網(wǎng)絡系統(tǒng)設計方案

1、xxxxx工程 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)技術方案 1. 系統(tǒng)需求項目的弱電系統(tǒng)總體設計要求是“理念先進、技術一流、經(jīng)濟實用和今后良好的擴展性”，滿足用戶的特殊要求，達到國家建設部智能化建筑的甲級標準并通過驗收。項目中的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)將為建筑內(nèi)信息系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠、安全的信息流通環(huán)境。網(wǎng)絡系統(tǒng)是xxxxx工程中的重要系統(tǒng)，它將作為多種應用系統(tǒng)的系統(tǒng)溝通平臺，包括管理系統(tǒng)，業(yè)務系統(tǒng)等，因此網(wǎng)絡系統(tǒng)應定位于提供高性能，高可靠的系統(tǒng)設計。 2. 設計原則l 可靠性xxxxx工程的信息應用系統(tǒng)具有較高的可靠性要求，這決定了作為信息傳輸平臺的網(wǎng)絡系統(tǒng)也具有高度的可靠性。l 高性能網(wǎng)絡中可能存在復雜多元的應用系統(tǒng)，

2、如多媒體應用，辦公自動化，專業(yè)應用等，對網(wǎng)絡的負載能力要較高要求。l 可擴展性和可升級性目前xxxxx工程處于一期建設中，將來還將建設二級工程，網(wǎng)絡系統(tǒng)將逐步擴大，同時隨著應用系統(tǒng)的逐步完善，網(wǎng)絡系統(tǒng)也將進行相應的擴展和升級，因此網(wǎng)絡應具有良好的可升級擴展性。l 易管理、易維護xxxxx工程中網(wǎng)絡系統(tǒng)分布于多個建筑物中，同時網(wǎng)絡系統(tǒng)中承載的應用系統(tǒng)重要性較高，因此網(wǎng)絡系統(tǒng)需具有良好的可管理性，降低維護成本，放患于未然，保障業(yè)務系統(tǒng)的正常運行。l 安全性根據(jù)xxxxx工程業(yè)主的特殊定位，網(wǎng)絡要求有極高的安全性要求。3. 總體設計3.1 主干技術選型選擇合理的網(wǎng)絡主干技術對一個大型網(wǎng)絡來說十分重要

3、，它關系到網(wǎng)絡的服務品質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展的特性。網(wǎng)絡主干包括主干網(wǎng)設備之間及其與匯聚點核心設備之間的連接。對于xxxxx工程，我們選擇采用千兆以太網(wǎng)ge技術、相對于其他寬帶主干技術，它和以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)有更好的兼容性，在園區(qū)網(wǎng)規(guī)模或中小型城域網(wǎng)中具有最高的性能價格比。3.2 局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)采取何種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和建筑分布，應用需求均有較大的關系。通常在大型網(wǎng)絡的設計中，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分為三層，即核心、分布和接入層。核心層提供網(wǎng)絡的核心路由交換功能，分布層負責將接入層設備匯聚進入核心層，接入層提供提供終端用戶的接入網(wǎng)絡。每個層次的網(wǎng)絡專注于其功能要求，使網(wǎng)絡設計模塊化，便于管理和擴展。對于xxxxx工程，相對于園

4、區(qū)網(wǎng)，網(wǎng)絡分布在較大范圍內(nèi)，包括信息中心/辦公區(qū)，科研辦公區(qū)，對外接待區(qū)，服務中心，生活設施區(qū)，輔助用房，休閑中心及將來得二期建筑。根據(jù)布線結(jié)構(gòu)，科研辦公區(qū)為一點數(shù)較大的單體建筑，將再設立兩級配線間，簡化了線纜結(jié)構(gòu)，相應網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為二層結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，即對于科研辦公區(qū)，通過核心交換機，分布層交換機，接入交換機三級結(jié)構(gòu)，而對于其他分配線間則通過核心交換機，接入交換機的二級結(jié)構(gòu)(見后圖)。根據(jù)xxxxx工程需求，網(wǎng)絡中包含內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，通常內(nèi)網(wǎng)中運行業(yè)務系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)及專網(wǎng)應用等，外網(wǎng)運行互聯(lián)網(wǎng)應用。業(yè)務系統(tǒng)具有較高的可靠性要求，因此網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上，內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡主干需要更高的可靠性，內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡

