网管员必读-网络组建第2版第二章.ppt

第二章 网络设备的选型与选购,从本章开始就要在上一章的基础上正式部署企业局域网方案。首先要依据上一章所编制的网络规划书来进行网络设备的选型与选购。本章仅介绍网卡（包括WLAN无线网卡）、服务器、交换机（包括无线AP）、路由器（包括交换式路由器）、防火墙、UPS等设备的选型考虑与选购注意事项。本章重点交换机、路由器（包括交换式路由器）、防火墙、服务器和UPS的选型考虑交换机、路由器、防火墙和服务器的选购注意事项,2.1 网络设备的选型,网络设备种类非常多，在此只介绍在企业局域网中最常使用的几种主要网络设备，如网卡（包括有线和无线两种）、交换机、路由器、防火墙、服务器和UPS。2.1.1 网卡的选型 网卡是最基础的网络设备，是用来连接网络中的计算机和其他网络设备的。1有线以太网网卡 本节主要以10/100Mb/s快速以太网网卡和10/100/1000Mb/s，或者纯1000Mb/s的千兆以太网网卡为例进行选型介绍。有线以太网卡的主机接口通常是PCI接口（笔记本主机通常用PCMCIA接口，参见下面将要介绍的PCMCIA接口无线局域网网卡），而网络接口则要有所区分，工作站中的快速以太网目前通常是采用标准的以太网RJ-45接口。而服务器千兆以太网既可以是RJ-45双绞线网络接口，也可以是单模/多模光纤接口。,另外，有线网卡还有32位与64位之分，这主要是根据所使用的PCI或PCI-X、PCI-E接口类型来划分的。PCI接口有32位和64位两种，而PCI-X、PCI-E新型接口均为64位。32位与64位PCI接口的金手指结构不一样，64位的多了一个缺口位（有两个缺口位），而且长度也不一样。也有一些PCI网卡同时支持32位和64位标准，这类网卡也通常是服务器用的千兆位以太网网卡。这类网卡相比前面介绍的64位PCI网卡来说，在外观上也有一个明显的区别，那就是它又多了一个缺口，有3个缺口了。目前服务器使用的千兆位以太网网卡的价格因采用不同的介质类型而有较大差别，普通的32位双绞线RJ-45接口千兆位网网卡的价格在300元左右，而支持64位的双绞线RJ-45接口千兆位网网卡的价格稍贵，在500元左右，光纤接口的则贵许多，通常在千元以上。在有线网卡的选择上，工作站的网卡基本上统一采用10/100Mb/s的RJ-45接口快速以太网网卡即可，在服务器,方面则要根据具体的网络规模和网络应用而定。如果只是一般的中小型企业局域网，则可以采用相对廉价的RJ-45双绞线接口千兆位网网卡即可；而如果网络规模较大，或者网络应用较复杂，如有大型的数据库系统、复杂的电子商务应用，则可采用光纤接口的千兆位网网卡。2无线局域网网卡 无线局域网网卡的选型相对有线网卡来说要简单一些，主要考虑网卡的主机接口和所使用的无线局域网技术标准。在台式机工作站中通常选用PCI或者USB接口的无线局域网网卡。对于笔记本电脑用户则可以选择PCIMCIA和USB两种接口类型的无线局域网网卡。PCMCIA接口又分为16位的PCMCIA和32位的CardBus两种接口类型。在无线局域网标准上，建议选择具有54Mb/s速率的IEEE 802.11g标准的无线网卡产品，如果选择的是同一品牌的无线网卡及其他无线局域网设备，还建议选择108Mb/s的IEEE 802.11g+标准无线网卡。,2.1.2 服务器的选型,服务器是网络中最核心的网络设备，在相当大的程度上决定了整个网络的性能。它既是网络的文件中心，同时又是网络的数据中心。服务器的类型也复杂，仅从外观结构上就可分为塔式、机架式、刀片式3种。1服务器处理器架构 服务器首先要确定其处理器芯片架构，目前主要分为3个大的架构类型：Intel IA32/64架构、AMD x86架构和主要应用于UNIX系统中的RISC（精减指令）架构。2服务器的档次 服务器通常被分为：入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器4个不同档次。服务器的档次由许多因素决定，但最主要还是服务器处理器。以上两方面的具体选型考虑参见书中介绍。