怎么設計網絡冗余

怎么設計網絡冗余

　　隨著企業的發展，企業的網絡規模也在日益壯大。在一個小型網絡像中大型網絡轉變的過程中，主要的一個變化就是企業對于網絡的穩定性要求更高。但是與之相反，隨著網絡的復雜程度提高，其可用性是在逐漸下降的。那么該如何來解決這個矛盾呢?筆者認為，通過網絡冗余可以比較好的解決這個問題。在這篇文章中，學習啦小編就談談網絡冗余設計的要領。

　　一、網絡冗余設備最好部署在不同的位置

　　在設計網絡冗余時，提供冗余的網絡設備最好位于不同的物理位置。如此的話，就可以有效的避免因為環境問題而導致的服務器連接故障的幾率。如上圖所示，現在一臺服務器連接兩臺交換機提供冗余連接。然后一臺交換機再同時連接兩臺路由器。

　　如果沒有連接冗余設備，當交換機所處的機房發生斷電。等到企業發電提供電源可能需要幾分鐘或者一兩個小時的時間。如果是這個交換機連接的線路出現問題，如連接交換機的光釬因為施工問題而斷掉，此時修復的話，可能需要更長的時間。而如果在冗余的環境中，兩個交換機或者路由器在不同的位置，那么就可以在幾秒鐘的時間內完成故障的切換，從而提高網絡的可用性。

　　這種案例在現實環境中比較多。如現在某個企業有個辦事處在浙江，而這家企業的總部在北京。由于業務的需要，要保證浙江的辦事處能夠時時的連接到北京總公司的網絡。在這種情況下，就需要提供類似上圖的網絡冗余環境。而且提供冗余時要采取不同位置的路由器。以防止因為停電、光釬斷裂等環境問題而引起網絡故障，提高網絡連接的可用性。

　　二、網絡冗余可以改善設備升級時的BUG

　　路由器以及交換機其本質上仍然是計算機，需要有操作系統的支持才能夠運行。像思科的IOS操作系統，其跟Windows操作系統一樣，也需要不斷的升級，才能夠滿足功能上與安全上的需要。但是眾所周知，在升級過程中，由于種種原因會有一定的風險。如新版的操作系統的Bug所導致的網路連接故障。為此如果企業對于功能與安全的要求比較高，需要最新的IOS的支持的話，那么就需要考慮必要的冗余環境。

　　提供必要的冗余環境之后，可以分別解決主轉發網絡路徑和輔助轉發網絡路徑中由于軟件BUG或者升級以及配置錯誤和變更引發的問題，從而避免服務因為IOS升級而引發的終端。可見，網絡冗余的話還可以降低非硬件問題而導致的網絡終端。這也從側面提醒我們，在選擇冗余設備的時候，除了位置不同之外，所選擇的路由器品牌最好也不同。如上圖所示的兩個網絡路徑，網絡管理員可以選擇一個是思科的，一個是華為的。通常情況下，不同公司的品牌不會同時推出升級版本的IOS系統。這也就是說，這兩個路由器同時升級操作系統的概率很少。在這種情況下，即使某條網絡路徑因為IOS升級而導致短暫的網絡故障，也能夠保證另外一條路徑可以正常工作(因為其設備沒有進行升級)。如果選擇的是同一個品牌的路由器，此時就可能同時對路由器的操作系統進行升級。如果恰巧這個版本有BUG的話，那么兩個網絡路徑都都可能會發生連接的故障，從而企業辦事處與總公司之間的網絡就會斷掉。

　　為此在選擇冗余環境的設備時，不僅要考慮位置的因素(需要選擇不同位置的冗余設備)，同時最好選擇不同廠商的設備(主要是避免操作系統的BUG問題，即非硬件的故障)。

　　三、冗余設備性能的考慮

　　在考慮冗余環境時，是否要求所有的冗余設備都具有比較高的性能呢?如果企業資金比較充裕，又舍得花錢的話(如現在的銀行、電力等壟斷企業)，那么可以采用性能比較高的冗余設備。如果有些企業資金不怎么充裕或者在這方面不原意投入過多的話，在這里還是有省錢的竅門的。

　　通常情況下，在提供冗余網絡之后，并不要求每一臺網絡設備都達到最佳的容錯狀態。因為根據經驗，往往是在核心層和分布層發生硬件或者非硬件故障時受到影響的用戶最多。為此在冗余網絡設計時，這兩個層是設計的重點。即這兩個層面的容錯設備要保障有比較高的性能。而對于其他的網絡設備，可以適當降低容錯的性能要求。此時就可以降低冗余環境部署的成本。

　　這也就是說，主網絡路徑和輔助網絡路徑中包括很多設備。通常情況下，核心層和分布層中的設備如果出現故障，影響的用戶數量會比較大，出現故障的幾率也會比較高。對于這些受影響的冗余網絡設備，需要盡量選擇性能比較高的產品。即于主網絡路徑中相同的或者近似規格的產品。由于主網絡路徑中設備性能往往比較優越，為此對于輔助網絡中的設備要求也就比較高。而對于其他的網路設備，就沒有這么苛刻的要求。

　　四、在網絡冗余的同時實現網絡負載均衡

　　假設現在浙江的辦事處與北京的總公司之間有網絡冗余：主網絡路徑與輔助網絡路徑。當主網絡路徑發生故障時，采用輔助網絡路徑。可能輔助網絡路徑的性能要比主網絡路徑稍微差一點。如主網絡路徑的帶寬是2G，而輔助網絡的帶寬只有1G。但是作為企業來說，租賃輔助網絡的線路也需要付出一定的資金。如果主網絡正常的情況下，輔助網絡就那么空著，這不是一種嚴重的浪費嗎?為此如果能夠在網絡冗余的同時，實現網絡負載均衡，就可以減少浪費的發生。即在平時，允許兩條網絡路徑同時傳送數據，從而提高數據的通信能力。等到主網絡路徑出現故障時，再進行路徑的切換，讓數據流量通過一條網絡路徑來走。

　　也就是說，在實際工作中網絡冗余環境還可以提高網絡的彈性。如進行合理的配置與設計，可以讓主轉發路徑和輔助轉發路徑分擔網絡拓撲中建筑物接入子模塊和建筑物分布子快之間傳輸的通信流負載。也就是說，網絡冗余不僅可以提高網絡的可用性，而且還可以提高網絡的總體性能。

　　不過這里需要注意的是，由于主網絡路徑與輔助網絡路徑的性能是不同的。 如上面這個案例中，兩個網絡路徑的性能相差一倍。此時在實現網絡負載均衡時，如果往兩條路徑中發送的數量流量一樣的話，那么在性能比較低的輔助網絡路徑中，就會比較繁忙。在這種情況下就會導致數據的延遲。故筆者建議，需要對配置文件進行仔細規劃。通常情況下，對于性能較低的輔助網絡，傳輸的數據量要少一點。一般可以按其本身性能參數來分配網絡的數據流量。同時也可以規定輔助網絡路徑最少可以傳輸多少。其他的數據流量都通過主網絡來傳輸等等。具體的策略網絡管理員可以根據自身的需要來進行配置。一個總的要求就是不能夠讓輔助網絡路徑的負荷過重，即不能夠本末倒置。

　　最后需要強調的一點是，需要設置為自動切換。即到主網絡路徑出現故障是，系統能夠自動切換到輔助網絡，而不需要網絡管理員人工切換。這可以縮短網絡故障的時間，提高網絡的可用性。