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。
【摘 要】将园区网络进行分层的模块化设计是提高管理效率、降低管理成本的一个先进方法，通过网络分层，可降低网络的复杂程度，进而简化管理与故障的排除。文章对提出的核心层、汇聚层、接入层所需要实现的功能和面临的问题进行了详尽的探讨。
【关键词】高工职称论文发表要求,模块化设计,高可靠,园区网
一、概述
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。
三、总结
通过了解网络层次化设计的优点、熟悉各层的功能、以此为设计目标将网络的设计进行模块化的分割，以达到网络中因拓扑结构改变而影响的区域被限制在最小程度。我们对分为核心、汇聚、接入的三个层次网络进行了逐一的讨论，对可能存在的问题进行了一一考虑，以保证网络的高效、稳定、安全的运行。
