层次化网络设计

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层次化网络设计范文第1篇

关键词：计算机通信网；可靠性；设计方案

中图分类号：TP301.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02

所谓计算机通信网可靠性，其实质就是指在进行连续运行时，计算机通信网对用户的正常通信的完成与保障能力。而在设计计算机通信网的可靠性时，必须对相关的工程经验加以总结，从而形成一套科学、系统、条理清晰的设计原则，从而为计算机通信网可靠性设计提供更为规范化的设计原则。

一、影响计算机通信网可靠性的因素

作为一个构造极为复杂的开放式系统，计算机通信网在实际运行中很容易受到来自各方面因素的影响。

（一）从网络本身看

我们从网络本身进行观察，可以将其影响因素氛围内因与外因两种。其中外因是指计算机通信网及其通信设备所依存的外部环境，这里我们进一步进行区分，可将外因分为可控因素与不可控因素两种。其中，可控因素是指通信设备所处的工作环境与工作条件，如温湿度等；而不可控因素则是指通信网或设备在运行中所遇到的外部事件，这其中既包括自然灾害，同时也有各种人为因素。而影响计算机通信网可靠性的内因则是对整个网络工程以及各通信设备的维护与管理等，这部分极大程度上受到相关技术的发展影响，而实际操作中，外因多是通过内因起作用。

（二）从网络运行效果看

我们从计算机通信网的运行效果来看，则其可靠性多取决于通信设备以及相应的网络设计的可靠性、管理人员对网络组织与维护管理的有效性以及网络用户对相应的业务性能的具体要求等因素。在这里需要区分的是，通信设备与网络设计的可靠性虽然决定了通信网的固有可靠性，但是网络的维护、管理的效率以及用户对相应的业务的具体需求则直接影响了计算机通信网在工作中的可靠性。

在实际操作中，为提高计算机通信网的可靠性，网络设计应结合用户的实际需求，并随着业务量的增长逐步扩展，最终形成网状连接。而针对网络组织这一问题，在实际操作中可以通过负荷分担等手段实现“容错”、“避错”的设计思路，进一步提高网络的有效性。

而作为计算机通信网最主要的支撑系统，对网络的维护与管理必须最大程度的减少网络故障以及过负荷等情况对计算机通信网的影响，从而保证网络的可靠性甚至进一步提升网络的运行效率。在实际操作中，通过用户对各项服务业务的性能的具体要求，则能准确的反映出当前计算机通信网可靠性所提供的满意程度。

（三）现代智能化技术对计算机通信网可靠性的影响

从有利的角度看，现代智能化技术的应用极大的提高了现有设备与系统的可靠性，并进一步的加强了网络组织的有效性及管理人员的维护管理能力。这其中的优势有：

1.由于现代数字化技术的发展，使交换系统的容量得到了大幅度的提升，有效的减少了局站数，进而简化了网络结构。

2.智能化技术的发展应用使路由调度以及对计算机通信网的监控的实时性得到了极大的提高，更有助于管理人员及时的发现系统故障并进行排除。有效的缩小了故障范围，降低了由于设备故障等问题对计算机通信网的影响。

因此可以说，现代智能化技术的加入必然会极大程度的提高计算机通信网的可靠性。

从不利的角度看，由于现代智能化技术的设备与其相应的系统复杂度极高，那么随着计算机通信网的不断扩大，一旦出现故障，其影响扩散速度以及覆盖范围都会更大。由于相应的设备种类不断的增加，网络运行管理的困难也在不断的加大。

二、层次化的通信网可靠性设计方案

所谓层次化网络设计，就是指通过对网络进行层次划分或模块归类，将复杂的网络规划为数个相对更为简单的层次，并规定每一层次的功能。这样可以根据各个层次或模块的不同的功能需求采用最理想的设备，从而将整个计算机通信网构造这一复杂的大问题分解成许多相对更为简单的小问题，从而更便于解决。在进行网络设计时，采用这种设计模式有以下优点：