5、核心采用了兩臺骨干交換機，分別和分布層交換機通過千兆光纖連接，從而形成了一個全網(wǎng)無單點故障的骨干網(wǎng)絡。而外網(wǎng)出于應用需求和成本的考慮，可采用單骨干交換機的架構(gòu)，如下圖：3.3 廣域網(wǎng)連接廣域網(wǎng)方面通常包括互聯(lián)網(wǎng)接入和專網(wǎng)接入。互聯(lián)網(wǎng)接入提供對互聯(lián)網(wǎng)訪問，目前互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入的方式有adsl、cablemodem、atm、寬帶城域網(wǎng)等，adsl和cablemodem通常用作個人用戶或小型公司的寬帶接入，atm需要專用接入設備，成本太高。而寬帶城域網(wǎng)是通過光纖由isp處引入，通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)口接入用戶設備，該種接入方式的接入帶寬可由運營商端進行準確而靈活的限速，符合了xxxxx工程隨著應用的發(fā)展

6、逐步增加互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬的需求，在接入設備上也無需專用廣域網(wǎng)接入設備，可通過防火墻直接接入即可。專網(wǎng)連接用于和相關單位或企業(yè)的網(wǎng)絡連接，即extranet。根據(jù)我方的工程經(jīng)驗和對專網(wǎng)互聯(lián)技術的了解，專網(wǎng)連接通常有ddn/fr(幀中繼)/atm的專線連接、遠程撥號連接以及構(gòu)建在公網(wǎng)上的vpn專網(wǎng)等多種方式，atm方式價格較高；遠程撥號連接由于速率較低，通常作為備份方式；而vpn通過公網(wǎng)傳輸，存在一定的風險性。因此綜合考慮，如租用運營商線路，出于安全性的考慮，可采用通過ddn/fr電信專線的方式，或直接通過自建的內(nèi)部城域光纜網(wǎng)連接。由于連接了公網(wǎng)和外部專網(wǎng)，安全性是必須考慮的，為此需配置防火墻設備，

7、防火墻提供了較普通網(wǎng)絡設備具有更完善的安全手段，提供了對內(nèi)外網(wǎng)隔離和防外部攻擊等特性。如網(wǎng)絡存在一些提供外部訪問的應用，如專網(wǎng)業(yè)務應用等，這些網(wǎng)段的安全性級別高于外網(wǎng)，但低于內(nèi)網(wǎng)，我們可將這些網(wǎng)段通過防火墻的第三個或第四個等網(wǎng)口接入，該區(qū)域被稱為dmz區(qū)（非軍事區(qū)），dmz區(qū)介于內(nèi)外網(wǎng)之間，可作為緩沖地帶，dmz區(qū)的安全問題不會直接威脅到內(nèi)網(wǎng)。廣域網(wǎng)連接示意圖如下：3.4 網(wǎng)絡管理根據(jù)xxxxx工程的特點，我們認為網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應具有以下特點： l 以應用系統(tǒng)為導向，在最大程度上保證應用系統(tǒng)運行的高穩(wěn)定性。l 開放易用，在采用先進技術同時不會增加業(yè)務運行的人工維護成本。l 提供豐富的管理特性，滿

8、足復雜網(wǎng)絡環(huán)境中的多方面管理需求。 l 所提供的管理功能模塊盡量相互集成。 網(wǎng)絡中的所有網(wǎng)絡資源，如交換機的設備工作狀態(tài)、網(wǎng)絡性能、通訊延時等應均可通過直觀的人機介面進行監(jiān)控、管理。使網(wǎng)絡管理員不但可以改正出現(xiàn)的問題，還可以發(fā)現(xiàn)潛在問題。因此我們認為網(wǎng)管系統(tǒng)的主要功能應包括拓撲管理，故障管理，配置管理和性能管理等功能。3.5 信息安全管理根據(jù)xxxxx工程的安全定位，信息安全管理是xxxxx工程中一個較重要的網(wǎng)絡應用，它關系到網(wǎng)絡中各種重要數(shù)據(jù)，應用的安全性，直接影響xxxxx工程的正常運作。對于xxxxx工程，安全管理可以從以下幾方面考慮：l 網(wǎng)絡設備自身的安全性提供對網(wǎng)絡設備配置訪問的安全

