對于多分支機構、跨地域的企業,為了保證企業內部各站點的互聯互通及資源共享,很多企業會投資建設自己的廣域網。中培偉業培訓專家在這里對當前主流的廣域網架構設計思路加以梳理總結,但不包括如下幾種架構:
一些企業,特別是一些快速崛起的民營企業采用的“全Internet”架構,即每個站點都有且只有Internet線路,大部分的IT服務(如郵件服務、OA服務、視頻會議等)都運行在第三方發布在Internet上;
“全公有云”架構,所有IT服務器都跑在公有云上,各站點只有連接至公有云的專線;
跨地域的“大二層”架構,所有不同站點通過將三層數據封裝至二層,使用如VXLAN等技術實現“達到廣域網覆蓋范圍的局域網”。
當前大多企業廣域網架構是根據分支站點規模和實際業務需求,多種類型線路的混合搭配而成。
企業最常用的廣域網的線路類型有以下幾種:
1) MPLS-VPN,性價比高、穩定可靠、QoS功能強、可拓展性強,受歡迎指數五顆星;
2) MSTP/SDH專線,點到點傳輸,帶寬利用率高、延遲低,一般作為MPLS-VPN組網的補充方式;
3) Internet寬帶,可作為搭建IP-SEC VPN的基礎線路接入企業網絡,也可作為站點訪問Internet的出口。
下面簡單舉例說明以上三種不同類型的線路適合的場景。
分割線 箭頭 動態
一家美資企業,在中國設有多家分公司和工廠。中國區總部在北京。自建一主一備兩個數據中心,主數據中心在上海,主要承載對內的IT系統服務和對外的官網服務。備份數據中心在香港,當主數據中心出現難以短時恢復的重大故障導致業務中斷時間較長時啟用。兩個數據中心在夜間同步數據。
圖一 廣域網拓撲圖
根據拓撲圖可以看出,MPLS-VPN專線是主要線路類型。在同城的不同站點之間的連接采用的MSTP專線,因為同城MSTP專線的成本低,線路質量好。對于一些重要站點,如北京總部、天津工廠使用基于Internet線路的IP-SEC VPN作為備份線路,接入到上海主數據中心。
對于廣域網架構的設計,主要考慮的因素有如下幾點:
1)站點SLA級別的定義
根據各站點對業務的連續性不同要求,制定線路冗余性級別,以及運維時故障通報的不同對象。
在上例中,根據業務需求,從高至低依次分為如下幾個級別:
1) 高:上海及香港數據中心,蘇州呼叫中心,采用雙專線冗余;
2) 中:北京總部,天津、深圳工廠,采用三角架構或IP-SEC VPN備份線路冗余;
3) 低:成都、武漢、廣州分公司,無線路冗余。
2)線路冗余性
以上圖為例,該設計提供了幾種不同類型的冗余方案:
全局主要干線的冗余,如上海主數據中心和香港備數據中心各有一條國際線路出口線路互為冗余;
重要節點三角架構的冗余,如深圳工廠這個重要節點,使用到同城分公司的MSTP專線,與兩個站點的MPLS-VPN專線形成三角冗余架構;
雙活線路冗余,如蘇州呼叫中心,采用雙MPLS-VPN線路,互為冗余的同時還有負載均衡的效果;
低級別線路冷備冗余,如北京總部、天津工廠,使用線路傳輸質量不如專線的Internet IP-SEC VPN線路作為冷備線路,當專線故障時能夠保證關鍵業務不中斷。
需要注意的是,雙線冗余的方案需要考慮采用不同線路提供商的線路,從而保證線路的“異構性”,避免因為運營商的問題而導致兩條線路同時發生故障。
3)帶寬利用率
除了按需設計線路帶寬以外,也可以采用分時段利用、數據分流等方式提高線路帶寬的利用率。
在上例中,上海和香港兩個數據中心之間的數據同步在夜間進行,讓兩條總頭線路的帶寬在夜間沒有閑置,就是采用了分時段利用的方式提高帶寬利用率的做法。
深圳工廠和深圳分公司之間若有數據交互,會通過點對點的直連專線進行傳輸,而不會通過MPLS-VPN專線,這便是使用數據分流的方式,也在一定程度上提高了帶寬的利用率。
4)QoS設計
根據業務流量類型的不同,將不同類型的流量劃分為不同的級別,定義優先順序,從而保證業務按照不同的優先級來使用帶寬資源,這便是QoS的主要作用。
一般MPLS-VPN支持分為三級或四級,不同級別單位帶寬的收費也不同。這里介紹通用的劃分方式:
第一優先:VoIP語音流量。一般一路語音通道設置為25~32K即可滿足正常通話質量需求;
第二優先:視頻會議流量。不同視頻會議設備廠商采用的壓縮算法水平不同,導致實現相同清晰度所需的帶寬會有所差別。以華為的視頻設備為例,要達到720P的畫質最低需要384K的帶寬, 1080P最低需要512K的帶寬;
第三優先:對實時性要求較高的數據流量。比如,有些工廠的條碼掃描終端,需要將掃描的數據實時傳送至數據中心的服務器,就需要為這類流量設置QoS保障傳輸的實時性;
最次優先:一般業務流量,如文件共享、郵件、瀏覽網頁、普通系統訪問等。
QoS的設計需要對業務所需流量帶寬準確掌握,否則會因帶寬分配的不合理而導致流量溢出,從而對業務造成不良影響。
5)路由設計
采用哪種路由協議、區域如何劃分、路徑怎樣規劃等等,雖然這些工作一般都會外包給服務商來完成,但多了解一些相關知識,對架構設計,故障排查,以及運維工作中需要中斷線路時影響范圍的把控等,都不無裨益。
金屬質感分割線
筆者認為,廣域網架構的設計與道路交通的設計有很多相似之處。實際上,網絡中很多工作機制原理的最初研發思路都是源于生活。對于網絡架構師,在日常的生活中多留心,多思考,有時也會為網絡架構設計提供思路和靈感。