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3.4.5 关键部件冗余设计

人们已经普遍认同处于关键部位的网络设备不应存在单点故障。为此，网络主干设备应能实现如下三方面的冗余。

电源和机箱风扇冗余 控制模块冗余

控制模块冗余功能应提供对主控制模块的“自动切换”支持。如：备份控制模块连续数次没有听到来自主控制模块的状态汇报，备份模块将进行初始化并执行硬件恢复。另外，各种模块均可热插拔。

交换结构冗余

如果网络主干设备忽略交换结构的冗余设计，就无法达到设备冗余的完整性。因此，要充分考虑网络主干设备的可靠性，应该要求该设备支持交换结构冗余。此外，交换结构冗余功能也应具有对主交换结构“自动切换”的特性。

3.4.6 缓冲技术

缓冲技术在网络交换机的系统结构中使用的越来越多，也越来越复杂。任何技术的使用都有着两面性，如过大的缓冲空间会影响正常通信状态下，数据包的转发速度（因为过大的缓冲空间需要相对多一点的寻址时间），并增加设备的成本。而过小的缓冲空间在发生拥塞时又容易丢包出错。所以，适当的缓冲空间加上先进的缓冲调度算法是解决缓冲问题的合理方式。对于网络主干设备，需要注意几点：

每端口是否享有独立的缓冲空间，而且该缓冲空间的工作状态不会影响其它端口缓冲的状态。

模块或端口是否设计有独立的输入缓冲、独立的输出缓冲，或是输入/输出缓冲。

是否具有一系列的缓冲管理调度算法，如RED、WRED、RR/FQ、WERR/WEFQ。

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3.4.7 系统结构的技术寿命

所选择的网络主干设备，其系统结构应能满足用户的功能需求，并具有足够长的技术生命周期。换言之，要避免通过硬件补丁的办法（不断增加新的硬件单元对系统结构中存在的不足进行补偿，或彻底更换新设备的方式），才能满足用户1至2年内不断增长的功能需求。

业界有很多设备的系统结构是第2层交换的设计概念，需要通过增加第3层的硬件模块才能实现第3层或第3/4层交换的功能，而且第3/4层数据包的转发能力远低于第2层交换的转发能力。另外，短期内还可能出现用新产品来替代原有产品的情况，这对用户的投资保护十分不利。

3.5 选型结论

基于上述考虑，我们为XXXXX广电一期工程的核心节点提供了业界先进的Cajun P882交换机。Cajun P882采用广播优化的Croaa Bar结构，基于特殊的交换方式设计提供三层交换技术，每个模块都可以进行分布式路由和交换。Cajun P882的背板采用139.39Gbps交叉矩阵，连接每个模块，可以实现真正的全线速第二层和第三层交换。每个模块可以热插拔，电源可以最多配置三个，所有的交换和路由功能通过ASIC芯片完成，交换能力达106Mpps。Cajun P882交换机在实验室和实际应用环境中得到了充分的考验，被证明是成熟稳定而先进的。

而从总体的网络规划，网络主干则应根据XXXXX广电局现有光纤资源，结合对各种技术的综合比较，考虑采用10 G以太网技术和DWDM技术。

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第4章 设计方案总体描述

4.1 设计原则

本方案的设计在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合XXXXX广电业务发展需求的网络系统。从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中，我公司将严格遵守以下原则：

实用性和集成性

系统的软硬件设计、还是集成，均应以适用为第一宗旨，在系统充分适应应用需求的基础上进而再来考虑其他的性能。该系统所包含的内容很多，系统设计者必须能将各种先进的软硬件设备有效地集成在一起，使系统的各个组成部分能充分发挥作用，协调一致地进行高效工作。 标准性和开放性

只有支持标准性和开放性的系统，才能支持与其他开放型系统一起协同工作，在网络中采用的硬件设备及软件产品应支持国际工业标准或事实上的标准，以便能和不同厂家的开放型产品在同一网络中同时共存；通信中应采用标准的通信协议以使不同的操作系统与不同的网络系统及不同的网络之间顺利进行通讯。 先进性和安全性

系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性。我们不能一味地追求实用而忽略先进，只有将当今最先进的技术和我们的实际应用要求紧密结合，才能获得最大的系统性能和效益。网络的安全是至关重要的，在某些情况下，宁可牺牲系统的部分功能也必须保证系统的安全。 成熟性和高可靠性

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作为信息系统基础的网络结构和网络设备的配置及带宽应能充分地满足网络通信的需要。网络硬件体系结构应在实际应用中能经过较长时间的考验，在运行速度和性能上都应是稳定可靠的、拥有完善的、实用的解决方案，并得到较多的第三方开发商和用户在全球范围的广泛支持和使用。同时，应从长远的技术发展来选择具有很好前景的、较为先进的技术和产品，以适应系统未来的发展需要。

可靠性也是衡量一个计算机应用系统的重要标准之一。在确保系统网络环境中单独设备稳定、可靠运行的前提下，还需要考虑网络整体的容错能力、安全性及稳定性，使系统出现问题和故障时能迅速地修复。因此需要采取一定的预防措施，如对关键应用和主干设备考虑有适当的冗余。应急处理信息系统能够全天候工作，达到每周7x24小时工作的要求。一个高可用性的系统才能使用户的投资真正得到回报。

可维护性和可管理性

整个信息网络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护和管理。对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制网络的运行。因此，网络所选网络设备应支持SNMP、RMON、SMON等协议，管理员通过网管工作站就能方便地进行网络管理、维护甚至修复。

在设计和实现计算机应用系统时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。 可扩充性和兼容性

网络的拓扑结构应具有可扩展性即网络联结必须在系统结构、系统容量与处理能力、物理联接、产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能，采用的产品要遵循通用的工业标准，以便不同类型的设备能方便灵活地联接入网并满足系统规模扩充的要求。

为了使所实现系统能够在应用发生变化的情况下保护原有开发投资，在设计系统时，应将系统按功能做成模块化的，可根据需要增加和删减功能模块。 其它

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在系统集成的设计过程中，决定性的因素还有很多，需要结合用户需求综合考虑。

例如，网络数据流量的估计是网络所需带宽的重要依据，以信息服务系统为例，其工作方式主要分为局域网内部工作站对网络服务器上的信息资源的访问和远程计算机对本局域网网络服务器上信息资源的访问两种。由于局域网内工作站对网络服务器的访问有可能造成网络最大的数据流量，使服务器和网络设备之间的连接成为系统瓶颈，使网络发生拥塞，因此需要对这一数据流量进行一个大致的估计，以便按照估计在服务器和工作站之间配置容量相当的网络设备和通讯带宽。

遵从了如上的设计原则，选择技术先进，经济实用、适应性强、可靠性高、可扩展性好的设备，从而保证系统具有较高的性能价格比，使用户以尽可能经济的投资规模获得最大的收益。

4.2 “自顶向下”的设计思想

在本方案中我们采用了“自顶向下”的设计思想。自顶向下的设计方法适用于从OSI参考模型的高层开始再向较低的层次推进的网络设计，它着重于在选择运

行于较低层次上的路由器、交换机和介质之前，将重点放在应用、会话、数据的传输上。另外，我们还认为：“好的网络设计必需清楚客户的需求蕴涵着许多商业和技术的目标，包括可用性、可伸缩性、可购买性、安全性和可管理性等。”所以我

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