基于GNS3的某省农科院网络组网规划方案设计

目录
1 绪论 1
2 网络设计原则 1
2.1 网络需求分析 1
2.1.1 网络性能需求分析 1
2.2 网络系统设计原则 3
2.2.1 标准化原则 3
2.2.2 选用的技术 3
2.2.3 网络业务的适应性 3
2.2.4 易管理和便于维护 3
2.2.5 充分考虑冗余和备份 3
2.2.6 网络路由协议的开放性 3
3 网络设计 4
3.1 园区网络结构 4
3.2 广域网接口区网络设计 5
3.2.1 总部广域网接入 5
3.2.2 分支机构与总部之间的访问 6
3.3 核心网络设计 7
3.4 A区网络设计 8
3.5 B区网络设计 9
3.6 C区网络设计 10
3.7 D区网络设计 11
3.8 数据中心设计 12
3.8.1 新一代数据中心设计目标 12
3.8.2 某省农科院数据中心设计需求 12
3.8.3 某省农科院数据中心技术实现 13
3.8.4 数据中心总体网络结构 22
3.9 无线网络设计 42
4 网络的实现 42
4.1 路由的设计 43
4.1.1 路由协议对比 43
4.1.2 路由设计 48
4.1.3 OSPF路由协议配置优点 48
4.2 IP地址的规划 49
4.2.1 IP地址编制原则 49
4.2.2 IP地址编制方法 50
4.2.3 某省农科院IP地址规划 51
5 视频会议系统 53
5.1 某省农科院网真项目概述 53
5.1.1 项目需求描述 53
5.1.2 项目目的和意义 54
5.2 什么是思科网真系统 55
5.2.1 视频会议技术及发展简介 55
5.2.2 思科网真系统与传统视频会议系统的区别 57
5.2.3 思科网真系统的技术先进性 59
5.2.4 思科网真系统综述 62
5.3 某省农科院网真项目设计方案 65
5.3.1 思科网真会议系统架构 65
5.3.2 项目实施后的预期目标 66
5.3.3 某省农科院网真系统部署方案设计原则 66
5.3.4 某省农科院网真系统部署方案设计 66
5.3.5 思科网真对某省农科院网络带宽的需求分析 72
6 设备选型 75
6.1 广域网接口区设备选择 75
表6.1：广域网接口区设备选型 75
6.2 核心区设备选择 75
6.3 A区设备选择 76
表6.3：A区设备选型 76
6.4 B区设备选择 76
续表6.4 77
6.5 C区设备选择 77
6.6 D区设备选择 78
6.7 数据中心设备选择 78
6.8 无线网络设备选择 79
7 结论 80
8 附录一： 81
8.1 模拟环境拓扑图 81
8.2 模拟环境配置清单 81
2.1网络需求分析
2.1.1网络性能需求分析
随着互联网的发展，网络已经成为任何一个单位的基础业务平台，大量的业务在网络上运行，访问和数据传输量的剧增，网络负荷也相应增长。尤其是多媒体技术的应用，视频数据、音频数据耗费大量网络带宽。如果网络没有高性能，会导致系统反应缓慢，甚至在业务量突增时，发生系统崩溃、中止和异常等现象。高性能的网络也是一些关键业务或特殊应用的必备条件。网络在初始建设时不仅要考虑到如何实现数据传输的性能，还要充分考虑网络的冗余与可靠，否则一旦运行过程中网络发生故障，系统又不能快速恢复工作，所带来的后果将是学校的损失，影响学校的声誉与形象。
延时（delay）
网络的延时是一比特的数据从一台计算机传到另一台计算机所花费的时间。实际应用系统中，人们更关心的是响应时间。响应时间如果太长，操作员会不耐烦，会认为系统发生了故障。根据统计，最大延时不应超过5s。在设计中常常用到各种报文在网络中传送的平均延时作为比较参数，或者规定报文传送的最大延时限度，作为优化设计的约束条件。
由于影响延时的因素较多，特别是应用系统规模较难确定的情况下，本方案提出以下延时指标作为某省农科院核心网络升级的初步目标：
在网络正常运行以及所涉及的计算机有足够处理能力的情况下，对于跨广域的客户机/服务器关键性应用系统的客户机与服务器之间的平均延时不超过30ms，最大延时不超过100ms；其它跨广域的应用系统的主机之间通信平均延时为50ms，最大延时不超过300ms。这些指标将以1500字节分组的ping的时间作测试，或网络分析仪器测量。
吞吐量（throughout）
代表单位时间内网络实际上可能传送的报文量或数据单元数。某一报文路径的吞吐量取决于该路径中吞吐量最低的环节，合理地分配各路径中的报文流量，可以提高整个网络的报文吞吐量。网络拓扑结构与链路容量分配问题都与吞吐量有关。
某省农科院网络的吞吐量按网络的拓扑结构将分两部分，即网络中心各服务器的吞吐量和核心交换机接入骨干网络的吞吐量。有效负载不应超过所设吞吐量的80%；如超越，应及时升级。
可靠性。
当一条链路或一个结点发生故障时，报文的交换会受到影响。为了减少这种影响，在树型网络中，应限制一个链路或结点所带的终端数（或流量数），或设备备用线路在分布式网络中每一结点至少与两个相邻结点连通，以便在一条链路出现故障时，报文可以通过另一条链路迂回传送。因此，可靠性在网络中常常表现为网络的连通性，成为网络优化设计的约束条件之一。
当系统建立后，我们会发现我们的工作越来越依赖信息系统。那么，系统的可靠性就显得比较重要。除上述的网络连通性外，可以从硬件和软件两个方面来考虑网络的可靠性：
⒈ 硬件的可靠性。我们首先要知道网络设备硬件能够无故障连续运行的时间，即MTBF值，因为网络平台常常是24小时连续不断的工作。一般来说，网络硬件设备起码能够连续工作60，000小时以上。当然，MTBF值是一个统计数字，所以我们还必须考虑在网络设备的关键部分有冗余的机制，如双交换引擎，双电源等。中高端设备都支持相应的冗余机制。
⒉ 软件的可靠性。目前还没有对软件的可靠性做出评估的参数，但软件的设计是否稳定，是否有较多的bugs，可以作为衡量的参考标准。网络操作系统必须有一定的可靠性。
系统的可恢复性
网络环境十分复杂，可能出现的问题也很多。为了确保系统的正常运行，具有有效的网络恢复手段是很有必要的。通过应用这些手段，能够确保不会出现单点故障，并且网络的中断恢复时间一般在几秒到2分钟内。本文转载自：http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=15709
费用
包括所有链路、交换机和节点设备的费用。一般是在满足网络性能指标（延时、吞吐量、可靠性）要求下寻找费用最少的方案。有时也可以按给定的经济指标来优化其他的指标，或是找出费用和其他指标（如延时）的关系特性，进行折衷选择方案。

autostart = False
[127.0.0.1:7202]
    workingdir = working
    udp = 10200
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R12]]
        model = 3640
        console = 2011
        aux = 2100
        cnfg = configs\R12.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/0 = R10 f0/0
        f0/2 = R24 f0/0
        f0/8 = R19 f0/14
        f0/9 = R18 f0/14
        f0/10 = R17 f0/15
        f0/11 = R16 f0/15
        f0/12 = R15 f0/15
        f0/13 = R14 f0/15
        f0/14 = R13 f0/14
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R11 f1/0
        slot2 = NM-1FE-TX
        f2/0 = R13 f2/0
        slot3 = NM-1FE-TX
        symbol = route_switch_processor
        x = -869.423881554
        y = 108.230447378
