信息化方案比亚迪IT信息化建设网络结构设计方案.docx
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信息化方案比亚迪IT信息化建设网络结构设计方案
（信息化方案）比亚迪IT信息化建设网络结构设计方案
比亚迪汽车公司
IT信息化建设网络结构设计方案
2015-05
第1章总述5
1.1比亚迪公司数据中心网络建设需求5
1.1.1传统架构存在的问题5
1.1.2数据中心目标架构设计6
1.2数据中心设计目标7
1.3数据中心技术需求8
1.3.1整合能力8
1.3.2虚拟化能力8
1.3.3自动化能力9
1.3.4绿色数据中心要求9
第2章比亚迪网络系统设计与实现10
2.1比亚迪网络系统概述现状10
2.2改造后设计网络系统概述11
第3章比亚迪网络系统技术实现方式14
3.1绿色数据中心14
3.2局域网技术概况15
3.3服务器计算中心网络结构17
3.4整合能力18
3.4.1一体化交换技术18
3.4.2无丢弃以太网技术19
3.4.3性能支撑能力20
3.4.4智能服务的整合能力20
3.5虚拟化能力21
3.5.1服务器虚拟化22
3.6自动化22
第4章比亚迪公司无线网络接入网络结构设计（建议）24
4.1概述24
4.2无线部分设计24
4.3无线网络性能设计26
4.3.1无线网络的频点覆盖设计30
4.3.2天线的选择33
4.3.3无线网络系统的安全防护设计37
第5章网络安全设计40
5.1网络安全部署思路40
5.1.1网络安全整体架构40
5.1.2网络平台建设所必须考虑的安全问题42
5.2网络设备级安全42
5.2.1防蠕虫病毒的等Dos攻击42
5.2.2防VLAN的脆弱性配置43
5.2.3防止DHCP相关攻击44
5.3网络级安全45
5.3.1安全域的划分45
5.3.2防火墙部署设计46
5.3.3防火墙策略设计47
5.3.4防火墙性能和扩展性设计48
5.4网络的智能主动防御50
5.4.1网络准入控制50
5.4.2桌面安全管理51
5.4.3智能的监控、分析和威胁响应系统53
第6章服务质量保证设计57
6.1服务质量保证设计分类57
6.2数据中心服务质量设计57
6.2.1带宽及设备吞吐量设计57
6.2.2低延迟设计59
6.2.3无丢弃设计60
6.3非数据中心网络的服务质量设计61
6.3.1QoS实施方案62
6.3.2分析业务需求63
6.3.3QoS策略的制定和部署65
6.3.4评测和调整70
6.4QOS策略管理71
6.4.1QoS自动配置71
6.4.2QoS策略管理器解决方案71
第7章佳众联科技介绍74
7.1技术支持服务原则74
7.1.1技术支持服务特色74
7.2技术支持服务目标75
7.3技术支持维护服务75
7.3.1技术服务工作流程75
7.3.2技术服务进度管理76
7.3.3技术服务文档提交77
7.4设备保修维护服务77
7.4.1设备保修工作流程77
7.4.2设备保修进度管理78
7.4.3设备保修文档提交78
7.5定期网络巡检服务78
7.5.1定期巡检工作流程78
7.5.2定期巡检进度管理79
7.5.3定期巡检文档提交80
7.6现场支持维护服务80
7.6.1现场服务工作流程80
7.6.2现场服务进度管理81
7.6.3现场服务文档提交81
7.7软件升级维护服务82
7.7.1软件升级工作流程82
7.7.2软件升级进度管理82
7.7.3软件升级文档提交83
7.8售前技术支持服务83
7.8.1售前服务工作流程83
7.8.2售前服务进度管理83
7.8.3售前服务文档提交84
7.9专业技术培训服务84
7.9.1培训服务工作流程84
7.9.2培训服务进度管理85
第1章总述
1.1比亚迪公司数据中心网络建设需求
