《系统架构设计师教程（第2版）》第17章-通信系统架构设计理论与实践-02-广域网网络架构

文章目录

• [1. 概念和组成](#1. 概念和组成)
• [2. 网络架构](#2. 网络架构)
• • [2.1 单核心广域网](#2.1 单核心广域网)
  • [3.2 双核心广域网](#3.2 双核心广域网)
  • [3.3 环型广域网](#3.3 环型广域网)
  • [3.4 半冗余广域网](#3.4 半冗余广域网)
  • [3.5 对等子域广域网](#3.5 对等子域广域网)
  • [3.6 层次子域广域网](#3.6 层次子域广域网)

1. 概念和组成

• 组成（以功能看）

  • 通信子网：将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来
  • 资源子网：前文中"不同地区的局域网或计算机系统"

• 组成（以多级网络模型看）

  • 骨干网
  • 分布网
  • 接入网

举例：规划某省银行广域网

• 设计骨干网：如支持数据、语音、图像等信息共享，为全银行系统提
• 设计分布网：提供数据中心与各分行、支行的数据交换，提供长途线路复用和主干访问
• 设计接入网，提供各分支行与各营业网点数据交换

2. 网络架构

2.1 单核心广域网

• 组成

  • 一台核心路由设备（三层以上交换机）
  • 各局域网
    

• 特点：

  • 各局域网之间不设立其他路由设备
  • 各局域网至核心路由设备之间采用广播线路

• 优点：

  • 网络结构简单，设备投资少
  • 各局域网互访、访问核心局域网效率高
  • 新局域网接入方便

• 缺点：

  • 核心路由设备存在单点故障风险
  • 网络扩展能力欠佳
  • 对核心路由设备端口密度要求较高

3.2 双核心广域网

• 组成：
  • 两台核心路由设备
  • 各局域网组成
    
• 特征
  • 处两台核心路由外，各局域网之间不存在其他路由设备互访
  • 核心路由设备之间实现网关保护、负载均衡
  • 各局域网互访、访问核心网络 有多条路径选择，可靠性更高
  • 路由可实现热切换
  • 在核心路由设备接口有预留情况下，新的局域网可方便接入
• 缺点
  • 投资较单核心广域网高
  • 核心路由设备路由冗余设计实施难度较高，容易形成路由环路
  • 网络对核心路由设备端口密度要求高

3.3 环型广域网

• 组成
  • 路由环路：三台以上核心路由器设备
  • 各局域网
    
• 特点
  • 各局域网互访需要经过核心路由环
    • 不存在其他路由设备进行互访
  • 核心路由设备之间具备网关保护或负载均衡机制，同时具备环路控制功能
  • 各局域网互访、访问核心局域网有多条路径可选择，可靠性更高
  • 路由层面可实现无缝热切换，保证业务访问连续性
  • 在核心路由设备接口有预留情况下，新的部门局域网可方便接入
• 缺点：
  • 投资比双核心广域网高
  • 核心路由设备路由冗余设计实施难度较高，容易形成路由环路
  • 环型拓扑结构需要占用较多端口
  • 对核心路由设备端口密度要求较高

3.4 半冗余广域网

• 半冗余广域网

  • 由多台核心路由设备连接各局域网而形成的
  • 任意核心路由设备至少存在两条以上连接至其他路由设备的链路

  这句话并不准确，主要关注的是在网络中实现一定程度的冗余，而不是每个设备都必须具备特定数量的连接

• 全冗余广域网

  • 是半冗余广域网的特例
  • 半冗余广域网中，任何两个核心路由设备之间均存在链接

• 特征

  • 结构灵活，方便扩展
  • 网络结构呈网状
  • 部分网络核心路由设备可采用网关保护或负载均衡机制，或具备环路控制功能
  • 各局域网互访、访问核心局域网有多条路径可选择，可靠性更高
  • 路由选择较为灵活

网络结构适合于部署OSPF等链路状态路由协议

• 缺点：
  • 网络结构零散，不便于管理和排障

3.5 对等子域广域网

• 概念：

  • 将广域网的路由设备划分成两个独立的子域
  • 每个子域路由设备采用半冗余方式互连
  • 两个子域之间通过一条或多条链路互连
    

• 特征

  • 对等子域之间的互访是以对等子域之间互连链路为主
  • 对等子域之间可做到路由汇总或明细路由条目匹配，路由控制灵活

  • 路由汇总：系统 A 可以将多个子网（例如 192.168.0.0/24、192.168.1.0/24）汇总为一个更大的网络（例如 192.168.0.0/23），并将这个汇总的路由条目通告给系统 B。
  • 明细路由：系统 A 也可以选择发布所有具体的子网（192.168.0.0/24、192.168.1.0/24），而不是进行汇总，这样系统 B 就能知道每个具体的子网。

  • 子域之间链路带宽应高于子域内链路带宽
  • 网络中路由协议主要以动态路由为主

• 缺点：

  • 域间路由冗余设计实施难度较高，容易形成路由环路，或存在发布非法路由风险
  • 对域边界路由设备的路由性能要求较高

• 适用：广域网可以明显划分为两个区域，且区域内部访问较为独立的场景

3.6 层次子域广域网

• 概念
  • 将大型广域网路由设备划分成多个独立的子域
  • 每个子域内路由设备采用半冗余方式互连
  • 多个子域之间存在层次关系
    • 高层次子域连接多个低层次子域

• 特征
  • 层次子域结构具有较好扩展性
  • 低层次子域之间互访需要通过高层次子域完成
  • 子域之间链路带宽需高于子域内链路带宽
  • 以动态路由为主（如OSPF协议）
  • 层次子域与外网互联
    • 与上层外网互联，需要借助高层子域完成
    • 与下层外网互联，需要借助低层子域完成
• 缺点：
  • 域间路由冗余设计实施难度较高，容易形成路由环路，存在发布非法路由的风险
  • 用于域互访的域边界路由设备的路由转发性能要求较高

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