可擴展性需求分析

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《網絡工程師必讀——網絡系統設計》一書

         網絡系統的可擴展性需求決定了新設計的網絡系統適應用戶企業將來發展的能力，也決定了網絡系統對用戶投資的保護能力。試想一個花了幾十萬構建的網絡系統，可就在使用不到一年，由於公司用戶量的小幅增長，或者增長、改變了一些應用功能模塊就沒法適應了，須要從新淘汰一部分原有設備，或者應用系統，甚至須要全面改變原有網絡系統的拓撲結構，其損失之大是通常企業都沒法承受的，也是不容許的。

網絡系統的可擴展性能到底須要多高並非憑空設想的，而是要根據具體用戶網絡規模的發展速度（根據最近一年的發展狀況和對將來發展的預計估算）、關鍵應用特色。網絡系統的可擴展性需求保證主要是爲了適應網絡用戶的增長，網絡性能需求的提升、網絡應用功能的增長或改變等方面。
網絡系統的可擴展性最終體如今網絡拓撲結構、網絡設備，特別是硬件服務器的選型，以及網絡應用系統的配置等方面。下面分別予以簡單分析。

●   網絡拓撲結構的擴展性需求分析
在網絡拓撲結構方面，所選擇的拓撲結構是方便擴展（具體的網絡拓撲結構選擇方法將在本書第三章介紹），要能知足用戶網絡規模發展需求。在網絡拓撲結構中，網絡擴展需求全面體如今網絡拓撲結構的三層（一般爲三層，那就是核心層（或稱「骨幹層」）、匯聚層和邊緣層）。通常的網絡規模擴展主要是關鍵節點和終端節點的增長，如服務器、各層交換機和終端用戶的增長。這就要求在拓撲結構中的核心層（或「骨幹層」）交換機上要留有必定量（具體量的肯定要根據相應用用戶的發展速度而定）的冗餘高速端口，以備新增長的服務器、匯聚層交換機等關鍵節點的鏈接。一般是少數關鍵節點的增長可直接在原結構中的核心交換機上冗餘的端口上鍊接，若是須要增長的關鍵節點比較多，則能夠經過增長核心層交換機，或者匯聚層交換機集中鏈接。而在匯聚層，也應留有必定量的高速端口，以備新增長的邊緣層交換機，或終端用戶的鏈接。少數的終端用戶增長也應能夠直接使用邊緣層交換機上冗餘端口鏈接，若是增長的終端用戶比較多，則可以使用匯聚層的高速冗餘端口，新增一個邊緣交換機集中鏈接這些新增的終端用戶。

●   交換機的擴展性需求分析
交換機端口的冗餘可經過實際冗餘和模塊化擴展兩種方式來實現。實際冗餘是對於固定端口配置的交換機而言，而模塊化結構交換機的端口可擴展能力要遠好於固定端口配置的交換機，固然價格也貴許多。具體原結構中各層所應冗餘的端口數是多少，則要視乎具體的網絡規模和發展狀況而定。
可擴展性需求在網絡設備選型方面的要求主要體如今端口類型和速率配置上，特別是核心（或「骨幹層」）和匯聚層交換機。如原來網絡比較小，但企業網絡規模發展比較快，此時在選擇核心、匯聚層交換機時就要注意評估一下是否要選擇支持光纖的千兆交換機，儘管目前可能用不上，但可能在很短的幾年後就要用到高性能的光纖鏈接，如與服務器、數據存儲系統等的鏈接。固然雙絞線千兆的支持是必不可少的，並且還要評估一下須要多少個這樣的端口，要冗餘多少個雙絞線和光纖端口。若是在網絡系統設計時沒有充分的考慮，則當用戶規模，或者應用需求提升，須要使用光纖設備時，則原來所選擇的核心和匯聚層交換機都不適用，須要從新購買了，只能做爲邊緣層交換機使用了，浪費了用戶的投資。

