可扩展性需求分析

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《网络工程师必读——网络系统设计》一书

         网络系统的可扩展性需求决定了新设计的网络系统适应用户企业将来发展的能力，也决定了网络系统对用户投资的保护能力。试想一个花了几十万构建的网络系统，可就在使用不到一年，由于公司用户量的小幅增长，或者增长、改变了一些应用功能模块就没法适应了，须要从新淘汰一部分原有设备，或者应用系统，甚至须要全面改变原有网络系统的拓扑结构，其损失之大是通常企业都没法承受的，也是不容许的。

网络系统的可扩展性能到底须要多高并非凭空设想的，而是要根据具体用户网络规模的发展速度（根据最近一年的发展状况和对将来发展的预计估算）、关键应用特色。网络系统的可扩展性需求保证主要是为了适应网络用户的增长，网络性能需求的提升、网络应用功能的增长或改变等方面。
网络系统的可扩展性最终体如今网络拓扑结构、网络设备，特别是硬件服务器的选型，以及网络应用系统的配置等方面。下面分别予以简单分析。

●   网络拓扑结构的扩展性需求分析
在网络拓扑结构方面，所选择的拓扑结构是方便扩展（具体的网络拓扑结构选择方法将在本书第三章介绍），要能知足用户网络规模发展需求。在网络拓扑结构中，网络扩展需求全面体如今网络拓扑结构的三层（一般为三层，那就是核心层（或称“骨干层”）、汇聚层和边缘层）。通常的网络规模扩展主要是关键节点和终端节点的增长，如服务器、各层交换机和终端用户的增长。这就要求在拓扑结构中的核心层（或“骨干层”）交换机上要留有必定量（具体量的肯定要根据相应用用户的发展速度而定）的冗余高速端口，以备新增长的服务器、汇聚层交换机等关键节点的链接。一般是少数关键节点的增长可直接在原结构中的核心交换机上冗余的端口上链接，若是须要增长的关键节点比较多，则能够经过增长核心层交换机，或者汇聚层交换机集中链接。而在汇聚层，也应留有必定量的高速端口，以备新增长的边缘层交换机，或终端用户的链接。少数的终端用户增长也应能够直接使用边缘层交换机上冗余端口链接，若是增长的终端用户比较多，则可以使用汇聚层的高速冗余端口，新增一个边缘交换机集中链接这些新增的终端用户。

●   交换机的扩展性需求分析
交换机端口的冗余可经过实际冗余和模块化扩展两种方式来实现。实际冗余是对于固定端口配置的交换机而言，而模块化结构交换机的端口可扩展能力要远好于固定端口配置的交换机，固然价格也贵许多。具体原结构中各层所应冗余的端口数是多少，则要视乎具体的网络规模和发展状况而定。
可扩展性需求在网络设备选型方面的要求主要体如今端口类型和速率配置上，特别是核心（或“骨干层”）和汇聚层交换机。如原来网络比较小，但企业网络规模发展比较快，此时在选择核心、汇聚层交换机时就要注意评估一下是否要选择支持光纤的千兆交换机，尽管目前可能用不上，但可能在很短的几年后就要用到高性能的光纤链接，如与服务器、数据存储系统等的链接。固然双绞线千兆的支持是必不可少的，并且还要评估一下须要多少个这样的端口，要冗余多少个双绞线和光纤端口。若是在网络系统设计时没有充分的考虑，则当用户规模，或者应用需求提升，须要使用光纤设备时，则原来所选择的核心和汇聚层交换机都不适用，须要从新购买了，只能做为边缘层交换机使用了，浪费了用户的投资。