1.1.1传统架构存在的问题
比亚迪公司现有数据中心网络采用传统以太网技术构建，随着各类业务应用对IT需求的深入发展，业务部门对资源的需求正以几何级数增长，传统的IT基础架构方式给管理员和未来业务的扩展带来巨大挑战。
具体而言存在如下问题：
●维护管理难：
在传统构架的网络中进行业务扩容、迁移或增加新的服务功能越来越困难，每一次变更都将牵涉相互关联的、不同时期按不同初衷建设的多种物理设施，涉及多个不同领域、不同服务方向，工作繁琐、维护困难，而且容易出现漏洞和差错。
比如数据中心新增加一个业务类型，需要调整新的应用访问控制需求，此时管理员不仅要了解新业务的逻辑访问策略，还要精通物理的防火墙实体的部署、连接、安装，要考虑是增加新的防火墙端口、还是需要添置新的防火墙设备，要考虑如何以及何处接入，有没有相应的接口，如何跳线，以及随之而来的VLAN、路由等等，如果网络中还有诸如地址转换、7层交换等等服务与之相关联，那将是非常繁杂的任务。
当这样的IT资源需求在短期内累积，将极易在使得系统维护的质量和稳定性下降，同时反过来减慢新业务的部署，进而阻碍公司业务的推进和发展。
●资源利用率低：
传统架构方式对底层资源的投入与在上层业务所收到的效果很难得到同比发展，最普遍的现象就是忙的设备不堪重负，闲的设备资源储备过多，二者相互之间又无法借用和共用。
这是由于对底层网络建设是以功能单元为中心进行建设的，并不考虑上层业务对底层资源调用的优化，这使得对网络的投入往往无法取得同样的业务应用效果的改善，反而浪费了较多的资源和维护成本。
●服务策略不一致：
传统架构最严重的问题是这种以孤立的设备功能为中心的设计思路无法真正从整个系统角度制订统一的服务策略，比如安全策略、高可用性策略、业务优化策略等等，造成跨平台策略的不一致性，从而难以将所投入的产品能力形成合力为上层业务提供强大的服务支撑。
因此，按传统底层基础设施所提供的服务能力已无法适应当前业务急剧扩展所需的资源要求，本次数据中心建设必须从根本上改变传统思路，遵照一种崭新的体系结构思路来构造新的数据中心IT基础架构。
1.1.2数据中心目标架构设计
面向服务的设计思想已经成为Web2.0下解决来自业务变更、业务急剧发展所带来的资源和成本压力的最佳途径。
从业务层面上主流的IT厂商如IBM、BEA等就提出了摒弃传统的“面向组件（Component）”的开发方式，而转向“面向服务”的开发方式，即应用软件应当看起来是由相互独立、松耦合的服务构成，而不是对接口要求严格、变更复杂、复用性差的紧耦合组件构成，这样可以以最小的变动、最佳的需求沟通方式来适应不断变化的业务需求增长。
鉴于此，比亚迪公司数据中心业务应用正在朝“面向服务的架构ServiceOrientedArchitecture（SOA）”转型。
与业务的SOA相适应，比亚迪公司提出支撑业务运行的底层基础设施也应当向“面向服务”的设计思想转变，构造“面向服务的数据中心”（ServiceOrientedDataCenter，SODC）。
传统组网观念是根据功能需求的变化实现对应的硬件功能盒子堆砌而构建企业网络的，这非常类似于传统软件开发的组件堆砌，被已经证明为是一种较低效率的资源调用方式，而如果能够将整个网络的构建看成是由封装完好、相互耦合松散、但能够被标准化和统一调度的“服务”组成，那么业务层面的变更、物理资源的复用都将是轻而易举的事情。
SODC就是要求当SOA架构下业务的变更，导致软件部分的服务模块的组合变化时，松耦合的网络服务也能根据应用的变化自动实现重组以适配业务变更所带来的资源要求的变化，而尽可能少的减少复杂硬件的相关性，从运行维护、资源复用效率和策略一致性上彻底解决传统设计带来的顽疾。
具体而言SODC应形成这样的资源调用方式：