●    WLAN網絡的擴展性需求分析
與交換機相似的設備就是WLAN網絡中的無線接入點（AP），它一樣有了鏈接性能問題。由於目前來講WLAN設備的鏈接性能還較低，因此一般來講，設備所支持的WLAN標準決定了設備的用戶支持數。如IEEE 802.11g接入點設備一般只支持20個用戶同時鏈接，即便能夠鏈接再多的用戶也沒有多大意義，由於這樣用戶分得的帶寬就會大大降低，不能知足用戶的應用。在WLAN網絡的可擴展性方面，要注意的是頻道的分配了，由於總的可用頻道有限（15個），而在同一覆蓋範圍中可用的上漲幅度道就更少了（只是3個），因此在網絡系統設計之初應儘量預留一些頻道給未來擴展，不要所有佔用。

●    服務器系統的擴展性需求分析
網絡設備的可擴展性需求的另外一個重要方面就是硬件服務器的組件配置了，很是重要。如今國內、外幾大主要服務器廠商，如IBM、HP、SUN、聯想、浪潮、曙光等都有相似的「按需擴展」理念，爲客戶提供靈活的擴展方案。由於通常的服務器價格很是貴（入門級的價格一般在2萬之內，工做組的價格一般在5萬之內，部門級的價格一般在8萬元之內，企業級的價格一般在12萬元以上），若是由於擴展性很差，在短期內遭到淘汰的話，則是一種極大的投資浪費。服務器的可擴展性主要體如今支持的CPU數、內存容量、磁盤架數、I/O接口數和服務器有羣集能力等幾個方面。部門級如下的服務器一般都是採用SMP（Symmetrical Multi-Processing，對稱多處理器）來支持處理器擴展的，目前最高的SMP處理器數爲8個，超過8個的一般是採起MMP（Massively Parallel Processor，大規模並行處理器）和NUMA（Non-Uniform Memory Access，路，或者以上的SMP路，或以上的對稱系統，而大型企業應選擇8系統。所配置的內存插槽數通常最少爲4條，或以上，以備擴展。所支持撮大內存容量也要視不一樣的網絡規模和應用而定，小型普通企業服務器系統應支持至少4GB內存，而大型普通企業服務器系統應至少支持12GB在磁盤擴展性方面，一般是取決於所提供的磁盤架（其實也就是磁盤接口數），固然在必定程度也決定了相應服務器系統所能提供的最大磁盤容量。一般小型企業應選擇至少能支持5個以的磁盤架服務器系統，而大型企業則須要選擇具備12接口的擴展性是指PCI、PCI-E（也多是IDE）控制卡、內置Modem插槽，擴展插槽類型要視服務器系統所採用的I/O以上服務器組件的擴展，在需求較低的狀況下能夠徹底經過在原系統中冗餘來保證，可是若是擴展性需求較高的狀況下，原有系統就很難保證了，畢竟服務器的機箱空間有限，再加上外接太多擴展設備在機箱後，機箱的溫度會有顯著上升，給服務器系統帶來不穩定性。因而，像IBM鏈接的方案，把須要擴展的I/O），經過一條電纜與服務器主板鏈接便可。這樣一方面擴展性大大加強，另外一方面也不會因增長I/O         
    

以上是針對局域網系統進行介紹的，在廣域網中一樣存在可擴展性方面的需求，如WAN鏈接線路、WAN鏈接方式，以及支持的用戶數和業務類型等方面。一方面體如今像路由器之類的網絡邊界設備的WAN端口數和所支持的WAN網絡接口類型上，另外一方面體如今所選擇的廣域網鏈接方式所能提供的網絡帶寬是否能夠知足用戶數的不斷增長，是否支持當前和將來可能須要的業務類型。如分組交換網、幀中繼、DDN專線的速率一般是在2Mbps之內，一般只適用於小型用戶的普通電話類業務，不適用於大中型企業用戶和像實時的多媒體業務和大容量的數據傳輸。而ATM的傳輸速率可達622Mbps，全面支持幾乎全部接入網類型和業務，但實現成本較貴，而且對以太網業務的支持不是很好。具體各類廣域網中的接入網和交換網技術的優缺點請參見本系列叢書《網絡工程師必讀——接入網與交換網》一書。

●     應用系統的可擴展性需求分析 在網絡應用系統功能配置上一方面要全面知足當前及可預見的將來一段時間內的應用需求，另外一方面要能方便地進行功能擴展，可靈活地增、減功能模塊。