1.层次化网络结构设计

三层网络架构采用层次化模型设计，即将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）和接入层（将工作站接入网络）。在一个大型网络里，如果只采用接入层和核心层的两层结构，那么核心层，既要做交换，又要做策略、流控，这样核心层交换机的压力会很大，整个网络性能就得不到保障，如果加入汇聚层，首先一个可以将大网络化成小网络，相对方便管理，就算其中一台汇聚出现问题也只会影响局部网络不会影响到整体，整体网络性能得到保证。

从二层交换技术的网络架构调整到三层交换技术的网络架构，网络的优化效果明显，配之以网管软件，网络的安全性和可防护性大为提高。通过合理配置核心交换机，充分发挥了核心交换机的硬件性能，调整核心交换机在带宽、网络流量处理能力位置结构，具备良好的扩展性，根据业务需求划分VLAN，控制广播范围，抑制广播风暴，提高了局域网的整体性能和安全性。如图6-4展示了一个经典的三层网络架构。

（1）核心层

核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输，负责整个网络的网内数据交换。核心层设计任务的重点通常是在冗余能力、可靠性和高速的传输等方面。

图6-4 三层网络架构

核心层是网络的骨干，必须能够提供高速数据交换和路由快速收敛，要求具有较高的可靠性、稳定性和易扩展性等。对于大型局域网的核心层，必须提供高性能、高可靠的网络结构。核心交换机设备应该在提供大容量、高性能L2/L3交换服务基础上，能够进一步融合了硬件IPv6、网络安全、网络业务分析等智能特性，可为校园园区构建融合业务的基础网络平台，进而帮助用户实现IT资源整合的需求。

（2）汇聚层

汇聚层主要负责连接接入层接点和核心层中心，汇集分散的接入点，扩大核心层设备的端口密度和种类，汇聚各区域数据流量，实现骨干网络之间的优化传输。汇聚交换机还负责本区域内的数据交换，汇聚交换机一般与中心交换机同类型，仍需要较高的性能和比较丰富的功能，但吞吐量较低。

汇聚层来自分布在某个楼宇的接入层交换机的流量，当路由协议应用于这一层时，具有负载均衡、快速收敛和易于扩展等特点，这一层还可作为接入设备的第一跳网关；对于大型局域网的汇聚层设备，应该能够承载多种融合业务，能够融合了MPLS、IPv6、网络安全、无线、无源光网络等多种业务，提供不间断转发、优雅重启（Graceful Restart）、环网保护等多种高可靠技术，能够承载大型园区融合业务的需求。(www.daowen.com)

（3）接入层

接入层网络作为二层交换网络，提供工作站等设备的网络接入，设备端口比较密集。接入层在整个网络中接入交换机的数量最多，具有即插即用的特性。对此类交换机的要求，一是价格合理；二是可管理性好，易于使用和维护；三是有足够的吞吐量；四是稳定性好，能够在比较恶劣的环境下稳定地工作。

接入层提供网络的第一级接入功能，完成简单的二、三层交换，安全、Qos和POE功能都位于这一层。对于大型局域网的接入层设备，现在普遍采用千兆接入的方式，应该具有丰富的ACL策略以及高级QoS策略等功能。

2.冗余拓扑网络结构设计

在很多行业和企业用户里，对网络都有实时性的要求，比如金融、证券、航空、铁路、邮政以及一些企业用户等，其网络一旦出现故障，将会带来巨大的经济损失；但网络涉及环节非常多，比如说线路、电信的设备等，任何一个环节出现问题，都会导致整个网络传输运行的停止。所以应该给用户提供冗余的网络，作为重要的网络设备路由器和核心交换机，就是通过备份来实现网络的冗余，确保网络的畅通。

在单点故障隐患的网络连接中，一个核心节点或汇聚节点的故障往往会导致下连所有节点设备的业务中断；或下连节点设备有大流量业务冲击时，上层设备处理能力不够。所以在高可用的网络设计中可采用“网络节点冗余+链路冗余”的设计方法。例如，核心级设备的双机热备、双链路接入。如果网络中存在单点故障的隐患，且该隐患处于核心层位置，则网络的可用性受到挑战，进而整个企业的IT业务的应用也存在隐患。

为了提高整个网络可靠性，核心交换机采用双机热备份、负载平衡方式，即两台核心交换机正常情况下都参与工作，当其中的任何一台发生故障时，另外一台可以自动、无缝地接管它的工作，这对网络管理员、用户来说都是透明的，无需人工干预故障切换。提高网络对突发事故的自动容错能力，最小化网络的失效时间。

如图6-5所示，核心层采用双机热备的技术，可以防止网络结构中的单点故障，提高企业网络的可用性。在核心层网络中采用双机热备的冗余网络节点的方式，通过冗余协议配置，正常情况下业务应用的数据可通过两台核心设备转发，降低大业务量对单台核心设备的压力；当一台核心层设备故障的时候，接入层设备的业务可以自动切换到另外一台核心层设备上正常转发，增强了网络对单点设备故障的容错能力。

图6-5 冗余网络设计