访问其他网络。为解决这一问题,在网关级可以利用VRRP协议,虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundancy Protlcol,VRRP)是一种容错协议,也可以叫做备份路由协议。一个局域网络内的所有主机都设置缺省路由,当网内主机发出的目的地址不在本网段时,报文将被通过缺省路由发往外部路由器,从而实现了主机与外部网络的通信。当缺省路由器down掉(即端口关闭)之后,内部主机将无法与外部通信,如果路由器设置了VRRP时,那么这时,虚拟路由将启用备份路由器,从而实现全网通信。
3 企业网络的冗余设计及实现方法
3.1 任务需求与分析
图1是A企业网的一个典型部分,可表示整个企业中的某个子网或企业的部门网络。由于该公司的业务不断增多,业务操作对网络的依赖性也相对较大,如果采用单核的网络架构,核心设备一旦瘫痪,将对公司的业务造成极大的影响。因此,为增加网络的健壮性和可靠性,可以采用双核心架构,配置协议冗余策,充分考虑设备、链路和网关级的备份技术,扎实保证A公司网络高效稳定运行。具体拓扑图说明如下。
(1)根据A公司的需求,首先选择了SW1和SW2两台三层交换机作为核心层设备,采用VRRP技术使两台交换机相互备份,避免因设备及故障而造成的网络中断,从而提高网络的可靠性和稳定性。SW3是网络中的接入层设备,主要为各个VLAN用户提供服务,销售部为VLAN 2,财务部为VLAN 3,市场部为VLAN 4,技术部为VLAN 5。
(2)SW1、SW2和SW3设备互联后,为避免链路环路,实现冗余链路的负载均衡,选用MSTP+VRRP技术实现A公司网络的链路级备份和网关级冗余。
(3)在交换机SW1、SW2、SW3上配置MSTP消除二层环路,SW1与SW2配置VRRP实现主机网关冗余。正常情况下,在二层设备接入的销售部VLAN 2与财务部VLAN 3数据流经过三层交换机SW1向路由器转发;市场部VLAN 4与技术部VLAN 5数据流经过三层交换机SW2向路由器转发,当SW1的链路发生故障时,VLAN 2和VLAN 3主机的数据流切换到SW2向路由器转发,故障恢复之后,主机的数据流又能够切换回去,同样当SW2链路发生故障时,VLAN 4与VLAN 5数据也能切换到SW1转发。
(4)SW1、SW2、SW3交换机上设置2个实例对应关系,VLAN 2、VLAN 3对应实例2,VLAN 4、VLAN 5对应实例3。
3.2 任务实施
(1)SW1主要配置如下:
创建VLAN:VLAN2、VLAN3、VLAN4、VLAN 5
配置MSTP
SW1(config)#spanning-tree mode mstp//开启MSTP生成树协议
SW1(config)#spanning-tree mst configuration//进入VLAN绑定
SW1(config-mst)#instance 2 vlan 2,3//配置实例2对应VLAN 2、3,mstp域其他两个参数,域名和域修正号采用默认值
SW1(config-mst)#instance 3 vlan 4,5//配置实例3对应VLAN 4、5
配置vrrp
SW1(config)#spanning-tree mst 2 priority 0//设置捆绑1的优先级
SW1(config)#spanning-tree mst 3 priority 8196
SW1(config)#interface vlan 2
SW1(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 10 ip 192.168.2.254//配置组10的虚拟网关IP地址
SW1(config-if)#vrrp 10 priority//配置该接口优先级为254,确定该设备的接口为master
SW1(config)#interface vlan 3
SW1(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 10 ip 192.168.3.254//配置组10的虚拟网关IP地址
SW1(config-if)#vrrp 10 priority 254//配置该接口优先级为254,确定该设备的接口为master
SW1(config)#interface vlan 4
SW1(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 20 ip 192.168.4.254//配置组20的虚拟网关IP地址,没有配置该接口优先级,采用默认值为100,确定该设备为backup
SW1(config)#interface vlan 5
SW1(config-if)#ip address 192.168.5.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 20 ip 192.168.5.254//配置组20的虚拟网关IP地址,没有配置该接口优先级,采用默认值为100,确定该设备为backup。
(2)SW2主要配置与SW1的配置思路基本一致,MSTP和VRRP配置类似,不再叙述。
(3)SW3主要配置
①创建VLAN并把相应的端口划分到相应的VLAN;②配置MSTP:与SW1配置类似,简要配置如下。
SW3(config-mst)#instance 2 vlan 2,3//配置实例2对应VLAN2、3,MSTP域其他两个参数,域名和域修正号采用默认值
SW3(config-mst)#instance 2 vlan 4,5//配置实例2对应VLAN 4、5
5 结语
随着各个企业规模的不断增大,对网络的可靠性和安全性要求越来越高,基于MSTP+VRRP的双核心技术也在各行各业的网络中应用极为广泛。该双核技术能够实现网络扩容以及网络的硬件设备冗余和协议冗余及流量分担,解决冗余和负载均衡的问题,从而提高了整个网络可用性和稳定性。
参考文献
[1]邓泽国,孙绍志,杨显青.企业网搭建及应用宝典[M].北京:电子工业出版社,2012.
[2]张裕生,陈建军.企业网络搭建及应用[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]张慧,刑培振.基于企业网双核心高可用性应用方案研究[J].中州大学学报,2012(4).
[4]贾娟,王斌强,杨帅.一种基于VRRP的核心路由器高可用性方法研究与实现[J].电子技术应用,2007(2).