    [[ROUTER R10]]
        model = 3640
        console = 2009
        aux = 2101
        cnfg = configs\R10.cfg
        slot0 = NM-1FE-TX
        f0/0 = R12 f0/0
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R13 f0/0
        slot2 = NM-1FE-TX
        slot3 = NM-1FE-TX
        x = -878.752308679
        y = -10.5269119346
    [[ROUTER R11]]
        model = 3640
        console = 2010
        aux = 2102
        cnfg = configs\R11.cfg
        slot0 = NM-1FE-TX
        f0/0 = R8 f1/0
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R12 f1/0
        slot2 = NM-1FE-TX
        f2/0 = R13 f1/0
        slot3 = NM-1FE-TX
        x = -705.923881554
        y = -12.7695526217
    [[ROUTER R9]]
        model = 3640
        console = 2008
        aux = 2103
        cnfg = configs\R9.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/1 = R7 s0/0
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R22 f0/0
        x = -5.74725804511
        y = -132.154328933
[127.0.0.1:7203]
    workingdir = working
    udp = 10300
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R16]]
        model = 3640
        console = 2015
        aux = 2104
        cnfg = configs\R16.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R13 f0/11
        f0/15 = R12 f0/11
        symbol = multilayer_switch
        x = -745.949926937
        y = 266.827993849
    [[ROUTER R14]]
        model = 3640
        console = 2013
        aux = 2105
        cnfg = configs\R14.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R13 f0/13
        f0/15 = R12 f0/13
        symbol = multilayer_switch
        x = -979.933549546
        y = 262.45836944
    [[ROUTER R15]]
        model = 3640
        console = 2014
        aux = 2106
        cnfg = configs\R15.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R13 f0/12
        f0/15 = R12 f0/12
        symbol = multilayer_switch
        x = -867.058441227
        y = 264.45836944
    [[ROUTER R13]]
        model = 3640
        console = 2012
        aux = 2107
        cnfg = configs\R13.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/0 = R10 f1/0
        f0/2 = R24 f1/0
        f0/8 = R19 f0/15
        f0/9 = R18 f0/15
        f0/10 = R17 f0/14
        f0/11 = R16 f0/14
        f0/12 = R15 f0/14
        f0/13 = R14 f0/14
        f0/14 = R12 f0/14
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R11 f2/0
        slot2 = NM-1FE-TX
        f2/0 = R12 f2/0
        slot3 = NM-1FE-TX
        symbol = route_switch_processor
        x = -691.423881554
        y = 111.230447378
[127.0.0.1:7200]
    workingdir = working
    udp = 10000
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R4]]
        model = 3640
        console = 2003
        aux = 2108
        cnfg = configs\R4.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/0 = R5 s0/1
        s0/1 = R2 s0/0
        s0/2 = R3 s0/1
        s0/3 = R6 s0/3
        x = -383.261976671
        y = -126.982756057
    [[ROUTER R1]]
        model = 3640
        console = 2000
        aux = 2109
        cnfg = configs\R1.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/0 = R2 s0/1
        s0/1 = R3 s0/2
        s0/2 = R8 s0/2
        x = -584.261976671
        y = -121.982756057
    [[ROUTER R2]]
        model = 3640
        console = 2001
        aux = 2110
        cnfg = configs\R2.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/0 = R4 s0/1
        s0/1 = R1 s0/0
        x = -492.161471607
        y = -196.811183182
    [[ROUTER R3]]
        model = 3640