（一）降低成本

通过层次化设计对整个网络进行划分，各层次均有其专门负责的范围，而不用在同一平面上对所有事情进行处理。从而使网络中的每一层都能充分的利用带宽，减少了系统资源的浪费，进而降低了成本。

（二）便于管理

通过对计算机通信网进行层次划分，能够将网络结构更加清晰的区分开来，从而方便管理人员针对不同层次的实际情况有针对性的进行管理，进而方便管理人员对全区的掌握。

（三）便于业务扩展

由于层次化、模块化的设计模式，在网络增长时能够很好的将其复杂性限制在其层次范围内，而不会蔓延到整个网络中，从而避免了扁平化、网状设计中“牵一发而动全身”的后果。

（四）便于查错

通过层次化设计将整个网络拓扑分解为更易于理解的各个子网，从而方便管理人员针对故障缩小检查范围，简化查错过程。

三、层次化网络设计中的层次分类

一般情况下，可以将计算机通信网分为接入层、分布层与核心层三个层次。其中接入层负责用户及工作组对网络资源的访问权限问题；分布层则充分实现组织策略，并为各工作组间以及工作组与核心层间提供链接；核心层则为分布层与核心资源提供高速传输服务。此外，在设计中还应号绿道其他方面对各层次的影响：

（一）接入层

接入层主要负责用户对网络资源的访问，用户通过集线器和交换机接入网络。其中，集线器在OSI模型的第一层进行工作，因此所有与集线器连接的设备共享同一带宽。而LAN交换机则在OSI模型的第二层工作，其中，每一个端口都是一个独立的冲突域，也就是说，通过交换机连接的多个设备可以同时发起对话，而不会相互影响。与集线器相比，LAN交换机在性能上更具优势，这是由于在转发单播流量时，LAN交换机仅会将流量从已经得到认可的端口发送出去，而集线器却无法进行这一识别，仅能进行无差别发送。

根据网络状况的不同，等实际情况，交换机的选择也应有所区别，其中如：大概的端口数量、端口种类及速率要求、对VPN等相关QOS业务的支持能力等，这些问题都需要仔细的考量。

（二）分布层

作为接入层与核心层的连接部分，分布层主要具备以下功能与特性：

1.提供到接入设备与核心设备的冗余连接

2.通过对访问请求的过滤，以及优先级划分、业务排队等手段实现策略

3.进行高效的连接汇总，将多个低速连接汇集到更为高速的核心连接上

4.智能的选择接入层与核心层间的路由，当接入层与核心层使用不同的路由协议时，分布层负责在不同的路由协议间重新路由信息，并在必要时过滤路由信息。

5.路由汇总，当IP地质规划方案合理时，分布层可以对路由进行汇总，从而用汇总路由代替整个网络中一些作用较小的细节路由，使路由表中仅有汇总路由，进而有效的缩小路由表，大幅度的降低了路由器的内存需求。从而降低路由信息的更新，进而减少其对网络宽带的占用率。

（三）核心层

作为整个分层设计的核心，核心层为整个计算机通信网提供了高速的网络主干。为了保证核心层的处理速度，在核心层一般不会执行过滤功能。除此之外，核心层具备以下功能：

1.通过核心层提供高速低延迟的数据链路与相应设备，可以在骨干网上更为快速的进行数据的传输工作。

2.为提高计算机通信网的可靠性与实用性，核心层可以通过提供荣誉设备与链路消除网络中的单点故障。

3.通过快速瘦脸路由协议，核心层可以对网络变化做出迅速的反映。此外，在发生网络故障时，路由协议可以通过在冗余链路上配置负载均衡模式来调用备份网络资源。

核心层的设备通常由三层交换机或路由器组成。由于核心层设备通常采用背板结构，因此在选型时必须对其结构、带宽等因素进行考量。在处理时，应注意核心设备应具备较高的性能、速率以及可靠性；具备强大的网络控制能力；为便于日后的升级、扩展，必须能够准确的进行定位；同时要拥有良好的可管理性。

