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交换机实现网络负载均衡的设计与实现

目前负载均衡在大型的交换式园区网中运用广泛。负载均衡是增加网络可靠性,使网络达到最佳的资源利用率,最大限度地提高吞吐量,减少响应时间,以及避免网络过载的一种技术。通常通过软件或硬件来实现网络负载均衡,例如专业负载均衡器,但考虑性价比,可以采取基于交换机网络负载均衡技术。文章探讨了在ISO/OSI 七层参考模型中的第一、二、三、四、七层负载均衡技术。根据真实交换式园区网环境的需求,基于GNS3、VMware、VPCS、Cisco Packet Tracer软件,采用交换机负载均衡技术,模拟构建交换式园区网。最终通过测试验证这些负载均衡技术的可行性。
[关键词] 交换式网络;参考模型;交换机;负载均衡;可靠性
1.3  基本思路
“负载均衡”技术可以有多种实现方式。如果选择专业的负载均衡设备或扔掉现有设备去做大量的硬件升级,这样将造成现有资源的浪费,而且如果再面临下一次业务量的提升,这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入,甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量的需求。而利用现有的核心层交换机,汇聚层交换机来实现“负载均衡”,不仅仅减少了开销成本,而且由于是在原有设备上配置,因此方便了设备的管理。
总结有如下设计思路:采用交换式网络的方式组建园区网,即采用经典的三层式交换结构;在核心交换机与服务器群之间采用第四层、第七层负载均衡方案;核心交换机之间采用第三层负载均衡方案;核心交换机之间,核心交换机与汇聚交换机,核心交换机与服务器之间的双链路搭建同时采用第二层负载均衡方案;设备上也要采用设备级别的负载均衡方案,有核心层交换机和汇聚层交换机的双设备应用,双主控板以及UPS电源。另外结合PVST+多生成树协议、ACL、NAT、OSPF路由协议等共同来搭建实现高速、可靠、安全的园区网。
目    录
1 前言 1
1.1 选题背景 1
1.2 选题的目的和意义 1
1.3 基本思路 1
2 系统分析 2
2.1 可行性分析 2
2.1.1 技术可行性 2
2.1.2 经济可行性 2
2.1.3 操作可行性 2
2.2 具体需求分析 2
2.2.1 基本架构需求 2
2.2.2 硬件需求 2
3 系统设计 3
3.1 网络总体设计方案 3
3.1.1 网络拓朴设计 3
3.1.2 交换机负载均衡技术分类 4
3.1.3 模块设计与仿真 5
3.2 网络详细设计方案 5
3.2.1 第一部分--交换模块设计 6
3.2.2 第一部分--终端设备及服务器模块设计 13
3.2.3 第一部分--广域网接入模块设计 14
3.2.4 第二部分--基础配置 16
3.2.5 第二部分--链路聚合 16
3.2.6 第二部分--网络连通 16
4 系统测试与运行 17
4.1 测试分类 17
4.2 测试过程 17
4.2.1 网络连通性测试 17
4.2.2 第二层负载均衡测试 19
4.2.3 第三层负载均衡测试 21
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
 

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