逻辑网络拓扑与物理网络拓扑—Vecloud微云
什么是網絡拓撲?
網絡拓撲是通信網絡中不同網絡元素的排列,通常用圖形表示。
網絡拓撲是圖論的一種應用,其中將不同的網絡設備建模為節點,并將設備之間的連接建模為節點之間的鏈接或線路。
通常有兩種不同類型的網絡拓撲:
物理網絡拓撲是網絡各個組件的放置,不同的連接器通常代表物理網絡電纜,而節點通常代表物理網絡設備(如交換機)。
邏輯網絡拓撲在更高層次上說明了數據在網絡中的流動方式。
通常,在校園LAN拓撲中,集中在第2層(在交換層),使用某種結構化的多層模型來簡化設計和網絡實現。
該分層模型網際互聯是三層網絡拓撲:
核心,由最高速度的交換機組成,具有高彈性并通常具有路由和其他高級功能。
分布或聚合,由具有冗余性和可用性的高速交換機組成。
Access,由客戶端設備連接到的交換機組成。
還有其他模型,例如,簡化的兩層模型(只有核心層和訪問層,主要在SMB段中使用),或者其他新類型的模型,例如葉-脊柱模型,其更多側重于云計算或數據中心環境。
無論如何,術語核心,分布/聚合和訪問是如此普遍,以至于交換機通常根據其預期目的進行分類。例如,請參閱Aruba Switch產品組合。
讓我們看個三層模型的通用邏輯拓撲:
三層分層第2層拓撲
可能可以將其直接轉換為物理拓撲,這將是一個完全非冗余的解決方案,其中每個節點僅是單個交換機,并且每層中的交換機具有到相鄰層中交換機的單一鏈接。
非冗余3層LAN
似乎是一個很弱的解決方案,不是嗎?可以,但是每層中的交換機都可以具有內部冗余,例如冗余管理,結構和電源。這可以提供合理數量的冗余。例如,核心節點可以是模塊化交換機。
此外,可以使用更多物理鏈路并在鏈路聚合(LAG或LACP邏輯鏈路)中進行聚合,以提高彈性和帶寬。
但是通常,物理拓撲被設計為在核心和聚合級別具有完全冗余,以提供完全冗余和容錯能力:
冗余核心和聚合層
該模型由于具有彈性而被廣泛使用,但它還能提供更多的性能和帶寬嗎?擁有多個鏈接和路徑并不一定意味著更多的吞吐量!
至少它不在第2層網絡上,這是因為IEEE 802.3家族(以太網協議的標準版本)的局限性,其中由于缺少第2層生存時間(TTL)而不支持環路。
這意味著真實的物理拓撲必須成為完全沒有循環的分層圖。
為了實現此目標,有兩個主要選項:
第一種是再次遷移到無冗余的物理拓撲結構(如第一張圖中所示),并使用模塊化交換機,堆疊交換機或虛擬機箱配置中的獨立交換機來提高彈性。請注意,Aruba交換機根據型號和使用情況為您提供所有這些選項(例如83xx系列支持VSX虛擬機箱,84xx系列完全模塊化,而38xx系列支持堆疊)。
第二種選擇是使用生成樹協議(STP)來取消激活某些物理鏈路,從而自動轉換具有環路和無環路的物理拓撲。這意味著未完全使用網絡結構。某些鏈接將斷開并且處于待機狀態。同樣,某些開關可能無法正常使用。使用多個STP(802.1s)(每個不同的VLAN對應一個)可以使基礎架構的利用率更高,但也可能更加復雜。
根據您的需求,可以選擇一個或另一個選項。
通常,第一種選擇的價格可能會更高一些,因為您需要特定的堆疊模塊,或者丟失了某些交換機端口,或者必須購買模塊化交換機。
但是從設計角度來看,第二個選項可能會更復雜,可能帶來問題(尤其是在故障排除方面),并且效率較低。
SMB通常使用簡化的兩層模型,而對于核心層則使用堆疊或模塊化解決方案。
葉脊網絡拓撲
葉脊拓撲是兩層模型的特例,旨在構建快速,可預測,可擴展和高效的數據中心網絡基礎架構。
以前的拓撲之間的主要區別是主干級別,在此級別上存在更多的獨立交換機,它們的可伸縮性更高。脊椎級別的交換機未相互連接:
葉脊網絡拓撲
另一個很大的區別是,葉脊拓撲本身就是使用第3層路由的第3層網絡,每個節點都是一個路由器。通常,通過使用等價多路徑(ECMP)將所有路由配置為活動狀態,以使所有鏈路活動。
因此,此拓撲的第一個主要問題是如何在第3層網絡上擴展第2層網絡(通常是不同的VLAN)?網絡虛擬化和VxLAN等協議可以幫助實現此目標。
另一方面是如何在物理拓撲中匹配此拓撲?能以1:1完成嗎?可能取決于您的網絡類型和級別。在某些情況下,每個葉節點代表幾個物理交換機(通常是機架頂部交換機),配置為一個邏輯交換機(具有堆疊或虛擬機箱功能)。
在中小型企業市場上并沒有真正使用葉脊拓撲。
自動發現網絡拓撲
有一些工具和協議可用于構建網絡拓撲。
在大多數情況下,這些工具用于Wi-Fi網絡中,以簡化部署和配置。
但是,有線LAN也有一些有趣的選項。例如,鏈路層發現協議(LLDP)是供網絡設備使用的與供應商無關的鏈路層協議,用于在基于IEEE
802技術(特別是802.1AB)的局域網上通告其身份,功能和鄰居。這允許自動發現和通告節點鄰居。
Vecloud在全球的數據中心節點30個,POP節點超過200個,服務的大客戶超過300個,涉及金融、互聯網、游戲、AI、教育、制造業、跨國企業等行業領域。
總結
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