四、结论

综上所述，研究计算机通信网可靠性，不仅要对其设计方法与网络结构等进行研究，同时也要在实际运行中对各方面因素进行考察与研究。由于实际运行中，各影响因素之间的关系错综复杂，因袭就需要工作人员具备较强的专业知识。现在，随着人们对计算机通信网可靠性研究的不断深化，从硬件设施向软件扩展，计算机通信网的可靠性已不仅仅是设计人员的责任，而是需要管理人员一同参与进来，对未来的计算机通信网可靠性的研究，也必须对包括软件、人员以及环境等多方面因素。

参考文献：

[1]韩卫占.通信网网络管理控制系统可靠性及其评价研究[J].西安电子科技大学学报,2008,35

[2]罗俊星.省级IP通信网及其QOS研究[J].杭州师范大学学报（自然科学版）,2009,8

[3]唐静.综合业务传输网络拓扑结构的可靠性及其实现技术研究[D].四川:电子科技大学,2004

[4]张晓杰.提高计算机网络可靠性的方法研究[J].计算机工程与设计,2010,31

[5]马寿峰.基于风险的交通网络可靠性分析方法[J].系统工程理论与实践,2010,30

层次化网络设计范文第2篇

关键词：网络工程；整体设计；拓扑结构

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-01

The Overall Design Overview on Network Engineering

Zhu Peng

(Hunan Vocational College of Environmental Biology,Hengyang421005,China)

Abstract:Network technology application impetus to the production control system,and also promoted the development of enterprise informatization construction pace.Construction enterprise network of the fundamental purpose,which is the enterprise production and management provides the basis.The construction of enterprise nets are not necessarily one-time massive funds,and when the money is not enough,can take step by step,hierarchical construction method.According to the overall design of network engineering related content were summarized,hoped to provide guidance and reference for the related fields.

Keywords:Network engineering;Overall design;Topological structure

一、网络结构规划

良好的层次设计为网络的可靠性、网络性能和网络的可扩展性都提供了良好的保障。目前，网络面临的是不断增长的对性能和可扩充性的需要。除此之外，网络还必须保证提供一些关键特性，例如高可用性、可管理性和灵活性等。随着网络上承载的业务应用系统的增多和新技术的推出，如何设计网络以满足这些不断增长的需求，已经到了重新审视的时候了。但是基本的设计原则没有明品改变。主要变化产生在网络设备和技术的选择范围更大，可以支持更多的网络应用，并且能够提升扩充性及可用性。新增加的功能特性应包括QoS、多层服务、主下带宽的提升、增加千兆端口的密度、更强的交换能力等。我们设计建设的是提供一个高性能的、具有扩充能力的，能为新增业务应用系统提供基础环境的网络。采用模块化和可扩充的多层次网络体系结构来解决局域网设计方面的挑战。此种网络设计提供了很多优点。包括良好的扩充能力：可以方便的增加相应的模块；容错能力：部件更换，提供冗余网络服务；与设备的冗余能力结合，如热插拔部件，可以提供更大的灵活性和网络增长的潜力。可预测的流量模式：包括各种条件下（正常工作与故障条件）网络的各种行为。

二、网络层次划分

较大规模的网络设计通常要遵循层次化设计模型。在网络系统设计中，我们可以采用多层次的网络体系结构。具体为三个层次：核心层、汇聚层和接入层。

（一）核心层。核心层的主要功能是负责处理高速交换的数据，与此同时要为各汇聚节点提供最佳传输通道。

（二）汇聚层。汇聚层的主要功能是汇聚和集中接入层的相关访问路径，对路由聚合和访问控制等活动负责。良好的可扩展性是我们对汇聚层设备所提出的要求，更多的相关设备的连接可必须的。

