[隨筆] CCNP Switch Ch.1 企業園區網路設計
說明 Cisco 階層式網路設計原則
可預測行為的網路模型：低維護性、高可用性
網路規劃應根據資料流來思考，理想狀況下，所有 End-User 資源存取的距離成本一致。
一個標準的網路模型：存取層、分散層、核心層
- 存取層：終端使用者的存取接入點
- 分散層：匯集存取層交換器
- 核心層：當使用者成長到一定數量，必須匯集分散層交換器而使用
說明分層網絡設計模型（Hierarchical Network Design Model）
存取層（Access Layer）
存取層是 End-User 的網路接入點，存取層交換器通常提供 User 之間 Layer 2（VLAN）的連結性。
此層的設備（有時被稱作 大樓存取層交換器 - Building access switch）應擁有下列功能：
- 低成本的交換埠
- 高密度的交換埠
- 可利用上行鏈路（Uplink）擴展到上層
- 高可用性
- 能夠集中提供的網路服務（資料、語音、視訊）
- 防護功能與服務品質（QoS）
分散層（Distribution Layer）
分散層匯集了所有存取層設備的 Uplink，分散層交換器必須能夠處理來自所有連線設備的總流量，
也就是應該具備高密度的高速鏈路交換埠，以便支援存取層交換器所集中的流量。
由於 VLAN 與廣播領域集中在分散層，故通常需要支援路由繞送（Support Routing）、過濾及安全性。
分散層通常為第三層的邊界，此為路由 access VLAN 之處。
此層中的設備（有時被稱作 大樓分散層交換器 - Building Distribution switch）應擁有下列功能：
- 可匯集多個存取層交換器
- 針對封包處理能提供更高的第 3 層路由效率（Layer 3）
- 提供安全性與原則型連線功能
- QoS 功能
- 核心層與存取層之間的高速鏈路具備可擴展性與備援性（e.x. Uplink 1 GbE > 10 GbE）
核心層（Core Layer）
園區網路的核心層提供所有分散層設備之間的連接，故核心層（網路骨幹）交換的資料流必須盡可能地有效率。
核心層交換器應具有下列屬性：
- 極高的 Layer 3 路由傳輸率
- 不執行高成本或不必要的封包處理（存取清單、封包過濾）
- 支援高可用性的容錯與彈性
- 進階的 QoS 功能
在園區網路的核心層（骨幹）的設備應針對高效率交換進行最佳化，因為核心層必須處理整個園區龐大的資料量，故核心層應針對單純及效率問題來設計。
模組化的網路設計
交換式區塊好處
- 擴充方便
- 不須 Full-Mesh 即有一定的可靠程度
企業網路基本單元
- 交換式區塊（Switch Block）：
- 包含一群存取層交換器，以及與他們相連的分散層交換器。
- 亦稱作存取分散式區塊（_access distribution block_），因包含這兩個交換層而得此名。
- 核心區塊（Core Block）：園區網路的骨幹，連接所有的交換式區塊
交換式區塊大小
分散層大小如何決定：
- 資料流類型及模式
- 共同工作的群組與數量
- 分散層上 Layer 3 交換容量之數量
- 連接到存取層的 User 總數
- Subnet 或 VLAN 之地理邊界
- 一個交換式區塊內的使用者總數不超過 2000 個
交換式區塊過大時的狀況：
- 分散層的 Router（Layer 3 Switch）成為流量瓶頸。
- 原因可能有：
- 跨 VLAN 的流量過高
- CPU 處理過於密集
- 封包原則或安全性功能過多導致交換時間過長
- Broadcast 和 Multicast 流量過多，導致佔用了交換式區塊的交換處理速度。
交換式區塊備援設計
設計原則：
- 每個交換式區塊由 2 台分散層交換器所組成
- 每台存取層交換器應具備一對 uplink
- 每一個存取層交換器只能負責唯一一個** VLAN **，避免形成 Layer 2 的邏輯迴圈。
階層網路備援設計原則
- 每個階層使用一對的交換器
- 每台交換器利用兩條 Uplink 作為備援之用
- 分散層之間連接一條鏈路作為備援即可
- 存取層交換器原則上不要直連
- VLAN（Layer 2）的範圍不要超出分散層交換器
網路核心
核心層
- 分散與核心交換器之間的鏈路最好是第 3 層路由介面
- 核心層交換器之間的鏈路，最好能夠乘載匯集進入其中一台核心交換器的流量
- 考慮未來擴充的方便性 e.x. 1GbE Module to 10GbE Module
- 核心層應當含括兩台多層交換器，備援核心被稱為雙核心（Dual Core）
- 核心層形成一個獨立的模組，未併入其他區塊或階層
多節點核心（Multinode Core）
當園區網路成長到橫跨兩棟大樓或兩個地區時，核心層即可倍增
核心層彼此以 Full-Mesh 狀態建構，達到互相備援的狀態。
整合式核心區塊（Collapsed core block）
- 分散層以及核心層雖然實作在相同設備上，但保持這些功能的獨立性及適當設計很重要
- 整合式核心非獨立的單元區塊，而是整合到個別獨立交換式區塊的分散層裡
參考資料
本篇文章為本人閱讀碁峰出版《CCNP Routing and Switching SWITCH 300-115專業認證手冊》第一章後所整理出的筆記，圖片皆是出自於該書內容，若有侵權疑慮請來信或留言告知，將盡速撤下文章。