[基金項目] 寧波大學(xué)校科研基金資助項目 （ 項目編號 XYL11010 ）

[摘 要]信息化倉儲庫房管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的可靠性、擴展性、冗余備份、容錯容災(zāi)成為大家重視的關(guān)鍵點。一個好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成為智能信息化平臺能夠順利運行的基礎(chǔ)。本文主要講述一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計方法和可靠性分析。

[關(guān)鍵詞]倉儲庫房管理系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 可靠性

引言

隨著社會信息化的推進，各種智能終端的衍生，智慧化的信息系統(tǒng)平臺越來越受到社會的認(rèn)可。伴隨著智能Office 、在線企業(yè)工作平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺、倉儲管理等一系列信息平臺的出現(xiàn)。智能信息化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的可靠性越來越受到社會用戶的關(guān)注。一個合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為信息化系統(tǒng)正常運行提供了可靠保障。

一、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述

經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計模型一般將網(wǎng)絡(luò)分成三層：核心層、匯聚層、接入層。

1.核心層

核心層的主要功能是在局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間提供高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，提高業(yè)務(wù)用戶的服務(wù)質(zhì)量。核心層主要采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)具有線速的轉(zhuǎn)發(fā)能力，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間連接須支持多種鏈路捆綁技術(shù)，有支持多種網(wǎng)絡(luò)類型的接口，保證鏈路帶寬及未來的擴展能力。

2.匯聚層

匯聚層是用來提供自下而上的接入層數(shù)據(jù)，并向上與核心層連接，進行數(shù)據(jù)的進一步轉(zhuǎn)發(fā)。匯聚層不僅提供數(shù)據(jù)連通性的功能，而且負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量保證等業(yè)務(wù)。

3.接入層

接入層用來連接業(yè)務(wù)用戶和服務(wù)器群，可以提供身份認(rèn)證、安全、相關(guān)冗余鏈路等功能。

在很多網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，核心層已可直連接入層，這樣的設(shè)計提高了運行效率，也減少的成本的投入。業(yè)務(wù)服務(wù)器區(qū)域從接入層的直連轉(zhuǎn)向和核心層的直連。

二、 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計原則

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計原則以先進性、實用性、可擴展性為根本原則，既要滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)需求，又要適當(dāng)考慮將來的發(fā)展需要；盡量采用成熟穩(wěn)定的技術(shù)和產(chǎn)品，有效地利用現(xiàn)有的硬件、軟件等資源，有效地防止網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的失敗和反復(fù)。在用戶專用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中建設(shè)過程中，還將遵循以下原則：

1.統(tǒng)一規(guī)劃原則：

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計應(yīng)采取統(tǒng)一部署，逐步推進的設(shè)計方法，即在建設(shè)之初先進行總體規(guī)劃，然后在總體規(guī)劃的指導(dǎo)下分布建設(shè)。由于各個子網(wǎng)架構(gòu)相互之間既獨立又關(guān)聯(lián)，所以需要充分考慮各子網(wǎng)架構(gòu)與其它子網(wǎng)架構(gòu)以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)，設(shè)計好與相互之間的網(wǎng)絡(luò)信息接口。

2.實用性和適應(yīng)性原則：

實用性是衡量網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最重要的指標(biāo)，是否與需求結(jié)合的緊密，是否具有嚴(yán)格的業(yè)務(wù)針對性，是架構(gòu)成敗的關(guān)鍵因素，因此，每一個提交給用戶手上的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都應(yīng)該是實用的，解決問題的。適應(yīng)性是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中重要的指標(biāo)之一，架構(gòu)的設(shè)計從最開始就應(yīng)該以適應(yīng)于多種運行環(huán)境，而且還必須具有應(yīng)變能力，以適應(yīng)未來變化的環(huán)境和需求。

三、 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可靠性的設(shè)計分析

1.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)接入層模型分析

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)接入層可靠性特征：

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可采用雙引擎方式，提供與匯聚或核心層設(shè)備的鏈路匯聚功能，以提高帶寬的利用率，在安全方面加強接口的安全認(rèn)證和數(shù)據(jù)幀的處理方式，通過配置802.1X，動態(tài)ARP檢查及IP源地址保護等功能增加安全性，防止非法訪問。

