逻辑网络拓扑与物理网络拓扑

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逻辑网络拓扑与物理网络拓扑

2023-09-07 19:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是网络拓扑? 网络拓扑是通信网络中不同网络元素的排列,通常用图形表示。 网络拓扑是图论的一种应用,其中将不同的网络设备建模为节点,并将设备之间的连接建模为节点之间的链接或线路。 通常有两种不同类型的网络拓扑: 物理网络拓扑是网络各个组件的放置,不同的连接器通常代表物理网络电缆,而节点通常代表物理网络设备(如交换机)。 逻辑网络拓扑在更高层次上说明了数据在网络中的流动方式。 通常,在校园LAN拓扑中,集中在第2层(在交换层),使用某种结构化的多层模型来简化设计和网络实现。 该分层模型网际互联是三层网络拓扑: 核心,由最高速度的交换机组成,具有高弹性并通常具有路由和其他高级功能。 分布或聚合,由具有冗余性和可用性的高速交换机组成。 Access,由客户端设备连接到的交换机组成。 还有其他模型,例如,简化的两层模型(只有核心层和访问层,主要在SMB段中使用),或者其他新类型的模型,例如叶-脊柱模型,其更多侧重于云计算或数据中心环境。 无论如何,术语核心,分布/聚合和访问是如此普遍,以至于交换机通常根据其预期目的进行分类。例如,请参阅Aruba Switch产品组合。 让我们看个三层模型的通用逻辑拓扑: 在这里插入图片描述 三层分层第2层拓扑 可能可以将其直接转换为物理拓扑,这将是一个完全非冗余的解决方案,其中每个节点仅是单个交换机,并且每层中的交换机具有到相邻层中交换机的单一链接。 在这里插入图片描述 非冗余3层LAN 似乎是一个很弱的解决方案,不是吗?可以,但是每层中的交换机都可以具有内部冗余,例如冗余管理,结构和电源。这可以提供合理数量的冗余。例如,核心节点可以是模块化交换机。 此外,可以使用更多物理链路并在链路聚合(LAG或LACP逻辑链路)中进行聚合,以提高弹性和带宽。 但是通常,物理拓扑被设计为在核心和聚合级别具有完全冗余,以提供完全冗余和容错能力: 在这里插入图片描述 冗余核心和聚合层 该模型由于具有弹性而被广泛使用,但它还能提供更多的性能和带宽吗?拥有多个链接和路径并不一定意味着更多的吞吐量! 至少它不在第2层网络上,这是因为IEEE 802.3家族(以太网协议的标准版本)的局限性,其中由于缺少第2层生存时间(TTL)而不支持环路。 这意味着真实的物理拓扑必须成为完全没有循环的分层图。 为了实现此目标,有两个主要选项: 第一种是再次迁移到无冗余的物理拓扑结构(如第一张图中所示),并使用模块化交换机,堆叠交换机或虚拟机箱配置中的独立交换机来提高弹性。请注意,Aruba交换机根据型号和使用情况为您提供所有这些选项(例如83xx系列支持VSX虚拟机箱,84xx系列完全模块化,而38xx系列支持堆叠)。 第二种选择是使用生成树协议(STP)来取消激活某些物理链路,从而自动转换具有环路和无环路的物理拓扑。这意味着未完全使用网络结构。某些链接将断开并且处于待机状态。同样,某些开关可能无法正常使用。使用多个STP(802.1s)(每个不同的VLAN对应一个)可以使基础架构的利用率更高,但也可能更加复杂。 根据您的需求,可以选择一个或另一个选项。 通常,第一种选择的价格可能会更高一些,因为您需要特定的堆叠模块,或者丢失了某些交换机端口,或者必须购买模块化交换机。 但是从设计角度来看,第二个选项可能会更复杂,可能带来问题(尤其是在故障排除方面),并且效率较低。 SMB通常使用简化的两层模型,而对于核心层则使用堆叠或模块化解决方案。 叶脊网络拓扑 叶脊拓扑是两层模型的特例,旨在构建快速,可预测,可扩展和高效的数据中心网络基础架构。 以前的拓扑之间的主要区别是主干级别,在此级别上存在更多的独立交换机,它们的可伸缩性更高。脊椎级别的交换机未相互连接: 在这里插入图片描述 叶脊网络拓扑 另一个很大的区别是,叶脊拓扑本身就是使用第3层路由的第3层网络,每个节点都是一个路由器。通常,通过使用等价多路径(ECMP)将所有路由配置为活动状态,以使所有链路活动。 因此,此拓扑的第一个主要问题是如何在第3层网络上扩展第2层网络(通常是不同的VLAN)?网络虚拟化和VxLAN等协议可以帮助实现此目标。 另一方面是如何在物理拓扑中匹配此拓扑?能以1:1完成吗?可能取决于您的网络类型和级别。在某些情况下,每个叶节点代表几个物理交换机(通常是机架顶部交换机),配置为一个逻辑交换机(具有堆叠或虚拟机箱功能)。 在中小型企业市场上并没有真正使用叶脊拓扑。 自动发现网络拓扑 有一些工具和协议可用于构建网络拓扑。 在大多数情况下,这些工具用于Wi-Fi网络中,以简化部署和配置。 但是,有线LAN也有一些有趣的选项。例如,链路层发现协议(LLDP)是供网络设备使用的与供应商无关的链路层协议,用于在基于IEEE 802技术(特别是802.1AB)的局域网上通告其身份,功能和邻居。这允许自动发现和通告节点邻居。 Vecloud在全球的数据中心节点30个,POP节点超过200个,服务的大客户超过300个,涉及金融、互联网、游戏、AI、教育、制造业、跨国企业等行业领域。



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