底层资源对于上层应用就象由服务构成的“资源池”，需要什么服务就自动的会由网络调用相关物理资源来实现，管理员和业务用户不需要或几乎可以看不见物理设备的相互架构关系以及具体存在方式。
SODC的框架原型应如下所示：
在图中，隔在物理架构和用户之间的“交互服务层”实现了向上提供服务、向下屏蔽复杂的物理结构的作用，使得网络使用者看到的网络不是由复杂的基础物理功能实体构成的，而是一个个智能服务——安全服务、移动服务、计算服务、存储服务……等等，至于这些服务是由哪些实际存在的物理资源所提供，管理员和上层业务都无需关心，交互服务层解决了一切资源的调度和高效复用问题。
SODC和SOA构成的数据中心IT架构必将是整个数据中心未来发展的趋势，虽然实现真正理想的SODC和SOA融合的架构将是一个长期的历程，但在向该融合框架迈进的每一步实际上都将会形成对网络灵活性、网络维护、资源利用效率、投资效益等等方面的巨大改善。
因此比亚迪公司本次数据中心的网络建设，要求尽可能的遵循如上所述的新一代面向服务的数据中心设计框架。
1.2数据中心设计目标
在基于SODC的设计框架下，比亚迪公司新一代数据中心应实现如下设计目标：
●简化管理：
使上层业务的变更作用于物理设施的复杂度降低，能够最低限度的减少了物理资源的直接调度，使维护管理的难度和成本大大降低。
●高效复用：
使得物理资源可以按需调度，物理资源得以最大限度的重用，减少建设成本，提高使用效率。
即能够实现总硬件资源占用量降低了，而每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。
●策略一致：
降低具体设备个体的策略复杂性，最大程度的在设备层面以上建立统一、抽象的服务，每一个被充分抽象的服务都按找上层调用的目标进行统一的规范和策略化，这样整个IT将可以达到理想的服务规则和策略的一致性。
1.3数据中心技术需求
SODC架构是一种资源调度的全新方式，资源被调用方式是面向服务而非象以前一样面向复杂的物理底层设施进行设计的，而其中交互服务层是基于服务调用的关键环节。
交互服务层的形成是由网络智能化进一步发展而实现的，它是底层的物理网络通过其内在的智能服务功能，使得其上的业务层面看不到底层复杂的结构，不用关心资源的物理调度，从而最大化的实现资源的共享和复用。
要形成SODC要求的交互服务层，必须对网络提出以下要求：
1.3.1整合能力
SODC要求将数据中心所需的各种资源实现基于网络的整合，这是后续上层业务能看到底层网络提供各类SODC服务的基础。
整合的概念不是简单的功能增多，虽然整合化的一个体现是很多独立设备的功能被以特殊硬件的方式整合到网络设备中，但其真正的核心思想是将资源尽可能集中化以便于跨平台的调用，而物理存在方式则可自由的根据需要而定。
数据中心网络所必须提供的资源包括：
●智能业务网络所必须的智能功能，比如服务质量保证、安全访问控制、设备智能管理等等；
●数据中心的三大资源网络：
高性能计算网络；存储交换网络；数据应用网络。
这两类资源的整合将是检验新一代数据中心网络SODC能力的重要标准。
1.3.2虚拟化能力
虚拟化其实就是把已整合的资源以一种与物理位置、物理存在、物理状态等无关的方式进行调用，是从物理资源到服务形态的质变过程。
虚拟化是实现物理资源复用、降低管理维护复杂度、提高设备利用率的关键，同时也是为未来自动实现资源协调和配置打下基础。
新一代数据中心网络要求能够提供多种方式的虚拟化能力，不仅仅是传统的网络虚拟化（比如VLAN、VPN等），还必须做到：
●交换虚拟化
●智能服务虚拟化
●服务器虚拟化
1.3.3自动化能力
自动化是SODC架构中上层自动优化的实现服务调用必须条件。
在高度整合化和虚拟化的基础上，服务的部署完全不需要物理上的动作，资源在虚拟化平台上可以与物理设施无关的进行分配和整合，这样我们只需要将一定的业务策略输入给智能网络的策略服务器，一切的工作都可以按系统自身最优化的方式进行计算、评估、决策和调配实现。