9、性，應采用嚴格的用戶認證訪問，安全的telnet和snmp機制等措施，保證網(wǎng)絡設備被安全訪問。l 網(wǎng)絡交換設備的安全策略根據(jù)應用系統(tǒng)，用戶終端的分類和安全需求，通過劃分虛網(wǎng)，設置訪問控制權(quán)限，以及限制路由等策略，提供底層數(shù)據(jù)訪問的安全性。l 專用安全設備和系統(tǒng)除了網(wǎng)絡設備本身可以提供的安全性，還應配置安全設備以提供專門的安全策略。1) 防火墻防護主要提供不同網(wǎng)段間的訪問控制，應用控制，實時防攻擊等能力，防火墻采用狀態(tài)檢測技術，可動態(tài)判斷流經(jīng)數(shù)據(jù)包的合法性，大大提高了訪問安全性。2) 入侵檢測作為一種被動式安全防范，安全威脅可以來自內(nèi)部和外部，防火墻只能控制其他網(wǎng)段對安全網(wǎng)段的訪問，但對于內(nèi)部或

10、少量通過了防火墻的攻擊訪問就無法控制，為此采用入侵檢測探測系統(tǒng)，實時監(jiān)測重要網(wǎng)段，重要服務器的訪問數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)非法訪問和攻擊行為即發(fā)出警報，從而最快速度的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的安全問題。3) 身份認證等技術對于遠程撥號或重要網(wǎng)段接入用戶，常要求通過身份認證賦予接入權(quán)限，為此需提供專用的身份認證服務器，提供基于radius，tacas+等一系列動態(tài)認證服務。4) 防病毒軟件和數(shù)據(jù)備份對于應用級的數(shù)據(jù)安全，可配置防病毒軟件。為提供其易用性，可采用server-client架構(gòu)的防病毒軟件，由服務器自動向客戶端分發(fā)最新的防病毒代碼。4. 網(wǎng)絡方案設計4.1 設計概述充分考慮了xxxxx項目的建筑結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀和發(fā)

11、展前景，結(jié)合我公司豐富的工程經(jīng)驗，我們認為其網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計應本著高標準，高性能，整體規(guī)劃，逐步實施的原則進行，網(wǎng)絡系統(tǒng)即能滿足相當長時間內(nèi)的用戶需求，又可在將來根據(jù)應用系統(tǒng)的發(fā)展和網(wǎng)絡規(guī)模的發(fā)展，輕松地進行可靠性，性能，容量等多方面的擴展和升級，從而為用戶提供性能價格比最佳，具有良好擴展能力的網(wǎng)絡解決方案。本次建設中局域網(wǎng)部分采用了二級結(jié)構(gòu)設計。內(nèi)網(wǎng)部分，主干交換機采用兩臺高性能，高可靠性核心交換機，通過雙千兆鏈路連接接入層交換機，內(nèi)網(wǎng)通過路由器和電信運營商的專線連接業(yè)務專網(wǎng)，并通過防火墻對網(wǎng)絡進行安全隔離和防護。內(nèi)網(wǎng)還通過配置入侵檢測探測器提供對重要數(shù)據(jù)網(wǎng)段，如辦公自動化，業(yè)務用數(shù)據(jù)區(qū)提供特

12、殊的安全監(jiān)控。外網(wǎng)部分，配置單臺核心交換機，通過千兆鏈路連接接入層交換機，并通過防火墻接入互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如下圖：內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲外網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲4.2 核心交換機核心交換機擔負著全網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換，其性能很大程度決定了整體網(wǎng)絡的性能，根據(jù)xxxxx工程的實際情況，我們認為核心交換機主要應具備以下特點：l 可靠性核心交換機提供了全網(wǎng)數(shù)據(jù)的交換，其可靠性決定了整體網(wǎng)絡的穩(wěn)定和可靠。其可靠性應體現(xiàn)在多方面，包括：1) 物理層設計核心交換機應具備關鍵部件的冗余，包括電源、風扇、管理模塊等，放置部件的偶然性故障導致的核心交換機，乃至全網(wǎng)故障；模塊應具備熱拔插特性，保證故障處理時網(wǎng)絡服務的延續(xù)性；背板采用無源背