        console = 2002
        aux = 2111
        cnfg = configs\R3.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/1 = R4 s0/2
        s0/2 = R1 s0/1
        x = -488.019335984
        y = -60.0538238692
[127.0.0.1:7201]
    workingdir = working
    udp = 10100
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R5]]
        model = 3640
        console = 2004
        aux = 2112
        cnfg = configs\R5.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/0 = R7 s0/1
        s0/1 = R4 s0/0
        x = -261.333044483
        y = -196.669047558
    [[ROUTER R6]]
        model = 3640
        console = 2005
        aux = 2113
        cnfg = configs\R6.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/1 = R7 s0/2
        s0/3 = R4 s0/3
        x = -261.019335984
        y = -64.6396103068
    [[ROUTER R7]]
        model = 3640
        console = 2006
        aux = 2114
        cnfg = configs\R7.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/0 = R9 s0/1
        s0/1 = R5 s0/0
        s0/2 = R6 s0/1
        x = -145.019335984
        y = -128.325901808
    [[ROUTER R8]]
        model = 3640
        console = 2007
        aux = 2115
        cnfg = configs\R8.cfg
        slot0 = NM-4T
        s0/2 = R1 s0/2
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R11 f0/0
        x = -694.261976671
        y = -121.982756057
[127.0.0.1:7204]
    workingdir = working
    udp = 10400
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R17]]
        model = 3640
        console = 2016
        aux = 2116
        cnfg = configs\R17.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R13 f0/10
        f0/15 = R12 f0/10
        symbol = multilayer_switch
        x = -628.57020126
        y = 266.827993849
    [[ROUTER R18]]
        model = 3640
        console = 2017
        aux = 2117
        cnfg = configs\R18.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/12 = R20 f0/15
        f0/13 = R21 f0/15
        f0/14 = R12 f0/9
        f0/15 = R13 f0/9
        symbol = multilayer_switch
        x = -490.563058585
        y = 247.945742855
    [[ROUTER R19]]
        model = 3640
        console = 2018
        aux = 2118
        cnfg = configs\R19.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/12 = R21 f0/14
        f0/13 = R20 f0/14
        f0/14 = R12 f0/8
        f0/15 = R13 f0/8
        symbol = multilayer_switch
        x = -351.55591591
        y = 254.188383542
    [[ROUTER R20]]
        model = 3640
        console = 2019
        aux = 2119
        cnfg = configs\R20.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R19 f0/13
        f0/15 = R18 f0/12
        symbol = ethernet_switch
        x = -501.39148571
        y = 338.612265096
[127.0.0.1:7205]
    workingdir = working
    udp = 10500
    [[3640]]
        image = D:\c3640-jk9s-mz.124-16.bin
        idlepc = 0x604f5184
        ghostios = True
        chassis = 3640
    [[ROUTER R24]]
        model = 3640
        console = 2023
        aux = 2120
        cnfg = configs\R24.cfg
        slot0 = NM-1FE-TX
        f0/0 = R12 f0/2
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R13 f0/2
        slot2 = NM-1FE-TX
        f2/0 = R22 f2/0
        x = -561.915872328
        y = 61.43860018
    [[ROUTER R23]]
        model = 3640
        console = 2022
        aux = 2121
        cnfg = configs\R23.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/0 = R22 f1/0
        symbol = route_switch_processor
        x = 262.999566724
        y = 65.9949493661
    [[ROUTER R22]]
