网络设计与规划
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网络设计与规划：层次化设计、数据中心网络、SD-WAN与网络虚拟化
1. 层次化网络设计
1.1 三层架构
核心层：高速交换，不做策略
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汇聚层：策略执行，路由边界
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接入层：终端接入，VLAN划分1.2 各层设计要点
| 层级 | 关键指标 | 设计原则 |
|---|---|---|
| 核心层 | 带宽、延迟 | 冗余、无策略 |
| 汇聚层 | 策略、路由 | 模块化、边界 |
| 接入层 | 密度、安全 | 端口安全、VLAN |
1.3 Collapsed Core
中小企业将核心层和汇聚层合并：
核心/汇聚层（二层合一）
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接入层2. 数据中心网络
2.1 Spine-Leaf 架构
Spine1 Spine2 Spine3
│ │ │
─────┼─────────┼─────────┼─────
│ │ │
Leaf1 Leaf2 Leaf3 Leaf4
│ │ │ │
服务器 服务器 服务器 服务器优势：
- 任意两台服务器间跳数恒定（2跳）
- 水平扩展：增加 Spine 或 Leaf
- 无阻塞带宽：每台 Leaf 与所有 Spine 互联
东西向流量优化：服务器间通信无需经过核心。
2.2 超融合网络
| 流量类型 | 协议 | 要求 |
|---|---|---|
| 数据 | TCP/IP | 高带宽 |
| 存储 | FC/iSCSI/NVMe-oF | 低延迟 |
| 管理 | SSH/SNMP | 可靠 |
| 虚拟化 | VXLAN/Geneve | 覆盖网络 |
2.3 网络虚拟化
VXLAN：
原始帧 → VXLAN头(8B) → UDP头 → IP头 → 外层帧
VNI(24bit) = 1600万虚拟网络NVGRE：使用 GRE 隧道封装。
Geneve：VXLAN 和 NVGRE 的统一替代。
3. SD-WAN
3.1 SD-WAN 架构
分支站点 ←→ SD-WAN控制器 ←→ 总部/数据中心
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多链路 集中策略
(MPLS/Internet/5G)3.2 SD-WAN 核心能力
| 能力 | 说明 |
|---|---|
| 多链路聚合 | 同时使用多条链路 |
| 智能选路 | 根据应用需求选择路径 |
| 应用识别 | DPI 识别应用类型 |
| 自动VPN | 自动建立站点间隧道 |
| 集中管理 | 统一策略下发 |
3.3 流量调度策略
语音/视频 → 低延迟链路(MPLS)
关键业务 → 可靠链路(MPLS/专线)
普通上网 → Internet链路
备份流量 → 最便宜链路4. 网络冗余设计
4.1 设备冗余
| 方案 | 说明 | 切换时间 |
|---|---|---|
| VRRP/HSRP | 虚拟路由冗余 | 1~3秒 |
| GLBP | 网关负载均衡 | 1~3秒 |
| 堆叠/IRF | 设备虚拟化 | 毫秒级 |
| CSS/VSU | 集群交换系统 | 毫秒级 |
4.2 链路冗余
# VRRP 配置
interface Vlan10
ip address 10.0.0.2 255.255.255.0
vrrp 10 ip 10.0.0.1
vrrp 10 priority 120
vrrp 10 preempt
vrrp 10 track GigabitEthernet0/0 decrement 304.3 路径冗余
- 等价多路径（ECMP）
- 浮动静态路由
- OSPF 多路径
5. 网络容量规划
5.1 带宽计算
5.2 设备选型
| 指标 | 接入层 | 汇聚层 | 核心层 |
|---|---|---|---|
| 背板带宽 | 100G+ | 500G+ | 1T+ |
| 包转发率 | 100Mpps+ | 500Mpps+ | 1Bpps+ |
| 端口密度 | 48×1G | 24×10G | 36×100G |
6. 网络安全设计
6.1 安全区域划分
Internet ← Untrust
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DMZ（Web/Mail）
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Trust（内网办公）
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Server Zone（服务器区）
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Management（管理区）6.2 零信任网络设计
- 微分段：每个应用独立安全域
- 身份认证：每次访问都验证
- 最小权限：仅开放必要访问
- 持续监控：实时检测异常