（三）接入层。接入层的主要功能是负责用户的接入，主要和用户直接连接，和用户直接打交道。因此会经常收到各种方式的攻击。这就对接入层的安全问题提出了很高的要求。我们必须通过一定的手段和方式，来优化我们的网络结构，让网络的不同层次设备承担不同的任务，以确保整个网络结构清晰，便于维护和管理，便于以后的网络扩展。

三、网络拓扑结构选择的原则

网络拓扑结构是网络设计非常关键的一步，只有确定好框架结构，才能进行更细的实施，网络拓扑结构的选择应遵循以下原则。

（一）先进性与实用性相结合。所谓的先进性指的是技术方面的要求，要求我们在网络整体设计的过程中，尽量选择先进的组网技术。但同时需要注意的是：如何很好的利用现有的设备，这实质上也就是在实用性方面所提出的要求。我们要根据企业的发展战略以及现有的资源，做出适当的选择。

（二）网络有效性原则所谓的“网络有效性原则”是从网络承载能力和对资源的共享能力两个角度所提出的要求。网络在实际运行的过程中必然会遇到并发用户突然增多的情况，如何应对这一危机，是我们需要考虑的问题。因此在设计的过程中，我们要注意可以根据不同层次的信息流量采用不同的访问结构。

（三）网络实时性所谓“网络实时性原则”就是要保证网络用户在传输数据的时候延迟要小，数据传输及时。网络延时的种类有很多中，我们要根据不同的情况采取不同的措施来积极应对。

（四）网络可靠性及安全性安全与可靠是组网重要原则之一。保证网络数据传输的可靠性，就是要求我们在组网的过程中通过技术手段确保数据不丢失，同时积极预防非法环路及广播风暴。网络管理技术是保证网络可靠性及安全性的手段和措施之一，我们要随时采集相关的网络信息，监视整个网络的运行状态，通过相关故障的排查来降低风险。网络安全性应防止非法用户进入，合理选择网络操作系统及系统软件、实施口令及访问权限保护、目录及文件保护。为了防止病毒感染，除了选择企业网络版防病毒软件及硬件外，对网络制定严格的管理措施是非常必要的。

（五）合理选择网络平台所谓“合理选择网络平台”原则是通过对于合理网络平台和接口的选择。可以从硬件和软件两个方面来提供保证。网络的软硬件平台包括：信息集成平台（包括网络操作系统和数据库等）、端对端柔性通信平台TCP/IP、应用支持平台、网络互连平台、以及网络管理平台等，保证网络平台具有良好的兼容性，以及应用软件在平台上的可移植性。

通过对于上述问题的分析，我们对于网络工程的设计提供了一个整体方案，希望能够对网络工程整体设计实践提供一些指导，对于相关领域的理论研究也能提供一定的帮助。

参考文献：

[1]胡道元.信息网络系统集成技术.清华人学出版社,2010年3月

[2]李鉴增等.宽带网络技术，中国广播电视出版社,2010年1月

层次化网络设计范文第3篇

关键词:自主学习;汽车文化;网络课件;学习内容设计

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)03-757-02

Design on the Learning Content of Automobile Culture Network Courseware for Self-regulated Learning

TAO Xue-zong

(College of Engineering, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)

Abstract: With the development of automobile industry and popularization of higher education, the traditional model of automobile culture education has not met the needs of learners, while the self-regulated-learning-type "automobile culture" network courseware is to provide them with a brand new avenue of learning. As the major part of the courseware, its academic quality and organizational structure is not only the core element which decides the quality of "automobile culture" network courseware, but also the main factor that affects the quality of student learning. Therefore, it must be scientifically designed. In this paper, on the basis of constructivist teaching theory, "automobile culture" syllabus and learning needs and characteristics of learners, the learning content of "automobile culture" network courseware for self-regulated learning is designed for fostering and helping them improve their self-learning ability and awareness of innovation with the principle of selecting scientifically, constituting systematically, organizing in module, diverse form, presenting hierarchically and distinguishing by tag, which tries to meet the needs of different level self-regulated learners and promote the development of the modern automobile culture,

Key words: self-regulated learning; automobile culture; network courseware; design on the learning content