这部分需要做到两方面的自动化：
●网络管理的自动化
●业务部署的自动化
1.3.4绿色数据中心要求
当前的能源日趋紧张，能源的价格也飞扬直上；绿地（GreenField）是我们每个人都关心的议题。
如何最大限度的利用能源、降低功耗，以最有效率方式实现高性能、高稳定性的服务是新一代的数据中心必须考虑的问题。
第2章比亚迪网络系统设计与实现
2.1比亚迪网络系统概述现状
如下图所示，分析过后不难发现，网络系统分散的比较开，每个业务系统都有自己独立的区域，几乎可以成为每个业务系统都有自己独立的环境，这种方式在系统维护上造成了很大的成本浪费和人工浪费。
按照第二章程描述的一些网络系统架构设计的理念来看，可以先将业务系统做一次大整合，将所有系统都部署在同一个区域内，此区域独立出来专门提供业务服务的接入，再以后的业务发展规划上考虑，以后新业务也可以部署在本区域内。
网络的外联也是比较多的，和服务器一样的情况是分散的比较开，也可以考虑将需要外联的业务及链路整合到一起，独立出来一个区域，将其专门的接入外联链路业务，在接入外联业务后经过一道或多道防火墙后才能进去其他区域访问服务器或终端。
经过对网络系统拓扑分析，首先推荐的网络优化方案是将现有网络系统上的业务整合，然后分区，每个区域都有自己不同的功能，每个区域负责自己的功能，在管理及维护系统时，判断问题故障有一个直观的判断及故障目标锁定的好处。
⏹数据集中的需求
满足全行数据集中的需要，网络骨干需要具有高速交换效率、高稳定性、高可靠性和可伸缩性，适应拓扑结构的变化。
⏹业务隔离的需求
根据业务特点和重要级别，不同业务之间要求相互安全隔离，可以为不同的业务或应用系统分配不同的IP网段，并在各网段之间实现业务的隔离。
如业务系统可划分业务网段、办公自动化网段、外接业务网段、语音网段、视频网段等，明确各类业务的优先级，从而在逻辑上将各类业务分开，并保证其可靠传输。
⏹网络分区的需求
为简化网络中各部分的相关性，便于网络的实施及运维管理，在网络的构建中，通过定义不同的功能模块，将整体网络分为多个不同的功能区域，通过清晰定义不同功能区域的应用，来实现整体网络结构的可靠性、可扩展性、高可用性等。
⏹可管理性的需求
网络的安全稳定运行离不开有效的管理，在设计时要求充分考虑网络的可管理性，要求能实现对包含网络设备、应用程序、服务器、数据库、存储、SAN交换机等所有设备的管理,。
采用两级网管模式：
集中监控、分权管理。
即在数据中心建立网管中心，统一调度网络资源，各责任人管理所属机构网络，形成覆盖全行的分布式网络管理系统。
2.2改造后设计网络系统概述
根据现有网络系统现有业务，可以将网络系统分布成为一下几个区域：
Ø互联网/VPN接入区
负责外联分支结构接入、vpn拨入、互联网访问，以现有网络系统
Ø中心业务服务器区
一线生产业务服务器合并到一个区域接入、VMs和小机接入工作，如果业务不同分工的访问需求可以使用vlan技术将部分不同访问级别的业务隔离，配合acl的控制来进行业务级别隔离。
Ø存储区
提供系统服务器的存储工作，负责数据灾备工作。
如果部署服务器虚拟化或桌面虚拟化本区域是必不可少的一个区域。
Ø无线控制区（推荐）
负责厂区、办公楼，等等地区的AP接入控制工作，统一的管理AP工作
Ø网络管理区（推荐）
负责数据中心网络管理工作
Ø厂区接入区
厂区和办公楼的终端、手持扫描器、手机等等终端的接入工作
不同的区域根据业务的不同都有不同的访问需求，将各个区域互联起来，最方便管理及高可靠性考虑，使用防火墙是最为妥当的设备。
如今业界称之为下一代防火墙的性能及处理能力以及是上一代防火墙的好几十倍，在网络转发，会话联立，会话半开，会话全开等等性能上也提升了好多。
所以核心位置部署两台核心防火墙。