,2.1.3 交换机和无线AP的选型,1交换机的选型 交换机的选型考虑主要包括：端口数、网络接口类型、可网管能力，以及在OSI体系结构中的工作层次和性能、功能配置等，当然还是有品牌的考虑。2无线AP的选型 在无线AP的选型上，主要考虑它所支持的无线局域网技术标准、有效距离及其他辅助功能。因为现在的无线网络通常还仅应用于小型网络，或者作为有线网络的补充，所以在无线接入点的选择上相对较为简单，建议选择与所选择的无线网卡和其他无线网络设备一样的品牌，在支持标准上目前必须选择支持54Mbit/s的IEEE 802.11g标准或以上的。以上两设备的具体选型考虑参见书中介绍。,2.1.4 路由器的选型,1边界和中间节点路由器的选型 网络间的边界路由器仍是路由器技术和产品市场的主流，企业局域网要与其他网络进行连接，就必须采用边界路由器。边界路由器一般是与防火墙设备一起与外界网络进行连接的，防火墙作为内、外部网络之间的第一个安全关口，而边界路由器则是内、外部网络间接入的第一个接入关口。中间节点路由器是用来连接局域网内部的不同子网或网段的。现在边界路由器技术也多种多样，目前第五代的称之为交叉开关式结构路由器，在这之前的四代产品分别是：第一代单总线、单/双CPU路由器，第二代单总线、对称式CPU路由器，第三代多总线、多CPU路由器，第四代共享内存式结构路由器。目前除了第一代的路由器产品已很少见以外，其余四代的路由器在市场中都仍在广泛使用，用户在选择时一定要注意。,路由器与其他网络设备一样，也有一个按性能来划分不同档次的标准，那就是按路由器的背板带宽来划分高、中、低档。通常将背板交换能力大于40Gbit/s的路由器称为高档路由器（有的高达几百上千Gbit/s），背板交换能力在25Gbit/s40Gbit/s之间的路由器称为中档路由器，低于25Gbit/s的当然就是低档路由器。2宽带路由器的选型 宽带路由器一般集成了多种实用的功能，如DHCP服务、防火墙、NAT、VPN或VPN透传（Pass-Through）等，有些还集成了打印服务器功能。通过这些集成的功能，可以十分方便地在对等类型共享网络中实现自动IP地址分配、NAT地址转换、防火墙保护和VPN透传等，而这些功能都是目前的应用热点。宽带路由器一般除了宽带接入的广域网接口外，通常还提供4个用于与局域网工作站用户连接的交换端口。有些宽带路由器，主要为一些中档以上的网吧型宽带路由器，提供了双WAN端口，通过对两条接入线路的汇聚，可以提高宽带路由器的广域网连接速率。WLAN无线宽带路由器除了具有有线宽带路由器功能和特点外，通常还具有简单的WLAN无线AP功能，用于无线连接少量WLAN网络客户端。,2.1.5 交换式路由器的选型考虑,交换式路由器与三层交换机一样，也是由路由器和交换机两者结合的新型设备。不过，它们之间有着本质的区别，三层交换机是指具有部分路由器功能的交换机，工作在OSI的第三层网络层，而此处的交换式路由器则是指具备部分交换机功能的路由器，工作在OSI的第四层传输层。1.交换式路由器的产生背景 交换式路由器的产生背景是人们无法接受基于IOS类软件的路由器的性能低下缺陷。不是依靠软件系统，而是通过专门的ASIC电路。这样就可使得速率提高到了每秒数千万分组，提高了两个数量级。当然，交式路由器相对传统路由器的改进不仅以上这一个方面的改进，它在控制功能上也有较大改进。,2.交换式路由器特点 相比之下，交换式路由器具有以下主要特点：容量大；性能高，功能全；管理能力强；全功能的线速的IP/IPX路由和第四层交换。交换式路由器因为同时具备了交换机和路由器功能，而且还具有传输层功能，所以它就具备了OSI的第二、三、四3个层次的功能和服务。强大的数据交换能力是交换机的基本特性，来自第二层；路由功能保证网络具有可扩展性；控制功能来自第四层，它可让网络管理员在不影响网络性能的情况下对网络进行有效监视、预防和诊断故障。3.交换式路由器主要优势 交换式路由器实现了全部路由功能和第二层交换功能，还通过对第四层应用数据流进行数据交换而扩展了传统路由器的功能。它们能以线速实现全部路由功能，并提供应用层控制，满足了爆炸性网络应用对高带宽和可管理性的迫切需求。