目前,汽车工业已成为我国的支柱产业之一,汽车已不再是过去交通运输部门的专业工具,而逐渐成为人们日常工作和生活中不可缺少的交通工具之一,越来越多的人开始涉足汽车的设计、制造、销售、使用和维修。汽车给人们带来就业和便利的同时也给社会带来了一定的负面效应,其中私家车车主或驾驶员缺乏对汽车最基本的了解,是造成我国车辆使用寿命短、交通事故多的重要原因之一。因此,随着汽车的普及,对全民进行汽车文化教育的必要性越来越明显。另一方面,随着高等教育的普及化,大学毕业生将是未来拥有车辆的主要成员,在校大学生也有必要对汽车的发展、构造、性能与使用有一定认识和了解[1]。由于社会大众和在校大学生多方面的显著差异,传统教学模式已不能满足现代汽车文化教育的需要,迫切需要一种新型教学模式,以满足他们的个性化需求。

现代信息技术和互联网的飞速发展,使网络教学这一新型教学模式得以普及。自主学习型网络课件(以下简称网络课件)作为一种重要的网络教学支持服务系统,通过交互界面把动态的开放性多媒体教学材料呈现给自主学习者,帮助他们学习、理解和掌握课程内容,使他们能够自由选择问题、自主解决问题。该课件在客户端无需安装和维护,具有体积小、速度快、功能多、可共享、信息量大、内容丰富、媒体多样、交互性强、高度模块化、使用灵活方便、易于维护和升级等特点,既可以助教又可以助学[2]。因此,利用自主学习型网络课件开展《汽车文化》教学活动不仅可以满足学习者的多样化需求,激发他们的学习兴趣,最大限度地发挥他们的积极性,提高学习效率,而且有利于培养他们自主获取、处理、运用信息和探究、协作学习的能力,适应无边界学习化社会的需要。

《汽车文化》网络课件的学习内容是其中的主体部分,是《汽车文化》课程学习目标的知识载体,也是学生获得学习信息的主要来源。课件学习内容本身的学术质量和组织结构既是决定《汽车文化》网络课件质量的核心要素,又是影响学生学习质量的主要因素。因此,必须对其进行科学设计,以满足不同层次学生自主学习的需要。

1 《汽车文化》网络课件学习内容设计的指导思想

建构主义认为,学是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的。《汽车文化》课程学习者在生活阅历、专业背景、知识水平、认知能力等方面差异显著,依据建构主义设计学习内容,给学习者创设实际情境,可以激发他们的联想思维,使其能利用自己原有认知结构中的有关经验,去同化当前所学的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种意义。因此《汽车文化》网络课件学习内容设计的指导思想是以建构主义教学理论为依据,以《汽车文化》教学大纲为基础,以学习者的学习需要、学习特点为中心,以培养和帮助他们提高自学能力和创新意识为目标,充分体现学生的主体性和教学方法的现代化[3]。设计的一切学习内容都是为了学生的学,因此,对学习者、学习目标等进行分析可为学习内容设计提供依据。在《汽车文化》网络课件学习内容的设计中,应该对参加网络自学的学习者进行调查,包括他们的职业背景、心理特征、学习风格、认知水平以及知识结构等,并建立相关档案。通过对这些数据的分析,掌握不同学生的个性化需求,以便对其提供相应的学习建议,开展个性化教学。

2 《汽车文化》网络课件学习内容设计的基本要求

内容选取科学化[4]。《汽车文化》网络课件的学习内容应科学选择,首先要足够丰富以满足课程教学和学习者的需要,并且完整涵盖教学目标所涉及的内容。其次要体现教学中的重点和难点,在疑难问题和关键知识点上提供多种形式和多层次的学习内容,适应不同学习者的多样化需求。

内容构成系统化。《汽车文化》网络课件的学习内容除了内容讲解外,还应包含学习目标、学习方法说明、课时进度安排、参考教学资源、答疑资料库、练习题库等,题库应包括所属模块、题型、试题正文、标准答案等字段,题型应包括是非题、单选题、多选题、填空题、简答题等。

