网络设备的选型

第七章网络设备的选型本章要介绍的是网络设备的选型、选购和连接方案设计，是在用户需求调查、网络拓扑结构和网络体系结构设计完成之后进行的。它虽然是后续设计工作，但是同样非常重要，关系到整个网络系统的成本和性能，同样关系到网络系统是否能满足用户需求。本章重点网卡、交换机、路由器、防火墙、服务器、UPS和磁盘阵列卡的选型交换机、路由器、防火墙、服务器和磁盘阵列卡的选购注意事项主要型号磁盘阵列卡特点网络设备连接的基本考虑交换机的级联与堆栈技术，以及各自的主要特点7.1网卡的选型与选购网卡是用来连接网络中的其他计算机和网络设备的最基础的网络设备，同样也是故障率较高的一种网络设备。网卡有许多种不同的分类，不同的计算机网卡的选型要根据具体的网络环境、应用位置和应用需求等因素而定。7.1.1有线以太网网卡的选型1．工作站网卡的选型目前，在有线网络工作站中通常是采用支持10/100Mbps自适应速度的快速以太网网卡。有线以太网网卡的主机接口通常是PCI接口的；在网络接口方面，工作站网卡基本上都是采用双绞线作为传输介质的RJ-45接口。工作站以太网网卡在技术上基本没有太多考虑，只需选择普通的10/100Mbps自适应速率的快速以太网网卡。目前在以太网网卡方面比较好的品牌有3COM、IBM、Intel、D-LINK、TP-LINK等。不过这仅是针对独立网卡而言的，现在的PC机一般都集成了一块，甚至两块10/100Mbps以太网网卡。2．服务器网卡的选型在企业局域网中，服务器网卡目前虽然也主要是以太网类型，但是它相对工作站网卡来说要复杂许多。一方面，网卡的接入速率提到高了10/100/1000Mbps的千兆位以太网技术标准，另一方面，在服务器以太网网卡方面，还涉及到网络接口部分的改进，因为千兆位以太网技术最好的支持是光纤这种传输介质，当然5类、超5类、6类双绞线也可以以普通的RJ-45接口方式支持千兆位以太网，但性能不如采用光纤作为传输介质的。所以在服务器以太网网卡的网络接口中就有RJ-45和单模SX、多模SC（如图所示）光纤接口几类了。（1）64位PCI总线网卡64位PCI总线网卡的主机接口部分也出现一些新的技术，如64位PCI、PCI-X、PCI-E等。这几种新的总线接口技术都支持64位，而且传输性能是依次增强。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，下左、中图分别为32位PCI与64位PCI接口的对比图。也有一些PCI网卡同时支持32位和64位标准的兼容网卡，这类网卡相比前面介绍的纯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，如下右图所示。（2）PCI-X总线网卡PCI-X接口是由IBM最初开发的，目前的最新版本为2.0，接口插槽如下图所示。在外观上，它与64位PCI接口差不多。目前主要有100MHz和133MHz两种外频模式，不过目前主要采用的是133MHzPCI-X接口，理论传输速率达到了1.06Gbps。如果4组设备并行工作，每组设备可用带宽为266Mbps；如果只有两组设备并行，那么每组设备就可分得533Mbps；而在连接一组设备的情况下，该设备便可以独自使用到全部的1.06Gbps带宽。（3）PCI-E总线网卡PCI-E总线是Intel在2001年春季IDF论坛上提出的，并于2002年4月由PCI-SIG组织最终更名为PCIExpress（简称为“PCI-E”），并以标准的形式正式推出。下图所示的是一条16xPCI-E接口插槽与普通PCI插槽的比较，从中可以看出，它只有一个缺口。首先，在工作原理上，PCIExpress与并行体系的PCI没有任何相似之处，它采用串行方式传输数据，而依靠高频率来获得高性能，因此PCIExpress也一度被人称为“串行PCI”。由于串行传输不存在信号干扰，总线频率提升不受阻碍，PCIExpress很顺利就达到2.5GHz的超高工作频率。其次，PCIExpress采用全双工运作模式，最基本的PCIExpress拥有4根传输线路，其中两线用于数据发送，两线用于数据接收，发送数据和接收数据可以同时进行。3．以太网网卡的选型考虑在有线网卡的选择上，工作站的网卡基本上统一采用10/100Mbps的RJ-45接口快速以太网网卡即可。在服务器方面这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卡；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卡。服务器集成的网卡通常都是兼容性的10/100/1000Mbps双绞线以太网网卡。至于采用哪种主机总线接口类型，则要充分考虑相应的服务器插槽配置了，64位PCI插槽比较普遍，但传输性能较差，PCI-X一般是在IBM、Sun或其他OEM服务器（或服务器主板）厂商的主板上提供，并不是很普及，在购买前一定要清楚服务器是否支持这种主机接口。PCI-E总线接口因目前尚处推广阶段，再加上它的性能非常好，所以目前使用这种接口的网卡通常非常贵，也比较少见。各种类型网卡技术和选型考虑。7.1.2无线局域网网卡的选型建议选择54Mbps速率的IEEE802.11g无线网卡产品，如果是同一品牌，建议选择108Mbps的IEEE802.11g+标准的无线网卡。无线网卡没有网络接口方面的选择。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，如下面左图中的左、右图所示。而对于笔记本用户则可以选择PCIMCIA和USB两种接口类型的无线局域网网卡。而PCMCIA接口又分16位的PCMCIA和32位的CardBus两种接口类型，如下面右图中的左、右图所示。