今天的CCNA课程是讲解LAN网的架构,除了传统的三层架构,星形架构等,有骨干 枝叶架构,以及SOHO架构。难度不是很大,但是都是考试范围,我没记错的话必然会出至少一道题。
常见的架构,
Star 星形架构:顾名思义,就是像星星一样,所有设备都接到一个中央设备中,例如所有的终端设备接到交换机上,如下图所示,
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Full Mesh 全网状架构:顾名思义就是像网一样,所有设备都和其他设备连接,如下图所示,很明显这种架构非常的靠谱,其中的几条断了都不会影响网络,但是成本也很高。
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Partial Mesh 部分网状架构:顾名思义就是部分连接成网状,而其他部分不是,如下图所示
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当然还有很多其他的拓扑图,但是以上三种属于比较常见的。
接下来我们讲一下整体的系统架构,一般来说,二层架构和三层架构是比较常见的,我们首先说二层架构。
Two tier design 包含了 两个 hierarchical(按等级划分的) layers,一个是access layer 接入层,另外一个是 distribution layer 分配层
这里distribution layer有时候也称为 collapsed core layer 因为是把三层架构的 core layer 叠加了。
一般来说,access layer 很好理解,就是终端设备都接入刀这里,比如PC啊,电话啊,打印机啊之类的,那么 access layer switch 也就需要大量的接口,因为考虑到电话等设备的存在,所以QoS是配置在这里。另外考虑到安全因素,DHCP Snooping啊,DAI啊也要配置在这里。另外还要考虑到部分设备可能需要PoE,因此交换机端口需要PoE功能。
而distribution layer就是把刚才的access layer switch 连接起来,然后还得连接到WAN或者以太网之类的。考虑到还得承担路由功能,所以要使用三层交换机
如下图所示就是典型的两层架构,
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如下图所示,就是比较大型的二层架构,最上方的路由器和互联网图案可以忽略掉,只看下面就可以,另外也可以看到这种架构其实包含了之前我们讲过的三种常见拓扑,比如access layer 和终端形成了 star 拓扑,而distribution switcher 和 access layer switcher形成了 partial mesh 拓扑,而最顶上的 distribution layer switcher形成了 full mesh拓扑。
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在更加大型的网络上,就要使用三层架构,一般会把二层架构中的 collapse layer 分成 distribution layer 和core layer。
core layer就是把 distribution layer的设备都连接到一起,而且专注于速度,快速传输,所以这一层的交换机等设备拥有更好的CPU,更大的带宽端口。而QoS,端口安全等不是该层设备考虑的。另外就是可靠性比较强,否认一旦连接断掉,整个网络都会陷入瘫痪。
如下图所示,core layer 设备之间可能连接了很多条链路来保证可靠性。
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以上的二层或者三层架构可以用于大多数的场景应用。接下来我们考虑一下数据中心,一般来说这里有大量的服务器等设备来储存,传统的概念都是使用三层架构,者没有问题,不过数据量可能大部分集中在南北向(按图来说,上北下南,左西右东)。即终端设备的数据要到access layer,然后 distribution layer,然后 core layer,然后再往下到server。反过来也是一样的。如下图所示
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那么这就有个问题,假如某些applications需要访问多个不同服务器的数据,那么在服务器那一侧不同server之间需要大量的数据传输,这样东西向的带宽会急剧增加,distribution,access 两个layers的带宽可能没那么大,最后就导致宕机。还一个问题是,有个数据在这一个服务器,有的数据在其他服务器,那么访问速度可能会有的快有的慢,这也是一个潜在的问题。
为了解决这个问题,因此数据中心一般都是用spince-leaf 架构,也就是骨干枝叶架构。这种架构一共有两层,一层是骨干,一层是枝叶。
spine switch 要接上每一个 leaf switch,但是彼此之间不要相连。而leaf switch要接上每一个spine switch,彼此之间不相连,同时所有的设备都接到leaf switch上。如下图所示,
这种架构可以让数据的访问随机化来形成负载平衡,另外所有的数据访问都是同样的四步或者两步,这样不会出现随机的延迟。
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最后一种架构最常见于家里面,叫做SOHO,即small office home office。这种架构非常的常见,比如我们家里,一个小无线路由器其实是包含了交换机,路由器,无线AP,防火墙,甚至猫的功能。
如下图所示,
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