内容组织模块化[2]。《汽车文化》网络课件学习内容模块的划分应具有相对的独立性,基本以知识点或教学单元为依据,并以有良好导航结构的WEB页面为主。模块组织结构应具有开放性和可扩充性,而且要建立起相关知识点间的关联,确保用户在学习或教学过程中可根据需要跳转。

内容形式多样化。《汽车文化》网络课件学习内容应根据具体的知识要求,采用文本、图像、动画、音频、视频等多种媒体,通过文字说明、背景资料支持、配音阐述、重点过程动画表现以及小画面教师讲授录像播放等多种形式呈现出来,通俗形象,使受教育者易于掌握,真正学会。

内容呈现层次化[5]。《汽车文化》网络课件学习内容每个知识结点取多少是需要认真考虑的。如果采用较大的知识结点,冗长的篇幅显然对学习不利。因此,在内容呈现设计中应采用分层及逐层递的方法,即在基本层次上采用提纲式,学员可通过浏览提纲,决定是否获取进一步的资料。

内容区分特征化[6]。《汽车文化》网络课件学习内容应使用特征在明暗、色彩、大小、形状、序列、位置上的对比将关键性和非关键性教学资源加以区分,引起学习者的注意。

3 《汽车文化》网络课件学习内容设计方案

《汽车文化》网络课件学习内容设计方案严格按照以上指导思想和基本要求,确定《汽车文化》网络课件学习内容为五大模块(图1)和三个层次(图2),根据不同层次对模块进行组合。初级层次主要针对普通大众,中级层次面向未来可能购车的潜在消费者,高级层次专门为将来可能从事汽车技术或服务的人员。学习者可以根据自身实际情况,适当选择其中的内容进行学习。

下面以汽车公司与商标知识点为例,说明《汽车文化》网络课件学习内容在构成、组织、形式、呈现、区分方面的设计。该知识点的内容构成见表1,内容组织、呈现和区分见图3。其中蓝色下划线表示该内容有超链接相关的内容,学习者可以根据需要和兴趣爱好确定是否点击浏览;黑色表示一般的学习内容,红色表示凯迪拉克品牌的鲜明特点,1 2 3 … 尾页等表示知识点分页显示时的快速导航链接。该知识点内容比较简单、没什么难点,呈现形式主要是文字和图片。

4 结束语

自主学习型《汽车文化》网络课件的设计与制作是一项复杂细致的系统的工程,必须以教学系统设计的理念,对学习者、学习目标、学习内容、学习策略、学习环境及评价系统进行全面系统的分析和设计。本文对课件学习内容的框架进行了概要设计,并以汽车公司与商标为例简要介绍了知识点的详细设计,具体内容设计还有很多工作要做。并且,课件制作完成运行后,还需要不断进行改进和完善。因此,只有不断地学习新的知识和技术、不断地进行实践,才能使《汽车文化》网络课件满足自主学习者的需要,促进现代汽车文化的发展。

参考文献:

[1] 汪建晓.公共选修课《汽车文化》教学探讨[J].鄂州大学学报,2006(6):66-68.

[2] 陈世洪.自主学习课件的设计研究[D].南昌:江西师范大学,2004.

[3] 关德君.网络课件的设计与实现[J].辽宁高职学报,2008,10(6):56-57,94.

[4] 教育部现代远程教育资源建设委员会.现代远程教育资源建设技术规范[EB/OL]..cn/eedu/500.shtml.