,此外，智能交换式路由器可通过在第四层交换数据包来实现带宽分配、故障论断和对TCP/IP应用程序数据流进行访问控制，并且提供详细的流量统计信息和记帐信息，以及具有应用层QOS策略和访问控制等能力。交换式路由器具有第四层交换的能力，可以阅读第四层报头信息。4.交换式路由器的选型 虽然交换式路由器与传统交换机、路由器相比具有比较明显的技术和性能优势，建议有条件的企业用户，在互联网，或者与其他网络连接的网络应用比较频繁的情况下选择这种路由器，它可以大大提高网络间的数据转发效率。但是，对于绝大多数中小企业用户，则不建议这样选择，因为这样的路由器目前仍属于新型技术，价格非常昂贵。况且普通的中小企业没有太多网络间的数据通信需求，传统的路由器基本上都能应付。,2.1.6 防火墙的选型,防火墙有软件防火墙和硬件防火墙两种。无论采用哪种安全防护方式，在企业网络中，硬件防火墙是必不可少的。软件防火墙是安装在计算机平台的软件产品，它通过在操作系统底层工作来实现网络管理和防御功能的优化。硬件防火墙的硬件和软件都单独进行设计，采用专用的网络芯片处理数据包，同时，采用专门的操作系统平台，从而避免通用操作系统的安全性漏洞。所以硬件防火墙无论在性能，还是在自身安全性方面都较软件防火墙先进许多。软件防火墙因为是基于主机方式的，所以通常用于保护单台主机，而硬件防火墙是用于网络的保护。在防火墙的选型问题上，关键是要明确选择采用哪种防火墙技术的防火墙。目前在市场上的防火墙根据所采用的主要过滤技术可分为包过滤型防火墙、应用代理型防火墙和状态包过滤型防火墙三种。这三种防火墙技术的具体内容参见书中介绍。,2.2 UPS的选型,UPS是一种集电力技术、控制技术和信号检测及通信技术于一身的高科技电源设备，被广泛应用于计算机及网络系统、电信、移动通信及各种自动生产流水线等多个应用领域。2.2.1 UPS的主要作用、分类和主要特点 1UPS的主要作用 UPS的作用主要体现在以下三个方面。为各类用电设备提供后备电源，以防止突然断电给局域网造成损害，影响正常运行；提供稳定、干净的电源，可以消除市电系统中产生的诸如浪涌、谐波干扰、频率漂移、波形断续、电压过高或过低等现象，改善电源质量；,抑制电网中其他用电设备产生的诸如高频信号等杂波，以免除因杂波造成数据传输失效等故障，提高网络的可靠性。2UPS的主要分类 UPS的分类主要有两种划分标准，一种是常见的按后备供电原理划分，另一种是按UPS的电压输入/输出类型和功率容量划分。按后备供电原理可分为在线式（On-Line）及离线式（Off-Line）两大类，但近年已有厂商推出在线互动式（Line Interactive），其特性介于在线式与离线式之间，但就其动作特性与供电方式而言，仍应归类于离线式。按电压输入/输出相数及功率容量可分为单相输入单相输出（应用于10kVA以下的离线式、在线交互式、在线式等小容量）、三相输入单相输出（应用于10kVA以上的在线式）、三相输入三相输出（应用于20kVA以上的在线式大容量）三大类。以上分类的详细内容参见书中介绍。,2.2.2 主要UPS技术,1智能化管理技术 所谓“智能化UPS”是指在UPS主机上增设通信接口，利用它经过专用的通信电缆或经过调制解调器等与计算机服务器、路由器、网关等设备上相对应的通信接口相连，建立起双向通信调控管理功能，并安装能适应各种操作平台的电源监控软件，管理UPS的运行和操作，提高UPS电源的可管理性。智能化UPS能实时监视UPS的输入/输出电压、输入/输出频率、输出电流、电池电压、UPS主机温度等运行参数，在UPS故障或电池供电规定时间后将计算机中的数据自动存档，退出并关闭系统。还有的可以通过传呼、E-mail等方式通知系统管理人员等。2UPS的监控技术,一个完整的电源管理系统通常由电源管理软件和智能附件组成。UPS监控技术主要有以下几种：基于串行通信方式的监控技术基于Web的监控技术基于SNMP的监控技术基于MODEM/电话/寻呼网络方式的监控技术 3UPS监控技术的发展趋势 由于未来网络的广泛化和全球化，必然带来网络的复杂化，多种形式的网络系统将连接在一起。作为网络系统的一部分，要求UPS能够实现在各种网络平台上的监控，而且随着Internet、Intranet和电子商务的高速发展，用户对网络可用性的要求会越来越高，使UPS从对网络关键设备的保护延伸至对整个网络路径的保护。