對于多分支機構、跨地域的企業(yè),為了保證企業(yè)內部各站點的互聯(lián)互通及資源共享,很多企業(yè)會投資建設自己的廣域網(wǎng)。中培偉業(yè)培訓專家在這里對當前主流的廣域網(wǎng)架構設計思路加以梳理總結,但不包括如下幾種架構:
一些企業(yè),特別是一些快速崛起的民營企業(yè)采用的“全Internet”架構,即每個站點都有且只有Internet線路,大部分的IT服務(如郵件服務、OA服務、視頻會議等)都運行在第三方發(fā)布在Internet上;
“全公有云”架構,所有IT服務器都跑在公有云上,各站點只有連接至公有云的專線;
跨地域的“大二層”架構,所有不同站點通過將三層數(shù)據(jù)封裝至二層,使用如VXLAN等技術實現(xiàn)“達到廣域網(wǎng)覆蓋范圍的局域網(wǎng)”。
當前大多企業(yè)廣域網(wǎng)架構是根據(jù)分支站點規(guī)模和實際業(yè)務需求,多種類型線路的混合搭配而成。
企業(yè)最常用的廣域網(wǎng)的線路類型有以下幾種:
1) MPLS-VPN,性價比高、穩(wěn)定可靠、QoS功能強、可拓展性強,受歡迎指數(shù)五顆星;
2) MSTP/SDH專線,點到點傳輸,帶寬利用率高、延遲低,一般作為MPLS-VPN組網(wǎng)的補充方式;
3) Internet寬帶,可作為搭建IP-SEC VPN的基礎線路接入企業(yè)網(wǎng)絡,也可作為站點訪問Internet的出口。
下面簡單舉例說明以上三種不同類型的線路適合的場景。
分割線 箭頭 動態(tài)
一家美資企業(yè),在中國設有多家分公司和工廠。中國區(qū)總部在北京。自建一主一備兩個數(shù)據(jù)中心,主數(shù)據(jù)中心在上海,主要承載對內的IT系統(tǒng)服務和對外的官網(wǎng)服務。備份數(shù)據(jù)中心在香港,當主數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)難以短時恢復的重大故障導致業(yè)務中斷時間較長時啟用。兩個數(shù)據(jù)中心在夜間同步數(shù)據(jù)。
圖一 廣域網(wǎng)拓撲圖
根據(jù)拓撲圖可以看出,MPLS-VPN專線是主要線路類型。在同城的不同站點之間的連接采用的MSTP專線,因為同城MSTP專線的成本低,線路質量好。對于一些重要站點,如北京總部、天津工廠使用基于Internet線路的IP-SEC VPN作為備份線路,接入到上海主數(shù)據(jù)中心。
對于廣域網(wǎng)架構的設計,主要考慮的因素有如下幾點:
1)站點SLA級別的定義
根據(jù)各站點對業(yè)務的連續(xù)性不同要求,制定線路冗余性級別,以及運維時故障通報的不同對象。
在上例中,根據(jù)業(yè)務需求,從高至低依次分為如下幾個級別:
1) 高:上海及香港數(shù)據(jù)中心,蘇州呼叫中心,采用雙專線冗余;
2) 中:北京總部,天津、深圳工廠,采用三角架構或IP-SEC VPN備份線路冗余;
3) 低:成都、武漢、廣州分公司,無線路冗余。
2)線路冗余性
以上圖為例,該設計提供了幾種不同類型的冗余方案:
全局主要干線的冗余,如上海主數(shù)據(jù)中心和香港備數(shù)據(jù)中心各有一條國際線路出口線路互為冗余;
重要節(jié)點三角架構的冗余,如深圳工廠這個重要節(jié)點,使用到同城分公司的MSTP專線,與兩個站點的MPLS-VPN專線形成三角冗余架構;
雙活線路冗余,如蘇州呼叫中心,采用雙MPLS-VPN線路,互為冗余的同時還有負載均衡的效果;
低級別線路冷備冗余,如北京總部、天津工廠,使用線路傳輸質量不如專線的Internet IP-SEC VPN線路作為冷備線路,當專線故障時能夠保證關鍵業(yè)務不中斷。
需要注意的是,雙線冗余的方案需要考慮采用不同線路提供商的線路,從而保證線路的“異構性”,避免因為運營商的問題而導致兩條線路同時發(fā)生故障。
3)帶寬利用率
除了按需設計線路帶寬以外,也可以采用分時段利用、數(shù)據(jù)分流等方式提高線路帶寬的利用率。
在上例中,上海和香港兩個數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)同步在夜間進行,讓兩條總頭線路的帶寬在夜間沒有閑置,就是采用了分時段利用的方式提高帶寬利用率的做法。
深圳工廠和深圳分公司之間若有數(shù)據(jù)交互,會通過點對點的直連專線進行傳輸,而不會通過MPLS-VPN專線,這便是使用數(shù)據(jù)分流的方式,也在一定程度上提高了帶寬的利用率。
4)QoS設計
根據(jù)業(yè)務流量類型的不同,將不同類型的流量劃分為不同的級別,定義優(yōu)先順序,從而保證業(yè)務按照不同的優(yōu)先級來使用帶寬資源,這便是QoS的主要作用。
一般MPLS-VPN支持分為三級或四級,不同級別單位帶寬的收費也不同。這里介紹通用的劃分方式:
第一優(yōu)先:VoIP語音流量。一般一路語音通道設置為25~32K即可滿足正常通話質量需求;
第二優(yōu)先:視頻會議流量。不同視頻會議設備廠商采用的壓縮算法水平不同,導致實現(xiàn)相同清晰度所需的帶寬會有所差別。以華為的視頻設備為例,要達到720P的畫質最低需要384K的帶寬, 1080P最低需要512K的帶寬;
第三優(yōu)先:對實時性要求較高的數(shù)據(jù)流量。比如,有些工廠的條碼掃描終端,需要將掃描的數(shù)據(jù)實時傳送至數(shù)據(jù)中心的服務器,就需要為這類流量設置QoS保障傳輸?shù)膶崟r性;
最次優(yōu)先:一般業(yè)務流量,如文件共享、郵件、瀏覽網(wǎng)頁、普通系統(tǒng)訪問等。
QoS的設計需要對業(yè)務所需流量帶寬準確掌握,否則會因帶寬分配的不合理而導致流量溢出,從而對業(yè)務造成不良影響。
5)路由設計
采用哪種路由協(xié)議、區(qū)域如何劃分、路徑怎樣規(guī)劃等等,雖然這些工作一般都會外包給服務商來完成,但多了解一些相關知識,對架構設計,故障排查,以及運維工作中需要中斷線路時影響范圍的把控等,都不無裨益。
金屬質感分割線
筆者認為,廣域網(wǎng)架構的設計與道路交通的設計有很多相似之處。實際上,網(wǎng)絡中很多工作機制原理的最初研發(fā)思路都是源于生活。對于網(wǎng)絡架構師,在日常的生活中多留心,多思考,有時也會為網(wǎng)絡架構設計提供思路和靈感。