层次化网络设计范文第4篇

【关键词】模块化设计 高可靠 园区网

一、概述

计算机网络在当前社会的运转中起着越来越重要甚至是无法取代的作用，各种需求层出不穷，某些应用场景需要高带宽占用，如：视频点播、文件共享，某些应用需要低延时，如：实时控制，还有的应用要求网络传输速率稳定，延时抖动极小：如视频会议、网络电话。随着越来越高的需求接踵而至，金融、办公、网络购物、学习也都要将平台建筑在计算机网络之上，这也就要求我们所使用的计算机网络本身必须高度可靠，本文试图对园区级别的网络可靠性问题进行讨论。

二、模块化的网络设计

将网络总体规划进行分层次、分模块的研究和建设，也就是将复杂的网络设计分成若干个层次，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几个简单的小问题。三层网络架构设计的网络为：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）、接入层 （将工作站接入网络）三个层次，以下将对各个层次的主要功能，所面临的问题以及解决方案进行逐一讨论。

（一）核心层

1.功能及设计目标

核心层的设计位于网络逻辑分布的最中央，是一切数据交换的枢纽，核心层具有以下特征：高可靠性、高效性、高可管理性、高吞吐量、低传输延时。同时还必须考虑核心层可能包含一条或多条连接到网络边缘设备的链路，将整个园区网络接入Internet、VPN和外联网。

2.解决方案：

一般采用两个核心交换机或者多个核心交换机组成网络的核心层，每个核心交换机的主要部件还要尽可能采用冗余设计，如多个冗余电源、双交换引擎、多业务板卡互相备份，同时所有部件在设计、选择时也要求做到尽可能的高质量、高稳定性。多个核心交换机之间还必须采用冗余链路全互联，利用链路聚合技术实现带宽的加倍，同时还能防止任意一根连接链路因为各种原因出现了无法通信的故障，导致核心交换机的数据不畅。多台交换机之间需要通过各种支持冗余工作的自制协议来协调工作，如VRRP、HSRP、GLBP等，但是在选择协议的时候除了要考虑协议本身的性能和优劣之外，还要注意协议的兼容性，因为各个协议之间无法互相协作、同时某些协议是个别厂商私有的，因为不是国际通行标准，可能会在今后的网络升级中造成选择困难。核心层交换机的布置地点也非常重要，这在很多网络工程中似乎不太被人重视，有一些是哪个楼层有空间，就用来做主机房，甚至在一些大型网络项目中也曾经出现过类似的问题，必须引起网络设计人员的重视，与可靠性有关的选址考虑主要是防火、防水、防潮、防盗、抗震等等。

（二） 汇聚层

1.功能及设计目标

汇聚层的作用是把各个分支区域的网络流量进行汇总，起到承上启下的作用。如果数据的信源与信宿都是自己所属的下级交换机，也就无需向核心交换机进行转发，以此减轻核心网络流量。同时汇聚层还必须完成实施策略、安全、VLAN之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能。

2.实现方案

汇聚层交换机在大多数情况下只要做到链路冗余、电源冗余即可，不需要采用支持引擎冗余的高端交换机，但也需要较高带宽、高性能、支持繁杂路由策略的IP交换机.因为汇聚交换机一般分布在某个较大区域的各个建筑物内，距离核心交换机相对较远，所以要尽量避免各种通往核心的光纤出现因为施工、车辆刮蹭等原因造成光链路断开引起的网络中断。所以应该采用几条光纤链路一起连接到所有的核心交换机，可能的话，要与向邻近的汇聚交换机建立连接，以实现高冗余度连接。特别需要注意的是，因为采用了这种非树形排列，增加冗余度的同时会带来环路的问题，所以要在各个汇聚交换机使用IP层互联技术，用动态路由方法进行互联，就能避免二层环路的产生。

（三）接入层

1.功能及设计目标

接入层位于网络的枝节，通常指网络中直接面向用户连接或访问的部分。接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。在接入层中，减少同一网段的工作站数量，向工作组提供高带宽的安全接入是主要功能。另外接入层交换机使用数量多、使用环境复杂，同时还存在大量安全方面的攻击。接入层交换机出现问题一般不会造成太大范围的影响，在出现问题后由网络管理员进行手动的差错和排除故障也完全可以。

