孫道遠(yuǎn)

摘 要： 按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)，在交換機(jī)、路由器、UTM等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行配置部署從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通暢及性能優(yōu)化，以滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全可靠。在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)部署前，使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬真實(shí)情境進(jìn)行調(diào)試。結(jié)果表明：通過網(wǎng)絡(luò)組建的仿真測試，對網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行了調(diào)試與排除，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)預(yù)期的全部功能。在工程環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)的搭建，為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)部署可行性提供了有效的驗(yàn)證，加快了網(wǎng)絡(luò)組建的建設(shè)進(jìn)度，提高了網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力。

關(guān)鍵詞： 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)； 工程環(huán)境； 設(shè)備調(diào)試； 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

中圖分類號(hào)： TP 393.18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1671-2153（2018）02-0092-05

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試與優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)所需的重要崗位技能。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署前按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真測試，可以加快工程建設(shè)進(jìn)度。目前，在網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施前大多采用虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行測試，如思科的Cisco packet tracer模擬器、華三的HCL模擬器等。但是，模擬器環(huán)境下的搭建網(wǎng)絡(luò)和工程環(huán)境下的仿真測試相比存在著一定的差別和缺陷，如具體采用設(shè)備的型號(hào)、功能和實(shí)現(xiàn)方法等[1]。本文以一個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的部署作為研究對象，選取園區(qū)網(wǎng)的主要部分，采用真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從實(shí)驗(yàn)室的模擬向具體工程應(yīng)用進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)規(guī)范實(shí)施和技術(shù)人員實(shí)踐能力的提升。

1 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計(jì)

1.1 網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目情境與業(yè)務(wù)需求分析

某企業(yè)為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要，設(shè)立了總部和分支機(jī)構(gòu)兩個(gè)區(qū)域。為了更好管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，總部建立了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)上部署了虛擬化組網(wǎng)，為云計(jì)算平臺(tái)提供高可用的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。使用兩臺(tái)交換機(jī)相互聚合作為匯聚層設(shè)備，匯聚層通過安全設(shè)備和分支機(jī)構(gòu)及合作伙伴進(jìn)行連接，網(wǎng)絡(luò)中具體業(yè)務(wù)終端通過安全設(shè)備和總部數(shù)據(jù)中心及外部網(wǎng)絡(luò)相連接，實(shí)現(xiàn)安全可靠的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。在企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息化項(xiàng)目規(guī)劃與建設(shè)的中，部署了數(shù)據(jù)負(fù)載均衡策略；總分機(jī)構(gòu)之間部署鏈路加密等功能，實(shí)現(xiàn)安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸。本研究選用了H3C系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)施，設(shè)備選用如表1所示。

1.2 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組建的過程中，選取企業(yè)園區(qū)網(wǎng)骨干部分作為研究對象，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的過程中，使用分層建設(shè)思想，采用接入層、匯聚層、核心層三層結(jié)構(gòu)。服務(wù)器群連接在兩臺(tái)堆疊交換機(jī)組成的數(shù)據(jù)中心上，匯聚層采用兩臺(tái)交換機(jī)形成雙核心設(shè)置，實(shí)現(xiàn)可靠性與負(fù)載均衡，總部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通過UTM安全設(shè)備和分部及分支機(jī)構(gòu)向連接，總部具體的業(yè)務(wù)部門通過接入層交換機(jī)連接，具體拓?fù)浼敖涌谌鐖D1所示。

1.3 設(shè)備的連接及IP地址設(shè)置

在實(shí)施過程中，首先要使用568B類型的雙絞線按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)備連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)物理連接完成后，使用Console配置線和Secure-CRT軟件進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備命令行界面中，為每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行命名。接著，在通信網(wǎng)段的接口上設(shè)置IP地址，其中三層交換機(jī)與路由器相連接的接口在設(shè)置IP地址時(shí)，需要將接口配置成路由模式。同時(shí)，在實(shí)施過程中為了后期維護(hù)方便，要為連接線路設(shè)置清晰的標(biāo)簽。

2 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)施方案

在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)仿真測試的部署中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置調(diào)試思路要清晰明確，按照先進(jìn)行交換網(wǎng)絡(luò)部分的調(diào)試，再進(jìn)行路由網(wǎng)絡(luò)部分的調(diào)試優(yōu)化，在整體網(wǎng)絡(luò)貫通的基礎(chǔ)上，部署網(wǎng)絡(luò)安全功能，最后進(jìn)行集成測試[2]。

2.1 交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試及優(yōu)化

2.1.1 劃分虛擬局域網(wǎng)