        model = 3640
        console = 2021
        aux = 2122
        cnfg = configs\R22.cfg
        slot0 = NM-1FE-TX
        f0/0 = R9 f1/0
        slot1 = NM-1FE-TX
        f1/0 = R23 f0/0
        slot2 = NM-1FE-TX
        f2/0 = R24 f2/0
        x = 156.504617358
        y = -44.627416998
    [[ROUTER R21]]
        model = 3640
        console = 2020
        aux = 2123
        cnfg = configs\R21.cfg
        slot0 = NM-16ESW
        f0/14 = R19 f0/12
        f0/15 = R18 f0/13
        symbol = ethernet_switch
        x = -365.141702348
        y = 341.612265096
[GNS3-DATA]
    configs = configs
    workdir = working
    [[NOTE 1]]
        text = N5K
        x = -340.0
        y = 223.5
    [[NOTE 2]]
        text = N5K
        x = -483.0
        y = 222.5
    [[NOTE 3]]
        text = DSL-SW4
        x = -634.0
        y = 239.5
    [[NOTE 4]]
        text = DSL-SW3
        x = -758.0
        y = 238.5
    [[NOTE 5]]
        text = DSL-SW2
        x = -871.0
        y = 239.5
    [[NOTE 6]]
        text = DSL-SW1
        x = -981.0
        y = 239.5
    [[NOTE 7]]
        text = COR-SW2
        x = -698.0
        y = 76.5
    [[NOTE 8]]
        text = COR-SW1
        x = -872.0
        y = 81.5
    [[NOTE 9]]
        text = OSPF area0
        x = -297.943217538
        y = -117.222871427
    [[NOTE 10]]
        text = OSPF area1
        x = -203.391918986
        y = -118.235064736
    [[NOTE 11]]
        text = R20
        x = -544.058007951
        y = 35.0979797464
    [[NOTE 12]]
        text = R21
        x = -483.619407771
        y = 304.342712475
    [[NOTE 13]]
        text = OSPF area2
        x = -63.7989898732
        y = -168.720346111
    [[NOTE 14]]
        text = OSPF area0
        x = -797.616449178
        y = 4.0563491861
    [[NOTE 15]]
        text = FR-SW
        x = -477.0
        y = -118.5
    [[NOTE 16]]
        text = R22
        x = -342.198051534
        y = 305.756926037
    [[NOTE 17]]
        text = BGP 65510
        x = -353.553390593
        y = -240.602597104
    [[NOTE 18]]
        text = R23
        x = 172.119841047
        y = -71.9680374315
    [[SHAPE 1]]
        type = ellipse
        x = -310.600071787
        y = -204.889393669
        width = 100.409162928
        height = 200.0
        fill_color = "#ff557f"
        border_style = 2
        z = -2.0
    [[SHAPE 2]]
        type = ellipse
        x = -211.634559673
        y = -173.019335984
        width = 97.5807358037
        height = 127.279220614
        fill_color = "#00aaff"
        border_style = 2
        z = -2.0
    [[SHAPE 3]]
        type = ellipse
        x = -94.0
        y = -184.504617358
        width = 155.539105243
        height = 132.117749006
        fill_color = "#0055ff"
        border_style = 2
        z = -2.0
    [[SHAPE 4]]
        type = ellipse
        x = -952.694659665
        y = -14.941125497
        width = 459.619407771
        height = 232.526911935
        fill_color = "#00ffff"
        border_style = 2
        z = -2.0
    [[SHAPE 5]]
        type = ellipse
        x = -551.543289326
        y = -212.132034356
        width = 200.0
        height = 200.0
        fill_color = "#aa00ff"
        border_style = 2
        z = -2.0
    [[SHAPE 6]]
        type = ellipse
        x = -711.349421874
        y = -248.901586978
        width = 777.817459305
        height = 246.073159853
        fill_color = "#00ff00"
        border_style = 2
        z = -3.0

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