愷英網絡公司的網絡改造研究

摘要：針對上海愷英網絡有限公司網絡系統(tǒng)存在的信號弱、并發(fā)慢、網延時高、設備宕機等問題，我司通過對網絡環(huán)境實際狀況的綜合考察，進行了網絡改造。本文介紹了我司網絡改造的相關背景和在網絡改造過程中所遵循的相關設計原則，進一步介紹我司現有的網絡架構，將原有網絡架構進行優(yōu)化。在網絡環(huán)境改造項目中，根據我司的現有環(huán)境，設計了2大塊網絡整體規(guī)劃，分別為辦公網絡模塊和WIFI無線模塊。每一塊設計了三級層次化的網絡冗余結構，硬件與技術上的設計架構保證了公司網絡環(huán)境性能的高效性與安全性。2021年6月，我司辦公網絡環(huán)境改造項目升級成功，建立后的網絡滿足公司所有部門網絡需求，并對今后各種大型網絡環(huán)境業(yè)務的開發(fā)與需求具有較強的延伸性與擴展性。

關鍵詞：網絡改造;wifi;辦公網絡

1.引言

上海愷英網絡有限公司的網絡于2013年建成，網絡采用的點到點單點直連架構，線材為非標準5類線，接入層設備統(tǒng)一設備品牌H3C，主要服務于各個工位之間的網絡鏈接。核心為H3C-7506E相當于匯聚與策略路由轉向燈，出口上采用防火墻1：銳捷EG200GE服務于公司辦公位網絡出口。防火墻2：華為U200，服務于機房服務器出口。WIFI采用unify網絡環(huán)境，服務與辦公網與業(yè)務網的日常wifi。還有流控管理-深信服AC、移動辦公-深信服sslvpn等。

近年來，隨著公司人員擴招與業(yè)務展開，愷英網絡辦公網規(guī)模的需求逐漸增大，各種泛娛樂業(yè)務環(huán)境需求不斷增加、以及對網絡性能需求的提高，愷英內部網絡系統(tǒng)越來越大，越來越難以管理，網絡環(huán)境也愈加復雜，在現有環(huán)境運行中出現信號弱、功率低、并發(fā)慢、網延時高、設備宕機等問題。希望通過網絡架構的優(yōu)化與改造來提高公司網絡環(huán)境的水平。增強公司整體網絡實力，從而為項目部提供高效的網絡環(huán)境。2021年年初，決定對公司進行網絡環(huán)境改造項目，將眾多網絡節(jié)點、鏈路、冗余重新梳理與優(yōu)化。其目的是為了增強公司網絡效率，防范網絡宕機的風險，增強自身網絡發(fā)展，同時更方便地支持各個業(yè)務部門，滿足未來網絡環(huán)境需求。

2.網絡改造設計原則

首先是為了解決我們公司wifi信號弱、功率低、并發(fā)慢、網延時高和設備宕機等問題，新的網絡系統(tǒng)要具備較高的數據處理能力，滿足大量各類工作人員的辦公需求，同時考慮愷英網絡公司未來信息系統(tǒng)的發(fā)展需求。

其次，網絡系統(tǒng)還應該能夠全方位的防護數據，防止病毒、外部入侵和黑客攻擊。

最后，在保證各項功能實現良好的基礎上，還要充分地利用現有資源，節(jié)省成本、統(tǒng)籌兼顧。為實現以上目標，在本次網絡改造過程中，我們遵循以下幾點改造原則：

2.1 先進性和實用性

愷英公司的網絡改造首先參照國際規(guī)范和標準，使用國際上先進的技術，借鑒國內外的成功經驗，且使愷英的網絡系統(tǒng)符合網絡運用的發(fā)展趨勢。同時要滿足各項功能需求。

2.2 可靠性

在網絡設計中，網絡系統(tǒng)的穩(wěn)定及可靠是整個網絡系統(tǒng)正常運行的重要保證。在網絡改造過程中，應該充分分析雙機冷備份方案的設計，使得改進后的網絡環(huán)境擁有不間斷網絡業(yè)務、網絡自動切換與恢復的能力。其次網絡環(huán)境中的核心設備的主要部件是否有故障隱患的可能性與故障恢復時效性，來保障公司網絡出現局部故障時，現有網絡環(huán)境依然能夠正常運行，以便于網絡運維人員對故障的診斷和排除。

2.3 高性能

網絡系統(tǒng)的性能是整個網絡環(huán)境命脈，所以愷英的網絡架構設計中必須能保障網絡的高吞吐能力，能保證各種數據的高質量傳輸，才能為公司業(yè)務開展提供便利而不是成為瓶頸。

2.4 擴展性

網絡系統(tǒng)應該擁有良好的可擴展性，在愷英網絡發(fā)展中，在設備故障與更新中必須可以平滑地更換、擴充與升級，能極大的減少對整體網絡架構的調整與網絡的影響，充分保護原來的架構設計，減少成本。

3.網絡架構方案和技術核心

愷英網絡以游戲業(yè)務為核心，集游戲研發(fā)、運營與發(fā)行為一體。公司通過游戲產品和發(fā)行平臺為主流進行橫縱布局。網絡環(huán)境非常復雜。愷英網絡公司的原有網絡架構如圖1所示：