VLAN劃分是接入層網(wǎng)絡(luò)的基本配置，IRF數(shù)據(jù)中心作為總部服務(wù)器集群的接入設(shè)備，IRF上創(chuàng)建了4個(gè)VLAN，網(wǎng)關(guān)在S2和S3上，因此在S2和S3上也需要?jiǎng)?chuàng)建相同的4個(gè)VLAN。在IRF交換機(jī)上需要進(jìn)行VLAN 的創(chuàng)建和端口的換分。VLAN的劃分可以使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更加的靈活，管理更加的便利。交換機(jī)之間的Trunk端口允許多個(gè)VLAN的數(shù)據(jù)通過，在此設(shè)置只允許業(yè)務(wù)網(wǎng)的VLAN通過，如不加以控制可能導(dǎo)致干道鏈路的負(fù)擔(dān)。業(yè)務(wù)部門交換機(jī)S1連接具體的業(yè)務(wù)終端，在上面也劃分了4個(gè)VLAN。

2.1.2 建立虛擬化數(shù)據(jù)中心

在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，服務(wù)器群為企業(yè)業(yè)務(wù)提供重要的資源保障，需要建立數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)其安全可靠與管理。在本研究中，使用兩臺(tái)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)通過IRF虛擬化為一臺(tái)邏輯設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理[3]。當(dāng)其中一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備、鏈路切換，保證業(yè)務(wù)不中斷。規(guī)劃IRF-1和IRF-2間的XG1/0/27-28 端口間線路作為虛擬鏈路，使用光纖模塊線連接，采用鏈?zhǔn)蕉询B方式，將兩個(gè)物理端口添加到一個(gè)邏輯端口中，通過IRF技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化。此外為了檢測IRF的故障，使用MAD BFD技術(shù)進(jìn)行多活檢測，在兩臺(tái)交換機(jī)的23號(hào)端口之間使用雙絞線建立一條檢測鏈路，并將端口添加到VLAN 1000中，在此VLAN接口上為每臺(tái)成員設(shè)備配置不同的MADip，與成員設(shè)備編號(hào)綁定。

2.1.3 在匯聚層交換機(jī)上進(jìn)行鏈路聚合及檢測

S2和S3作為網(wǎng)絡(luò)匯聚層設(shè)備需要具備高可靠性，在此可以將兩臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行鏈路聚合設(shè)置并且開啟DLDP（設(shè)備鏈路檢測協(xié)議）。在交換網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)通過鏈路聚合可以提高帶寬，在數(shù)據(jù)訪問量過大的情況下也可實(shí)現(xiàn)流量的均衡，減輕鏈路的壓力。本研究中鏈路聚合選用動(dòng)態(tài)鏈路聚合方式，首先設(shè)置成為動(dòng)態(tài)聚合狀態(tài)，再將物理端口加入聚合鏈路中，否則無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚合功能，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)分配。DLDP的使用可以有效的檢測鏈路的通信故障，使IRF，S2，S3三臺(tái)交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)能夠正常轉(zhuǎn)發(fā)。

2.1.4 使用MSTP+VRRP提高網(wǎng)絡(luò)可靠性

MSTP（多生成樹協(xié)議）+VRRP（虛擬路由器冗余協(xié)議）技術(shù)的結(jié)合是當(dāng)前部署交換網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要技術(shù)，MSTP技術(shù)可以避免環(huán)路的產(chǎn)生，VRRP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)段部分的出口數(shù)據(jù)負(fù)載均衡和互為備份[4]。在當(dāng)前環(huán)境中IRF，S2，S3之間形成了交換網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，需要使用生成樹協(xié)議加以控制，同時(shí)S2和S3又作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段的物理網(wǎng)關(guān)，MSTP+VRRP技術(shù)的使用可以使上述問題得到有效合理的解決與優(yōu)化。首先使用MSTP解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問題，在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)運(yùn)行2棵生成樹，其中VLAN 10和VLAN 20以S2為根，S3作為備份；VLAN 30和VLAN40以S3為根，S2作為備份。以S2為例實(shí)施方案如下：

