由于MSTP网络设备各骨干节点设备汇聚各子网网关,网络构成精简,网络层次清晰,据此将我局网络优化成为1个二级网络(水荣生,王煜,2011)。即以局网络中心为中心节点,下连7个二级节点,二级节点下又各连几个二层接入节点。图1为网络总体拓扑图。

在每个二级节点配备了MSTP设备,二级节点三层交换设备与MSTP设备相连,通过电信提供的传输链路,上连至网络中心多功能光端机(此光端机可以解析从二级节点MSTP设备传送来的VLAN标签,解析到端口),通过多功能光端机连接到网络中心三层核心设备,网络中心下连链路为专用通信链路。图2为二级节点下连拓扑。

三级节点的网关上移至接入骨干层(二级节点的三层交换设备),简化了三级节点网络的上连模式,使其成为二级节点的1个局域网,由此构成的广域网从本质上看只是1个二级网络。三层节点通过二级节点三层交换设备的快速以太口连接到MSTP设备。在三层交换设备上完成了二层交换数据的VLAN标签拆封,打包成IP包数据后通过传

图1 网络总体拓扑
Fig.1 Overall topology of the network

图2 二级节点上连拓扑
Fig.2 Even on the secondary node topology

由于西宁的6个二级节点是区内链路,经过与电信协商,决定由电信提供1个三层交换设备作为6个节点的汇聚,上连网络中心三层核心设备,并通过电信传输层到达各个二级节点。

图3 二级节点下连拓扑
Fig.3 Under the secondary node topology

二级节点使用三层交换设备与网络中心连接,上连为三层千兆端口(共4个端口),采用路由方式,利用线速转发测算公式,测算所得满配吞吐量约为6 Mpps,下连端口为100 MB(24口)。交换机背板带宽约为32 GB,所有端口总带宽小于交换机背板带宽,所以可实现全线速转发,做到无阻塞包交换。

三级节点的网关配置在二级节点的三层交换设备上,使得udp协议和tcp协议在一个节点三层交换设备中解析,即L2和L3在一个节点内融和。

上述特点使网络的传输速率比以前提高,在台站测试时传输速率最少提高了5倍。

VLAN(虚拟局域网)是一种将局域网设备从逻辑上划分为一个个网段,从而实现虚拟工作组的新型数据交换技术。在实验平台上我们从实际出发,在三层交换设备上,运用按端口划分VLAN的方式将交换机中的某些端口定义为1个单独的区域,从而形成1个VLAN。同一VLAN中的计算机属于同一个网段,不同VLAN之间进行通信需要通过路由器。通过测试和抓包,得到结果是各VLAN之间无相互干扰,VLAN数据整齐划一,数据完整。

在实际应用中,为了充分利用MSTP设备在网络中的高效性能,我们运用了VLAN的划分,进行了子网隔离。以二级节点德令哈台为例,德令哈台下连6个三级节点,在三层交换设备上的6个快速以太口配置了不同的VLAN号,每个VLAN配置一个相应的子网地址段,6个下连节点被划分为6个VLAN 。

划分VLAN后,同一个VLAN内的主机通过传统的以太网通信方式进行报文的交互,而不同VLAN内的主机之间则需要通过网络层设备进行通信。这样广播域被限制在1个VLAN内,避免影响其它网段,也可减少主干网的流量,提高网络速度。采用VLAN提供的安全机制,可以限制特定用户的访问,控制广播域的大小和位置,甚至绑定网络成员的MAC地址,这样,就限制了未经安全许可的用户和网络成员对网络的使用,增强网络的安全性。

MSTP可实现多个VLAN捆绑到一个实例(多个VLAN集合)中,简化链路接入方式,提高了资源利用率。以二级节点德令哈台为例,在MSTP设备上将3个2MSDH划分为3个VLAN捆绑为一个实例,起到链路聚合作用,捆绑后的带宽传输开销小于单个链路开销。下连6个三级节点通过此链路与网络中心进行通讯。6条与网络中心的区间链路改为与德令哈台的区内链路,即一个区域内远程链路大幅减少,在实际中大大降低了链路开销,优化改造后所有节点原有链路租用费比原来节省约十八万元。在青海这种地域广,节点与网络中心距离远的省份,这种通讯方式对通讯费用的节省是非常有效的。