在现有网络系统中是有很多防火墙接入到了25M的电信互联网线路上，当经过分析发现其实都是有同一根电信的链路分支出来来的不同IP地址来提供服务，其实是可以将此部分整合成为2个防火墙A/S结构，来提供互联网访问/发布服务。
整合后通过技术策略保持原有的安全服务可以保持原样不变。
整合所有部署的服务器都归纳为服务区去，或许此部分是工作量最大的一个动作，但是规划的执行起来也没有那么复杂，通过vlan及ACL、route-map等策略可以保证到原有服务器享有的安全及被访问策略。
在服务区如果考虑高可靠性的时候，建议采购新服务器核心交换机，对于服务器现对出一种DCE（无丢包）交换机，可以对服务器连接交换机可靠性。
根据以上新一代数据中心网络的技术要求，必须对传统数据中心所使用的常规以太网技术进行革新，数据中心级以太网（DataCenterEthernet，简称DCE）技术由此诞生。
DCE之前也被一些厂商称为汇聚型增强以太网技术（ConvergedEnhancedEthernet，简称CEE），是兼容传统以太网协议并按新一代数据中心的传输要求，对其进行全面革新的一系列标准和技术的总称。
因此，为达到比亚迪公司的新一代数据中心的建设目标，必须摒弃传统以太网技术，而采用新一代的DCE（CEE）技术进行组网。
第3章比亚迪网络系统技术实现方式
分布汇聚层和接入层之间使用交换端口，实现二层交换。
如前所述，当前的主流虚拟机软件，如VMware、VirtualServer等都需要在二层交换下实现虚拟机迁移，因此在数据中心接入层使用二层交换将方便虚拟机的迁移和调度。
当前由于Cisco独特的VSS虚拟交换机技术和vPC跨设备端口捆绑技术的使用，可以实现在二层结构下完全没有环路，从根本上解决了生成树算法收敛慢、不稳定、故障多的问题，也使得在一个数据中心内二层结构下的可扩展性与三层结构没有根本的区别。
如下图所示，只要经过适当设计，本项目接入层的二层部分将没有环路，快速生成树算法将只用于在误操作等极端情况下的防范手段。
当IEEE的改进生成树协议或者IETF的二层路由协议技术成熟，或者直接使用思科当前就可以提供的OTV技术，二层结构还可以扩展到城域和广域网中去，扩大服务器虚拟化的调度范围，向云计算的理想迈进。
分布汇聚层的智能服务机箱相关的地址和逻辑设计将在后面专项的智能服务介绍中详细阐述。
3.1绿色数据中心
DCE技术的整合化、虚拟化和自动化本身就是在达到同样业务能力的要求下实现高效率利用硬件资源、减少总硬件投入、节约维护管理成本等方面的最佳途径，这本身也是绿色数据中心的必要条件。
另外DCE产品必须在硬件实现上实现低功耗、高效率，包括
●利用最新半导体工艺（越小纳米的芯片要比大纳米的芯片省电）
●降低逻辑电路的复杂度（在接入层使用二层设备往往要比三层设备省电）
●减少通用集成电路的空转（使用定制化的专业设计的芯片往往比通用芯片省电）
●等等……
由此可见，对于一台网络设备，在业务能力相当的前提条件下，越小的功耗就代表越先进的技术。
在DCE设备一般可以做到维持三层的全业务万兆吞吐功耗小于25W、二层的万兆吞吐功耗小于13W。
综上所述，在本次比亚迪公司新一代数据中心网络的建设中，将采用不同于传统以太网技术的DCE以太网技术，构建面向服务的高效能数据中心网络平台。
3.2局域网技术概况
通过高速以太网技术为核心、清晰的层次化设计和虚拟网络的划分，是网络系统网络建设的关键。
因此我们在网络系统设计中采用了成熟的万兆以太网作为系统骨干设计。
目前，网络中最常用的媒体访问技术和交换技术主要包括：
（一）IEEE802.3/以太网
IEEE802.3/以太网是目前世界上运用最广泛的媒体访问技术。
现有的局域网大多利用IEEE802.3/以太网进行组网。