●    WLAN网络的扩展性需求分析
与交换机相似的设备就是WLAN网络中的无线接入点（AP），它一样有了链接性能问题。由于目前来讲WLAN设备的链接性能还较低，因此一般来讲，设备所支持的WLAN标准决定了设备的用户支持数。如IEEE 802.11g接入点设备一般只支持20个用户同时链接，即便能够链接再多的用户也没有多大意义，由于这样用户分得的带宽就会大大降低，不能知足用户的应用。在WLAN网络的可扩展性方面，要注意的是频道的分配了，由于总的可用频道有限（15个），而在同一覆盖范围中可用的上涨幅度道就更少了（只是3个），因此在网络系统设计之初应尽量预留一些频道给未来扩展，不要所有占用。

●    服务器系统的扩展性需求分析
网络设备的可扩展性需求的另外一个重要方面就是硬件服务器的组件配置了，很是重要。如今国内、外几大主要服务器厂商，如IBM、HP、SUN、联想、浪潮、曙光等都有相似的“按需扩展”理念，为客户提供灵活的扩展方案。由于通常的服务器价格很是贵（入门级的价格一般在2万之内，工做组的价格一般在5万之内，部门级的价格一般在8万元之内，企业级的价格一般在12万元以上），若是由于扩展性很差，在短期内遭到淘汰的话，则是一种极大的投资浪费。服务器的可扩展性主要体如今支持的CPU数、内存容量、磁盘架数、I/O接口数和服务器有群集能力等几个方面。部门级如下的服务器一般都是采用SMP（Symmetrical Multi-Processing，对称多处理器）来支持处理器扩展的，目前最高的SMP处理器数为8个，超过8个的一般是采起MMP（Massively Parallel Processor，大规模并行处理器）和NUMA（Non-Uniform Memory Access，路，或者以上的SMP路，或以上的对称系统，而大型企业应选择8系统。所配置的内存插槽数通常最少为4条，或以上，以备扩展。所支持撮大内存容量也要视不一样的网络规模和应用而定，小型普通企业服务器系统应支持至少4GB内存，而大型普通企业服务器系统应至少支持12GB在磁盘扩展性方面，一般是取决于所提供的磁盘架（其实也就是磁盘接口数），固然在必定程度也决定了相应服务器系统所能提供的最大磁盘容量。一般小型企业应选择至少能支持5个以的磁盘架服务器系统，而大型企业则须要选择具备12接口的扩展性是指PCI、PCI-E（也多是IDE）控制卡、内置Modem插槽，扩展插槽类型要视服务器系统所采用的I/O以上服务器组件的扩展，在需求较低的状况下能够彻底经过在原系统中冗余来保证，可是若是扩展性需求较高的状况下，原有系统就很难保证了，毕竟服务器的机箱空间有限，再加上外接太多扩展设备在机箱后，机箱的温度会有显著上升，给服务器系统带来不稳定性。因而，像IBM链接的方案，把须要扩展的I/O），经过一条电缆与服务器主板链接便可。这样一方面扩展性大大加强，另外一方面也不会因增长I/O         
    

以上是针对局域网系统进行介绍的，在广域网中一样存在可扩展性方面的需求，如WAN链接线路、WAN链接方式，以及支持的用户数和业务类型等方面。一方面体如今像路由器之类的网络边界设备的WAN端口数和所支持的WAN网络接口类型上，另外一方面体如今所选择的广域网链接方式所能提供的网络带宽是否能够知足用户数的不断增长，是否支持当前和将来可能须要的业务类型。如分组交换网、帧中继、DDN专线的速率一般是在2Mbps之内，一般只适用于小型用户的普通电话类业务，不适用于大中型企业用户和像实时的多媒体业务和大容量的数据传输。而ATM的传输速率可达622Mbps，全面支持几乎全部接入网类型和业务，但实现成本较贵，而且对以太网业务的支持不是很好。具体各类广域网中的接入网和交换网技术的优缺点请参见本系列丛书《网络工程师必读——接入网与交换网》一书。

●     应用系统的可扩展性需求分析 在网络应用系统功能配置上一方面要全面知足当前及可预见的将来一段时间内的应用需求，另外一方面要能方便地进行功能扩展，可灵活地增、减功能模块。