[S2]stp region-configuration //開啟多生成樹協(xié)議

[S2-mst-region]region-name H3C //命名區(qū)域名稱

[S2-mst-region]instance 1 vlan 10 20 //將 VLAN 10、VLAN 20加入到實(shí)例1中

[S2-mst-region]instance 2 vlan 30 40 //將 VLAN 30、VLAN 40加入到實(shí)例2中

[S2-mst-region]active region-configuration //激活多生成樹

[S2]stp instance 1 root primary //將 S2設(shè)置成為實(shí)例1的主根

[S2]stp instance 2 root secondary //將 S2設(shè)置成為實(shí)例1的備根

[S2]stp enable //在S2上全局開啟STP

在網(wǎng)關(guān)的設(shè)置上，為了避免因網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生鏈路中斷，每個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)段在S2和S3上設(shè)置兩個(gè)物理網(wǎng)關(guān)地址，使用VRRP協(xié)議設(shè)置一個(gè)虛擬邏輯網(wǎng)關(guān)，作為路由網(wǎng)關(guān)使用，地址設(shè)置如表2所示。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效利用，將S2作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 10和VLAN 20的Master設(shè)備，S3作為Backup設(shè)備；將S3作為業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 30和VLAN 40的Master設(shè)備，S2作為Backup設(shè)備。同時(shí)為了快速檢測出Master主設(shè)備的故障，在Master備上配置監(jiān)視指定的Track項(xiàng)使用BFD雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測技術(shù)檢測S2和R2，S3和R3的上行鏈路狀態(tài)，如當(dāng)Master設(shè)備S2連接上行鏈路的接口處于Down狀態(tài)時(shí)，S2主動(dòng)降低自己的優(yōu)先級(jí)，使得備份組內(nèi)S3成為Master，承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，S2故障恢復(fù)后再切換回S2。MSTP+VRRP技術(shù)的應(yīng)用使得內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)了有效的控制，提高了可靠性。

本文以業(yè)務(wù)網(wǎng)段VLAN 10為例進(jìn)行設(shè)置：

[S2]interface Vlan-interface10 //在S2上開啟VLAN 10接口

[S2-Vlan-interface10] ip address 192.30.10.252 255.255.255.0//設(shè)置VLAN 10接口IP地址

[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 virtual-ip 192.30.10.254//設(shè)置VLAN 10的虛擬IP地址

[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 priority 150//設(shè)置VLAN 10在S2上的優(yōu)先級(jí)

[S2-Vlan-interface10] vrrp vrid 10 track 1 reduced 50//設(shè)置VLAN 10的track檢測

[S2] track 1 bfd echo interface Ethernet1/0/1 remote ip 10.0.0.5 local ip 10.0.0.6//bfd檢測

[S3]interface Vlan-interface10//在S2上開啟VLAN 10接口

[S3-Vlan-interface10]ip address 192.30.10.253 255.255.255.0//設(shè)置VLAN 10接口IP地址

[S3-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.30.10.254//設(shè)置VLAN 10的虛擬IP地址

[S3-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 priority 110//設(shè)置VLAN 10在S3上的優(yōu)先級(jí)

2.2 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)路由的部署實(shí)現(xiàn)

本研究使用了網(wǎng)絡(luò)收斂速度更快、度量更加優(yōu)化、無環(huán)路的OSPF路由協(xié)議。在本網(wǎng)絡(luò)中主要涉及到總部、分支機(jī)構(gòu)和合作伙伴之間三部分網(wǎng)絡(luò)，在OSPF路由協(xié)議設(shè)計(jì)的過程中，總部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備SW2，SW3，RT1，UTM上OSPF進(jìn)程為10；在連接分部以及合作伙伴設(shè)備UTM，RT2，RT3上OSPF進(jìn)程為20。

本文以UTM設(shè)備上的路由協(xié)議設(shè)置為例，連接了S1，S3，R2，R3等4個(gè)設(shè)備。在設(shè)備上部署OSPF路由協(xié)議，首先需要啟動(dòng)OSPF進(jìn)程，指定置OSPF骨干區(qū)域，在OSPF路由協(xié)議區(qū)域模式下將其所包含的直連網(wǎng)段添加其中，在完成了OSPF基本功能配置后再進(jìn)行安全及優(yōu)化設(shè)置。在UTM的OSPF區(qū)域和接口模式下使用ospf authentication？螄mode simple plain huainan命令啟用OSPF驗(yàn)證，以此保護(hù)業(yè)務(wù)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)安全。以太網(wǎng)接口的默認(rèn)ospf網(wǎng)絡(luò)類型為broadcast，收斂時(shí)間較慢，為了優(yōu)化OSPF網(wǎng)絡(luò)，以盡可能加快OSPF收斂速度，使用ospf network？螄type p2p命令將接口網(wǎng)絡(luò)類型調(diào)整為point？螄to？螄point類型。由于UTM同時(shí)處于OSPF進(jìn)程10和進(jìn)程20中，此時(shí)需要在各自進(jìn)程中使用import？螄route ospf Process？螄id命令進(jìn)行進(jìn)程的相互引入。

在SW2，SW3，RT1，RT2，RT3上需要進(jìn)行OSPF協(xié)議中進(jìn)行基本功能配置、安全特性設(shè)置及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。為了保護(hù)服務(wù)器群的業(yè)務(wù)網(wǎng)段數(shù)據(jù)，提高OSPF路由協(xié)議的安全性，在匯聚層交換機(jī)S2和S3上服務(wù)器VLAN的接口上使用silent？螄interface命令可以將服務(wù)器網(wǎng)段虛擬局域網(wǎng)接口變成靜默接口，靜止發(fā)送OSPF報(bào)文，S2和S3可以學(xué)習(xí)到外部的路由，但其他路由器學(xué)習(xí)不到S2和S3連接的業(yè)務(wù)網(wǎng)段數(shù)據(jù)報(bào)文。

