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如何通过局域网交换机提高网络速度

当网络中的流量负载增加时,如何避免拥塞并减少冲突,从而提高网络速度?答案就是交换。

 

“网络交换机就像汽车轮胎,在出现问题之前往往会被忽略,”ITPointe 总裁 Gabriel Ruiz 说道,“一旦出现问题,所有依赖它们的人员都会受到影响。”

视频和其他带宽密集型应用、越来越多的用户设备,以及流向服务器并存储在云中的数据包导致网络流量攀升,有效的交换机制对于处理这些流量至关重要。

“当您开始采用云服务,就算发现流向互联网的流量比以往增加 50% 也不足为奇,”Ash Creek Enterprises 总裁 Mark Calzone 说道,“您的网络基础设施必须准备就绪。”

任何中小企业都可利用局域网交换来维持用户所需的速度和可用性。在本文提出了五种方法,均来自两家思科® 认知合作伙伴且每日实践这些方法的专家。

ITPointe 是思科高级认证合作伙伴,业务涵盖统一通信、视频会议、虚拟化和其他网络解决方案,专注提供高级员工工程专业知识,及时且在预算内的解决方案,以及强大支持。

Ash Creek Enterprises 也是思科高级认证合作伙伴,专门从事网络和服务器集成,持续提供强调业务最佳实践的服务,帮助 IT 员工主动采用技术并建立长期咨询关系。

提高网络速度的分步指南

1. 使用 VLAN 对网络进行逻辑分段

传统平面网络(将所有流量放入一个广播域)很容易造成交换机链路过载。而使用交换机 VLAN 功能,只会把流量按所需速度发往所需目的地。

“冲突不可避免,”Ash Creek 技术销售总监 Joe Cichowski 表示,“您对每个分段的目标是让冲突率低于 10%。”

您可使用各种第 2 层和第 3 层 VLAN 类型对流量分段。许多面向中小企业的思科交换机都会提供以下所有类型的 VLAN:

  • 协议,例如专用于 IP 语音或视频流量的 VLAN
  • 设备,例如用于无线客户端、服务器或打印机,或是建筑楼层上所有设备的 VLAN
  • 端口,例如部门或其他用户组的 VLAN
  • 访客,MAC 地址和未经验证的流量
  • 使用终端设备的源 MAC 地址向 VLAN 分配交换机端口的动态 VLAN 分配
  • 组播虚拟局域网注册 (MVR) 会将组播流量划分到专用 VLAN 中,同时维护用户的其他 VLAN。互联网组管理协议 (IGMP) 监听会将流量限制为发往所需设备。

2. 提供所需容量

部署分段、应用和用户所需的处理能力和带宽。为减少延迟、拥塞和冲突,请应用以下交换机容量功能:

  • 快速引擎:无阻塞线速硅芯片。以线速转发流量的交换机有时成本更高,“却能让您明显感受到新旧汽车之间的性能差异,”Cichowski 说道。例如,Miercom 的测试表明,思科交换机(全部使用无阻塞芯片)转发丢包率为零。
  • 链路汇聚控制协议 (LACP)。此标准功能通过中继端口增加可用带宽。“试想一下,在四个端口上使用 LACP 可以动态添加四个流量通道,而不是将速度提高四倍,”Ruiz 说。
  • 局域网端口和上行链路中的千兆带宽。“链路速度历经很长时间才从 10/100 Mbps 增长到 1 Gbps ,而现在的中小企业纷纷迅速迁移到 10 Gbps 网络,很快就会达到新的速度,”Calzone 说,“我们建议您每年检查基础设施,并通过制定五年生命周期来调整资本支出。”
  • 堆叠处理。“如果可以,请堆叠交换机以提高吞吐量,然后让它们作为 IP 地址相同的单一设备运行,”Ruiz 表示,“Cisco Catalyst 3750-X 系列交换机经过堆叠后的吞吐量可达到 64 Gbps。”

3. 在 VLAN 之间应用线速路由

任何使用多个 VLAN 的用户或服务器都会用到 VLAN 间路由。

“使用交换机而不是路由器软件来路由 VLAN 间流量,”Ruiz 说。交换机的硬件可以执行线速路由。降低路由器负载有助于更好地处理 WAN 连接和防火墙功能,提高整体网络性能。

“一定要利用交换机中的静态和动态 IP 路由功能,”Cichowski 说。

4. 确定应用优先顺序并应用流量整形

“控制带宽访问,充分利用带宽,”Cichowski 说。

您可以利用以下交换机特性,根据流量重要性以及对抖动和延迟的敏感性来设置性能参数;同时检查确认已连接设备是否支持该功能:

  • 通过 802.1p/q 标签确定应用优先顺序(第二层交换能力)
  • 按 IP 报头确定应用优先顺序(差分服务代码点 [DSCP]/服务类型 [ToS]、第三层交换能力)。
  • 使用带宽限制和速率限制等标准对延迟数据包的流量进行整形。

5. 设置终端参数(最好自动执行)

使用风暴控制、允许的设备数量、服务质量 (QoS) 和 VLAN 等参数设置交换机终端端口,从而实现最佳性能。

具有“智能端口”的交换机可以检测新设备,并使用宏相应地配置多个端口参数。“对 IP 电话和其他设备提供自动 QoS 设置的确有助于加快配置,而且您可以随时调整默认设置,”Ruiz 说。

“思科交换机还能通过我所谓的‘网络设备 Facebook’ - 思科发现协议来连接终端,”Cichowski 说,“它能够识别思科设备,提取相关数据以进行最佳连接,快速解决问题并有效管理网络。”

集成交换,减少支出

应用上述五个技巧,结合简单网络管理协议 (SNMP) 或其他监控管理工具及交换机安全功能,例如动态地址解析协议 (ARP) 检查、IP 源防护及动态主机配置协议 (DHCP) 监听以阻止攻击,即可实现出色的网络性能。同时帮助公司节省开支。例如,一家国际总代理商为支持全新的统一通信系统,大力投资新型交换机。“但是交换机都设置在平面网络中,不具备管理功能,”Ruiz 说,“等到公司采用 ITPointe 时,电话系统和网络已经瘫痪。他们被迫更换所有新交换机。”

当 Ash Creek 为一家拥有 200 名员工的制造商升级交换机时,他为公司节省了原本因为网络延迟造成生产线关闭而损失的数十万美元。

迁移到快速通道

如需加快网络速度,思科认证合作伙伴可以帮助您进行灵活的交换和基础设施迁移,包括网络评估和设计、解决方案融资和实施以及现场支持和/或托管服务。

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