13、板設計，進一步加強系統(tǒng)可靠性。2) 鏈路層特性支持多種鏈路層冗余協(xié)議，包括stp及其擴展協(xié)議，鏈路捆綁協(xié)議等。3) 網(wǎng)絡層特性提供豐富的三層路由協(xié)議，同時支持網(wǎng)關冗余協(xié)議（如vrrp）。l 高交換能力和端口密度根據(jù)xxxxx工程布線的特點，一期內(nèi)外網(wǎng)各有30余個分配線間，總布線點數(shù)各為3000個左右，二期規(guī)劃還各將增加20余個分配線間，這樣要求核心交換機具有較高的千兆端口密度，可滿足接入大量分配線間的需求，而網(wǎng)絡系統(tǒng)是這樣一個高密度，大規(guī)模的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中存在豐富的多元化的應用系統(tǒng)，這些均要求核心交換機具有較高的交換性能，其指標體現(xiàn)在背板容量、包轉(zhuǎn)發(fā)率等數(shù)據(jù)上。l 豐富的網(wǎng)絡特性為提供網(wǎng)絡中多種

14、應用支持，如對時延敏感的音視頻應用，對數(shù)據(jù)可靠性要求較高的關鍵應用，網(wǎng)絡應提供較強的qos和policing的功能，同時為提供網(wǎng)絡內(nèi)部的安全性，它應支持豐富的安全特性，如基于2-4層信息的線速訪問控制等。4.3 分布層交換機分布層交換機用于科研辦公區(qū)，由于該區(qū)共有11個三級配線間需接入，分布層交換機作為多個接入交換機的匯聚點，也需物理結(jié)構(gòu)上的關鍵部件冗余設計，并具有較高的千兆端口密度和分布層網(wǎng)絡設備性能，如數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，qos，安全性等特性。4.4 接入交換機對于樓層接入，由于xxxxx工程中分配線間點數(shù)平均分布在70-80個點間，首先接入交換機盡量采用高端口密度的交換機產(chǎn)品（如48個10/

15、100m接入端口），其次為提供端到端的網(wǎng)絡特性，接入交換機也應具有較豐富的網(wǎng)絡特性和較高的網(wǎng)絡性能。具體表現(xiàn)在：l 交換性能提供快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，主要體現(xiàn)在接入交換機的背板容量和包轉(zhuǎn)發(fā)率等指標。l 網(wǎng)絡特性提供高性能的qos控制能力，保證真正端到端的qos能力，同時具有豐富的接入安全特性，如802.1x，基于mac地址的接入安全特性等。根據(jù)綜合布線系統(tǒng)，對于內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，交換機數(shù)據(jù)端口可按布線點的一定比例配置，暫按布線量的60%配置，如下表：外網(wǎng)數(shù)據(jù)點和交換機配置：內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)點和交換機配置：4.5 廣域網(wǎng)接入l 防火墻在xxxxx工程中，防火墻用于在互聯(lián)網(wǎng)接入和專網(wǎng)連接處，提供對內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)保護，在防火墻

16、的選擇上，主要應考慮其安全特性，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能等，安全特性指防火墻設備具備主流的安全策略(如基于包的動態(tài)狀態(tài)判斷)，提供主流的安全防護特性，同時在數(shù)據(jù)吞吐量，每秒可新建會話數(shù)，總會話數(shù)方面具有良好的特性指標。l 路由器路由器在xxxxx工程中的定位是提供專網(wǎng)接入，產(chǎn)品選擇上應和應用相配合，當xxxxx作為專網(wǎng)分支節(jié)點時，只需路由器只需具備一定的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)率和較豐富的網(wǎng)絡特性即可，當xxxxx作為專網(wǎng)中的中心節(jié)點時，則路由器還應具有一定的廣域網(wǎng)端口密度和更高的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能和擴展能力。4.6 網(wǎng)絡管理系統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)也有助于網(wǎng)絡系統(tǒng)的管理，網(wǎng)絡故障的迅速定位和排除，提高網(wǎng)絡的可用性。網(wǎng)管系統(tǒng)的主要功能