接入層到匯聚層有幾種連接方式，如圖1所示。

1） 倒U形接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征：

不需要運用生成樹協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)可以進行二層數(shù)據(jù)鏈路層的擴展，各VLAN通訊可以通過匯聚交換機進行通訊，網(wǎng)絡(luò)管理簡單。當(dāng)一端匯聚交換機發(fā)生故障，會造成同一端接入交換機上的業(yè)務(wù)服務(wù)器數(shù)據(jù)信息的損失，無法實現(xiàn)接入的高可用性。

2） U形接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征：

在匯聚層交換機間連接心跳線，運用虛擬路由器冗余協(xié)議進行構(gòu)建，不需要采用生成樹協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)管理簡單。VLAN不能跨匯聚交換機通訊，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃單一，接入層交換機間鏈路故障，冗余網(wǎng)關(guān)協(xié)議心跳報文無法傳遞，網(wǎng)絡(luò)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

3） 矩形接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征：

VLAN由于接入與匯聚交換機之間有冗余鏈路的存在，所以運用生成樹協(xié)議進行配置。

當(dāng)接入交換機一端的上行鏈路出現(xiàn)故障，備份鏈路生效，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。但會造成另一端匯聚交換機網(wǎng)絡(luò)流量增大，交換機負(fù)荷加大，網(wǎng)絡(luò)可靠性降低。

4） 三角形接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征

接入和匯聚交換機間有冗余鏈路。VLAN可跨匯聚層交換機通訊，管理方便。網(wǎng)絡(luò)可靠性高。

以上幾種方式為一般情況下的接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征，三角形接入層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了高可靠性和可擴展性，但需要在交換機上啟用MSTP多生成樹協(xié)議，且需要在匯聚交換機上啟動虛擬路由器冗余協(xié)議。不管運用何種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可在交換機間使用鏈路聚合技術(shù)增加鏈路帶寬，但設(shè)計時需要考慮設(shè)備商之間的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議兼容性問題。

2.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)匯聚與核心模型分析

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心與匯聚可靠性特征：

匯聚和核心層都應(yīng)該采用冗余節(jié)點進行備份連接，通過快速的路由收斂實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的正常運行。當(dāng)匯聚和核心層有網(wǎng)關(guān)設(shè)置時，需要通過虛擬路由器冗余協(xié)議VRRP、HSRP熱備份路由器等協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的冗余備份和負(fù)載均衡。

匯聚層到核心層間運行OSPF等路由選擇協(xié)議來保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行。可以對相關(guān)的路由選擇協(xié)議進行適當(dāng)?shù)亩攘恐翟O(shè)定，對路由信息的網(wǎng)絡(luò)流量進行主備路徑的轉(zhuǎn)發(fā)處理。匯聚和核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型如下圖2所示。

圖2中，矩形架構(gòu)從匯聚到核心沒有冗余鏈路，當(dāng)核心主鏈路出現(xiàn)故障后，要通過運用路由協(xié)議來獲取冗余路徑進行數(shù)據(jù)的傳輸。三角形匯聚于核心網(wǎng)絡(luò)具有全冗余鏈路和轉(zhuǎn)發(fā)路徑，并且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓畔⒏聲r間短，收斂快。

核心層設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點，設(shè)備需要能夠快速進行數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)發(fā)，并且需要高可靠性和穩(wěn)定性。設(shè)計時應(yīng)當(dāng)采用雙核心或多核心設(shè)備進行設(shè)計，如果需要考慮成本，建議單核心設(shè)備需要配置雙引擎，雙電源，雙風(fēng)扇，設(shè)備接口具有擴展性。

四、 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是倉儲庫房管理系統(tǒng)的重要組成部分?？煽啃詾榫W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵之處。一個可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能維持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，當(dāng)出現(xiàn)故障時能實時進行修復(fù)，具有完備的容錯容災(zāi)架構(gòu)是用戶所需要的。本文概要的介紹了一些常用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，在實際的社會實踐中，兩地三中心、虛擬化的概念逐漸成為今后網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個趨勢，這里不進行闡述了?？煽康木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為倉儲庫房信息化系統(tǒng)的正常運行提供了必備條件。

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