7.1.3网卡的选购考虑网卡性能主要由所使用的网卡芯片技术和开发、生产厂家的工艺水平、制造水平决定。现在的计算机主板一般都集成了一块10/100Mbps自适应速度的快速以太网网卡，甚至是10/100/1000Mbps的千兆位网卡，这为工作站计算机和服务器的网络连接提供了方便。虽然在所支持的技术标准上都一样，但实际的性能水平有时相差还很大。下面是网卡选购的一些主要注意事项。1．技术方面的选择网卡技术主要由网卡芯片技术和采用网络标准决定，具体如下：（1）选择广泛认可的网卡芯片；（2）选择适当的网卡类型；（3）根据应用选择相应的网卡技术。2．制造方面的选择下面是从网卡的制造上介绍几点网卡选购的注意事项：看材料、看工艺、看布线、看晶振的选材、看元件的选择、看金手指的工艺。以上。7.2服务器的选型与选购服务器是所有C/S模式网络中最核心的网络设备，在相当大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。服务器的类型也很复杂，仅从外观结构上我们就经常听到诸如塔式、机架式、刀片式3种，分别下图的左、中、右图所示。服务器设备不仅有非常多的类型划分标准，不同服务器之间在价格和性能等方面也存在非常大的差异，具体参见由王达编著的《网管员必读——服务器与数据存储》一书。在此仅就与企业网络服务器选型和选购方面相关的最基本、最主要的方面向大家进行介绍。7.2.1服务器处理器架构的选型服务器处理器芯片架构主要分3个大的架构类型：IntelIA32/64架构、AMDx86架构和RISC（精减指令）架构。IA32/64架构中的代表芯片如IntelXeon（至强）和Itanium（安腾）、ItaniumⅡ系列处理器，其中Xeon处理器目前又有32位和64位之分，64位的新Xeon向下兼容原来的32位程序，是目前应用最广的一个服务器处理器系列。AMDx86架构的代表产品就是它的Opteron系列处理器。它的最大优点就是向下兼容32位程序，并且能在条件满足时提供64位性能。中高端服务器市场中主要应用的还是由Sun、HP、IBM等公司自己开发的RISC架构处理器。究其原因主要是体现在RISC架构处理器在性能提供和扩展支持上要远优于Intel的IA架构和AMD的x86架构。具体选型考虑参见书中介绍。7.2.2服务器性能的选型按性能标准划分的话，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方面决定，但最主要的决定因素还是服务器处理器。对于中小企业，我们可以选择基于Intel的XeonDP处理器，或者AMD的100/200系列Opteron处理器的入门级服务器，它们一般支持1~2路处理器，可以满足相当大一部分中小企业用户的扩展需求，而且价格还相当便宜，仅相当于两台左右高性能PC机的价格。对于有一定规模的中型企业，建议选择基于IntelXeonMP、AMD的800系列Opteron处理器的工作组或部门级服务器，这是目前最主流的配置。它们最高可部署8路对称处理器，但大多数只需配置4路处理器就可完全应对了。对于一些大型企业，或者主要应用于那些复杂商务应用的企业，如电信、金融、证券等，建议选择基于高性能的64位IntelItanium/ItaniumⅡ，或者64位的RISC架构处理器（如Sun的UltraSPARCⅣ、HP的PA-8800等）的企业级服务器。不过在RISC架构的服务器中，也有不同的可扩展处理器路数，不同的路数当然在性能和价格方面均有非常大的差异。处理器路数一般在8路以上。目前在服务器领域，比较著名的国外品牌有IBM、HP、Sun、DELL，前3家除了具有完善的自有RISC架构处理器的服务器外，目前还有非常丰富的面向中低端的IA、x86架构服务器系列产品。这3家的产品不仅产品线非常丰富，而且技术非常强劲，是整个服务器市场的“领头羊”，当然其产品价格相对来说也稍贵，特别是它们专有的高档服务器系列。而DELL则基本上都是基于Intel的IA架构处理器的服务器，性能水平和技术含量都属中等，主要优势就是直销模式带来的少许价格优势和较完善的服务体系。国内的服务器品牌主要有浪潮、联想、曙光、方正、宝德、八亿时空等，相对国外品牌来说，国内服务器品牌更多，选择余地更大。国内品牌的服务器产品主要面向中低端企业市场，不过浪潮、联想和曙光3家的服务器产品目前在高端领域（如电信、金融、保险等）也有不少收获。具体选型考虑参见书中介绍。7.2.3服务器的选购考虑服务器选购方面，主要考虑以下几个方面：适当的处理器架构适宜的可扩展能力适当的服务器架构新技术的支合适的品牌。7.3交换机、无线AP的选型和选购7.3.1交换机的选型交换机选型方面的主要考虑如交换机的端口数、接口类型、工作层次，是否支持堆栈、网管等方面，而且这些方面都在一定程度上决定了交换机的性能和价格。端口数的选型考虑端口类型的选型考虑工作层次的选型考虑性能档次的选型考虑网管功能的选型考虑堆栈功能的选型考虑品牌的选型考虑。7.3.2三层交换机的选型考虑三层交换机不仅可以满足局域网中不同子网之间的路由问题，而且交换性能远比路由器好，在第一次遇到不同子网的数据传输时，会使用第三层路由协议确定传送路径，此路径可以只用一次，也可以存储起来，供以后使用，以后同样路径的数据包就可直接进行交换。1．三层交换技术简介三层交换技术（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术+三层转发技术，三层交换机是将二层交换机和三层路由器两者的优势结合成为一个有机整体。它的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。2．三层交换技术的主要功能三层交换技术有以下几个方面的主要功能：（1）线速路由；（2）IP路由；（3）自动发现功能；（4）过滤服务功能；（5）VLAN功能。3．三层交换