因此，监控软件除了要提供完善的监控保护功能以外，还必须具有以下功能：支持主流操作系统及跨平台操作并具有即插即用的功能、支持主流数据库及应用软件、与主流服务器管理工具集成、与主流网络管理系统集成。以上各小节具体内容参见书中介绍。,2.2.3 UPS的应用趋势,整个UPS市场的技术应用可以用四化来说明，即家庭化、模块化、智能化和大功率化。家庭化是UPS已开始向家庭应用中渗透；模块化可提供足够高的配置灵活度；智能化可方便网管员对企业网络的管理，提高企业网络的管理水平；大功率化是为了满足企业对整个企业电源系统进行有效保护和管理的需求。具体参见书中介绍。,2.3 网络设备选购指南,2.3.1 网卡选购指南 1技术方面的选择 网卡的技术主要由网卡芯片技术和所采用的网络标准决定。在这方面，要根据具体网卡的应用环境和应用需求选择。（1）选择广泛认可的网卡芯片 生产网卡芯片的厂家比较多，如Realtek（瑞昱）、VIA（威盛）、3Com、Intel、Broadcom、Davicom等。在国内最受欢迎、应用最广的还是基于Realtek公司的RTL系列芯片。不仅在独立网卡市场中随处可见。（2）选择适当的网卡类型 目前主流的以太网网卡主要有10/100Mbit/s快速以太网网卡和10/100/1000Mbit/s千兆位以太网卡两种。对于大多数工作站用户只需选择10/100Mbit/s自适应的快速以太网网卡即可，而对于应用较复杂的工作站用户和服务器，则应选择千兆位以太网网卡。,另外，网卡的连接性能还受所采用的主机接口影响，快速以太网网卡通常采用普通的32位PCI接口，而千兆位以太网网卡则可以有64位PCI接口、64位PCI-X接口和新型的PCI-E（PCI-Express）接口。不过在选择这类网卡时还要求所安装的计算机上有相对应的插槽，否则连物理安装都无法进行。（3）根据应用选择相应的网卡技术 网卡技术包括远程唤醒、出错冗余（AFT）、负载均衡（ALB）和快速通道（FEC）等，这主要是针对一些有特殊应用需求的工作站和服务器网卡而开发的。具体参见书中介绍。2制造方面的选择 从网卡的制造上可以从以下几个方面着手考虑：一看材料、二看工艺、三看布线、四看晶振的选材、五看元件的选择、六看金手指的工艺。具体也请参见书中介绍。,2.3.2 交换机选购指南,局域网交换机的基本技术指标较多，这些技术指标全面反映了交换机的技术性能和功能，是用户选购产品时参考的重要数据来源。在选购时应着重考虑以下几个方面：端口带宽支持的标准和协议背板带宽数据转发方式MAC地址记忆数可扩展性能是否具有网管功能对10GB技术的支持服务支持具体内容参见书中介绍。,2.3.3 路由器选购指南,路由器的选购主要从以下几个方面加以考虑：路由协议、背板能力、丢包率、转发延时、路由表容量、扩展能力、可靠性、安全性、管理方式和网管能力。具体内容参见书中介绍。2.3.4 防火墙选购指南 防火墙选购方面的注意事项与其他网络设备的选购差不多，具体包括以下几个方面：产品类型、LAN端口类型和数量、协议支持、访问控制配置、自身的安全性、防御功能、连接性能、管理功能、记录和报表功能、灵活的可扩展和可升级性、协同工作能力和品牌的知名度。具体内容也请参见书中介绍。,2.3.5 服务器选购指南,在服务器选购方面需要特别注意以下几个方面：适当的处理器架构；适当的可扩展能力；适当的服务器架构；对新技术的支持；合适的品牌。2.3.6 UPS选购指南 1UPS选购原则 通常，局域网的中心机房应采用10kVA20kVA中等功率的在线式UPS集中供电方式，并采用双机热备份或并联供电。而对于局域网中众多的无法集中设置的PC、路由器、打印机等设备，通常采用后备式或者在线互动式500VA2kVA小容量UPS提供电力保障。当然有条件而且有需要的话，也可以选用对电网没有污染的在线式UPS。主要的UPS种类及UPS选用原则参见书中表2-1。2UPS选购的注意事项 在UPS选购方面，应当着重注意以下几个方面：选择知名的品牌；选择适当的UPS种类；选择适当的功率容量；高可靠性和高抗干扰性。以上具体选购注意事项参见书中介绍。,