IEEE802.3/以太网是NOVELL网、WindowsNT、HPLANServer、UNIX网络、DECnet等低层所用的主要媒体访问技术，其组网方式灵活、方便，且支持的软硬件产品众多。
IEEE802.3/以太网支持的速率为共享型10Mbps。
在目前和今后，IEEE802.3/以太网仍然是组建用户端系统尤其是小型局域网系统最合适的组网方式。
IEEE802.3/以太网在组网时，根据不同的媒体可分为10Base-2（以同轴粗缆为传输媒体）、10Base-5（同轴细缆）、10Base-T（双绞线）及10Base-FL（光纤）。
其中10Base-2、10Base-5物理上以总线结构组网；而10Base-T和10Base-FL利用HUB，物理上以星型结构组网。
（二）交换以太网
严格地说，交换以太网是一种技术，而并没有规定新的网络协议。
它除了提供多个单独的10Mbps端口外，其支持协议仍然是IEEE802.3/以太网。
交换以太网作为今后最有前途的一种技术，其最大的优点在于：
∙与原有IEEE802.3/以太网完全兼容。
∙提供多个独占的10Mbps端口，其速率总和为n×10Mbps，克服了IEEE802.3共享10Mbps带宽所带来的问题，如站点数增加、业务量扩大及多媒体应用造成网络效率下降的问题。
∙价格适宜，利用交换可取代桥和部分本地路由器，但价格更为便宜。
因此，将交换以太网与普通以太网及高速网如FDDI、高速以太网或ATM相结合，是今后组建用户端系统的最佳方案。
它对于站点数多、业务量大及多媒体的应用具有极大的优越性。
当然，交换技术也可用于其它高速局域网，以提供更高的独占的高速端口。
（三）100Base-T快速以太网
100Base-T是由10Base-T发展而来，它们的主要区别在于网络的带宽提高了10倍，即100Mbps。
从协议而言，它采用了FDDI的PMD协议，但其价格却比FDDI便宜。
100Base-T的标准也由IEEE802.3制定。
目前只要是支持10Base-T的网络操作系统，均可支持100Base-T而且100Base-T和10Base-T的报文可不加修改地互相交换。
由于采用与10Base-T集成，是一种既便宜又实用的适合于多站点、高业务量应用的媒体访问技术。
（四）千兆以太网
千兆以太网既是以千兆位的速度运行的以太网，它是得到开发并被广泛应用的基于快速以太网（100BASE-T）技术的网络产品的自然进化。
它提供了1000Mb/s的网络带宽，使得各种机构具有能力迎接已经超负荷并仍在快速增长的网络基础结构的挑战。
千兆以太网保留了IEEE802.3和以太网标准的帧格式，以及IEEE802.3的网络管理功能。
对千兆以太网的管理对象、属性以及活动的定义方式也和10Mb/s与100Mb/s网络相同。
（五）万兆以太网
在这20年中，以太网由最初10M粗缆总线发展为10Base5 10M细缆，其后是一个短暂的后退：
1Base5的1兆以太网，随后以太网技术发展成为大家熟悉的星形的双绞线10BaseT。
随着对带宽要求的提高以及器件能力的增强出现了快速以太网：
五类线传输的100BaseTX、三类线传输的100BaseT4和光纤传输的100BaseFX。
随着带宽的进一步提高，千兆以太网接口粉墨登场：
包括短波长光传输1000Base-SX、长波长光传输1000Base-LX 以及五类线传输1000BaseT。
2002年7月18日IEEE通过了802.3ae：
10Gbit/s以太网又称万兆以太网。
3.3服务器计算中心网络结构
根据业界企业网络最佳设计实践参考，在边缘节点端口较少的小型网络中，可以考虑将核心层与分布层合并，小型网络的网络规模主要由接入层交换机决定。
但对于比亚迪公司而言，结合比亚迪公司的业务现状及发展趋势，我们可以
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