17、應包括拓撲管理，故障管理，配置管理和性能管理等功能。為提供良好的使用界面，網(wǎng)管系統(tǒng)應提供圖形化設備和拓撲顯示，可實時監(jiān)視設備流量，設備故障等多種信息。4.7 信息安全管理信息安全管理是xxxxx項目中一個較重要的網(wǎng)絡應用，它關系到網(wǎng)絡中各種重要數(shù)據(jù)，應用的安全性，直接影響xxxxx項目的正常運作。4.7.1 網(wǎng)絡設備管理的安全性網(wǎng)絡設備訪問的安全性，關系到網(wǎng)絡設備配置數(shù)據(jù)的安全性，如果網(wǎng)絡設備本身被非法訪問，非法入侵者將隨意修改設備配置，整個網(wǎng)絡將無安全性可言。網(wǎng)絡設備本身的安全性主要應考慮良好的用戶認證訪問體系，網(wǎng)管數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ｊ紫葘τ谠O備的訪問可基于中央用戶認證系統(tǒng)，這樣便于大批量網(wǎng)

18、絡設備的用戶認證信息的維護。其次網(wǎng)管數(shù)據(jù)應加密傳輸，通常網(wǎng)管工作是通過網(wǎng)管軟件的snmp（簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議）和telnet遠程登錄進行，傳統(tǒng)的snmp和telnet數(shù)據(jù)均通過明文傳輸，當惡意用戶通過sniffer等系統(tǒng)進行網(wǎng)絡監(jiān)聽時，有可能截獲其數(shù)據(jù)包，從而獲得訪問信息，因此所有設備的管理應采用加密的網(wǎng)管方式進行訪問。xxxxx項目的網(wǎng)管軟件應采用snmp v3，其定義于rfc 2271中，和snmpv1和snmpv2相比，snmpv3增加了三個新的安全機制：身份驗證，加密和訪問控制。由于使用了私鑰（privkey）和驗證密鑰（authkey）來實現(xiàn)加密，其安全性大大提高。對于telnet應用

19、，目前主要缺陷是：l 沒有口令保護，遠程用戶的登陸傳送的帳號和密碼都是明文，使用普通的sniffer都可以被截獲 l 沒有強力認證過程。只是驗證連接者的帳戶和密碼。 l 沒有完整性檢查。傳送的數(shù)據(jù)無法知道是否完整的，而不是被篡改過的數(shù)據(jù)。 l 傳送的數(shù)據(jù)都沒有加密。因此對于telnet應用，應采用ssh加密的方式，ssh采用了公鑰和密鑰相結(jié)合的方式，提高數(shù)據(jù)的安全性和完整性。4.7.2 網(wǎng)絡設備的安全特性安全性是網(wǎng)絡設備較重要的特性，根據(jù)網(wǎng)絡設備的定位區(qū)別和應用的部署，需要不同的安全策略。xxxxx項目中網(wǎng)絡中的應用系統(tǒng)是復雜和多元化的，包括多媒體，辦公自動化、業(yè)務系統(tǒng)系統(tǒng)等，其安全性要求各不相同，而對于互聯(lián)網(wǎng)接入?yún)^(qū)，也有專網(wǎng)接入，dmz區(qū)網(wǎng)段等多個區(qū)域，因此應對不同的安全區(qū)域設備不同的安全策略。l 互聯(lián)網(wǎng)接入和專網(wǎng)接入系統(tǒng)通過防火墻接入互聯(lián)網(wǎng)，該部分的安全性主要體現(xiàn)在防火墻上的安全設置。系統(tǒng)通過路由器和專網(wǎng)連接專網(wǎng)，其安全性體現(xiàn)在路由器，防火墻的多個區(qū)域安全信任關系的設置，具體策略設置將根據(jù)實際網(wǎng)絡規(guī)劃