2.3 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)VPN安全鏈路的實(shí)現(xiàn)

UTM是一種被稱為統(tǒng)一威脅管理的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，不僅可以部署路由功能還可以實(shí)現(xiàn)防火墻及防攻擊、防病毒等功能。在園區(qū)網(wǎng)中使用的是H3C系列U-200S，它具有5 kM的以太網(wǎng)接口，其中G0/0作為管理接口，其他接口作為配置接口，和總部網(wǎng)絡(luò)相連的G0/1和G0/2接口劃分在Trust安全域中，連接分部的G0/3接口和連接合作伙伴的G0/4接口劃分在Untrust安全域中。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在Trust和Untrust兩個(gè)安全域中傳輸需要在UTM創(chuàng)建域間策略規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)引流，具體創(chuàng)建的域間策略規(guī)則有：Local域到Trust域、Local域到Untrust域、Trust域到local域、Untrust域到Local域、Untrust域到Trust域以及Trust域到Untrust域。在這些域間策略規(guī)則中設(shè)置需要通過的源IP地址和目的IP地址，最后將過濾動(dòng)作設(shè)置為Permit，域間策略規(guī)則的實(shí)施在UTM上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的引流。上述部署可以在UTM圖形界面中基本配置的接口管理和安全域中實(shí)現(xiàn)。

在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，為了保障總部與分部及合作伙伴鏈路的數(shù)據(jù)傳輸安全，使用了VPN（虛擬專用網(wǎng)）技術(shù)，它可以在公共的網(wǎng)絡(luò)中建立加密的傳輸隧道[5]。在測試過程中，分別在UTM和R2，UTM和R3之間通過GRE over IPSec的方式建立VPN進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。VPN部署的具體思路：① 首先設(shè)置ACL確定要保護(hù)的數(shù)據(jù)，此時(shí)主要保護(hù)總部業(yè)務(wù)網(wǎng)段和分部業(yè)務(wù)網(wǎng)段之間的相互訪問的數(shù)據(jù)；② 設(shè)置安全提議，這是建立加密隧道的基礎(chǔ)，根據(jù)具體情況此處采用了ESP安全協(xié)議，使用了DES加密算法和HMAC-SHA-1認(rèn)證算法，保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性；③ 設(shè)置安全策略，在安全策略中需要確定對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行和保護(hù)措施，采用IKE自動(dòng)協(xié)商方式與對等體生成秘鑰并建立SA；④ 最后，在接口上進(jìn)行策略的應(yīng)用，由于本研究使用了GRE over IPSec VPN，需要在Tunnel端口上進(jìn)行策略的應(yīng)用。

3 網(wǎng)絡(luò)調(diào)試與測試結(jié)果

網(wǎng)絡(luò)組建部署完畢后需要對網(wǎng)絡(luò)的功能進(jìn)行測試，以確定網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)。

（1） 路由測試。通過在路由器R2上使用display ip routing？螄table進(jìn)行查看路由信息，R2已經(jīng)學(xué)習(xí)到園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的全部路由信息。R2路由表如圖2所示。

（2） 鏈路通暢測試。在路由網(wǎng)絡(luò)部分部署成功的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步測試鏈路的通暢，在IRF的VLAN 10中接入一臺(tái)PC，作為市場部服務(wù)器，其IP地址為192.30.10.2，從分部R2發(fā)送數(shù)據(jù)至該服務(wù)器，如圖3所示實(shí)現(xiàn)了暢通。

（3） VPN測試。當(dāng)UTM分別和R2及R3建立IPsec VPN后，需要在兩個(gè)受保護(hù)的網(wǎng)段之間相互發(fā)送數(shù)據(jù)流，才能夠激活I(lǐng)PSec SA，否則SA無法建立。圖4現(xiàn)實(shí)了分部R2上SA的建立情況。通過測試結(jié)果，可以清晰的看到UTM和R2之間的VPN已經(jīng)成功建立，數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中進(jìn)行了加密保護(hù)。

4 結(jié) 論

工程環(huán)境下園區(qū)網(wǎng)絡(luò)組建的實(shí)施，按照工程項(xiàng)目的實(shí)施流程，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行優(yōu)化，使用了交換、路由、安全等方面的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的暢通、可靠和安全。通過工程環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真測試，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施能力，對網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證，網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行了測試，加快了園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施進(jìn)度，對中小企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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