2.解决方案

选择接入层设备，主要是接入层交换机的的时候，要选择能够适应实际安装环境，对有宽电压输入、超低温或者超高温环境工作、高灰尘、高湿度的情况需要提前考虑。接入交换机提供的带宽能够满足实际需求即可，接入层尤其需要注意的是安全方面的问题，需要进行Port Security、DHCP snooping、ARP snooping等方面的安全防护，以避免网络的非法旁路、DHCP服务器的非法接入，以及ARP攻击的防护。

层次化网络设计范文第5篇

我们将计算机网络可靠性问题，通过模型化表现为图的可靠性问题，关于计算机网络模型的表现形式，多是借助概率图G(V,E)。其中结点集合V，表示的是计算机网络的用户终端，而E表现的则是计算机的链路。这种计算机网络模型概率图是图的各边和终点在正常运行情况下得到，通常图的可靠性，概括了两个问题，首先是分析问题，也就是关于既定图可靠度的计算；另一个则是设计的问题，指的是在给定所有元素后，设计出可靠度最大的图。通常图的可靠度并不方便求解，不过可以通过计算失败度，用总和1减去失效度得出可靠度。

2计算机网络可靠性的设计原则

科研人员对计算机网络设计，以及计算机网络设计的建设，总结出以下设计原则，对已规范和知道计算机网络可靠度的优化，这些原则起到了重要作用。原则一：按照国际设计标准规定，借助开放式的计算机网络体系结构，将异构系统进行连接，或者将异种设备相联系。这一设计原则具扩展与升级的能力。原则二：计算机网络可靠性的设计，其实是将设计的先进、成熟，以及使用与通用等特性的完美结合。计算机网络技术的程序与先进，首先需要将网络拓扑结构的实用性与通用性相结合。原则三：计算机网络的互通能力要强，可以实现多种通信协议。原则四：计算机网络要有较高的安全性与可靠性，同时还要具备冗余能力以及容错能力，管理性要强，此外网络管理软件要现金，选择的网络设备要支持SNMP和CMIP。原则五：选择的计算机网络链路的截止一定要保证质量，如此才能够保证主干网足够大的带宽，且实现网络良好的响应速度。原则六：保护当下对计算机网络的投资，对现有资源进行充分利用，合理的分配硬件设施、网络布线系统，合理的调用网络操作系统与网络应用软件。原则七：计算机网络的可靠性，在设计过程中要尽可能的提高性价比。

3计算机网络可靠性优化的方法

通常从两方面着手，来改善计算机网络的可靠性。一方面，提供计算机网络的可靠性是从相关的部件着手；另一方面，则是增加计算机网络相应的冗余部件，这样不但使计算机网络功能的需求得到满足，而且也极大地提高了计算机网络的可靠性。此外，这种形式也提升了计算机网络建设的成本投入。一般计算机网络可靠性的优化方法，通常采用的方法分别是试凑方法和分层处理方法。

3.1关于计算机网络优化的试凑方法

关于试凑方法，指的是将适合计算机网络可靠性要求的方法研究出多种，然后通过比较各个方法所需要的费用来选择。一旦出现这种情况，我们一般情况下，都会在多个设计方案中，选出比较好的方法，或者通过对各个方案的比较，选择一个既省时又节省费用的方案。

3.2关于计算机网络优化的分层处理方法

计算机网络首先是一个多层次的系统，对计算机网络可靠性的要求，换言之就是对各个层次的可靠性的要求。由此，关于计算机网络优化的分层处理方法，其作为由美国国防部提出的完整方案备受重视。分层处理方法将计算机网络分为4个层面，分别是服务层、逻辑层、系统层以及物理层等层次，在对各个层次的可靠性通过具体的测度指标定义之后，再对可以提高可靠性的技术与保障措施进一步规定。不过，关于计算机网络优化的分层处理方法的应用，如何进行分层，如何对各个层次进行协调，以最终保证可靠性测度指标达到最佳效果，依然是我们未来需深入研究的一个重要课题。

3.3关于计算机网络可靠性设计策略