此次網絡改造對愷英網絡辦公樓的2個樓面做網絡改造替換建設，為了滿足泛娛樂網絡環(huán)境，決定使用無線辦公網絡全覆蓋，有線網絡全升級優(yōu)化。無線接入終端預計為2000個，有線接入終端預計3000個，且對辦公大樓網絡做規(guī)劃設計。

基于公司實際發(fā)展與反復論證的綜合比較，并考慮到公司網絡的運行現狀，通過思科、博大、H3C、華為、銳捷等廠商的網絡設備性價比的對比，最終選取華為系列網絡設備，并設計出了整個網絡系統(tǒng)的拓撲結構圖。整個網絡系統(tǒng)分為二大塊，wifi模塊、辦公網絡模塊。每塊分為三個層次，分別是接入層、核心層、防火墻出口層。經過網絡改造后的網絡架構如圖2所示：

兩大模塊的核心技術及構造過程如下：

（1）辦公網絡環(huán)境

在核心機房采用防火墻、電信光纖、2層、三層交換機等設備鏈接服務器環(huán)境、wifi環(huán)境、辦公網絡環(huán)境，各個工位到接入層交換機由原來的5類線替換為6類線。從而構建起辦公室局域網絡。

其中，核心交換機采用S6730進行堆疊，目的是為了可靠冗余性，性能優(yōu)良性，具有優(yōu)良的容錯能力，以及良好的擴展性。防火墻采用USG-6555E，通過HA技術實現設備的雙機備份，在出口做負載均衡以及出口的流控規(guī)則，實現廣域網與局域網之間的網絡管控。同時鏈路聚合LACP模式的使用，能在不進行硬件升級的條件下，將多個物理接口捆綁為一個邏輯接口，從而達到增加鏈路帶寬，保證系統(tǒng)運行的可靠性的目的。并且能在實現增大帶寬的同時，又能有效的提高設備之間的可靠性。每臺防火墻通過多模光纖鏈分別至兩臺核心交換機，進行端口聚合，將鏈路進行捆綁，保證鏈路上的可靠性與安全性。接入層做環(huán)形堆疊，單個設備光口直連核心，對該端口線路做鏈路聚合，可最大程度達到安全、冗余效果。從而優(yōu)化設備管理終端與端口規(guī)劃。與此同時，核心交換機其余40G端口可以進行擴容增加服務器匯聚交換機。這與原來的網絡環(huán)境形成了強烈的對比，原來網絡全是點到點，單線直連，如一臺設備故障，設備下其他直連將無法工作。該套方案徹底解決網絡無冗余、無備份、無負載、管理復雜等情況。為后期網絡擴展提供優(yōu)良扎實的基礎。

（2）wifi網絡環(huán)境

老的wifi網絡架構不成體系，沒有配套的架構圖與統(tǒng)一的管理方式，本次講全新設計WIFI網絡系統(tǒng)。兩臺WIFI-AC6508進行旁掛。AC無線控制器采用雙機，進行HA部署，確保wifi環(huán)境的可靠性與穩(wěn)定性。下行直接通過萬兆端口接入各個樓層間的接入交換機。每臺接入雙上行分別至兩臺核心交換機，包括將原來的Poe交換機也在這次改造中改成雙上行鏈路。

無線AP 根據前期現場工勘和公司實際情況，采用高密接入型設備AP6050DN，進行全公司無線網的覆蓋。無線認證采用AAA Radius認證方式。把無線設備做802.1x認證代理模式，負責連接公司AD系統(tǒng)的Radius認證服務，負責用戶與Radius服務之間身份認證信息的轉發(fā)，而無線用戶就作為802.1x的請求方。這樣做能使此認證方式利于帳號與AD域帳號統(tǒng)一管理，既提高了賬戶安全性，又提高了管理的方便性，也提高了管控性。

另一方面，為了建立獨立安全的vlan環(huán)境。設計出根據不同射頻和訪客業(yè)務進行區(qū)分SSID，如 2.4G SSID ，5G SSID，訪客guest SSID等，2.4G SSID的開設是為了以防老型號設備無法正常連接5G射頻。又對不同射頻SSID中的VLAN進行了安全性設計與規(guī)劃，管理VLAN、業(yè)務VLAN與訪客VLAN之間互相分離，其中業(yè)務VLAN又根據實際業(yè)務需求建立獨立安全的vlan環(huán)境。

其中最重要的點在于WLAN信道規(guī)劃，它將影響到無線網絡的帶寬、性能、擴展以及抗干擾能力，也將直接影響到公司員工對WIFI使用的直觀體驗。本次WLAN設計了通過信道覆蓋密度與信道干擾因素，選擇了2.4G/5G單頻或雙頻覆蓋方式，其目的如下：

2.1 AP交替使用2.4G的2、7、12信道5.0G的36、40、44信道模式，啟用單頻進行覆蓋，避免信號相互干擾;

2.2 對于會議室等高密度用戶接入的場所，將獨立使用2.4G或5.0G的頻段，啟用雙頻進行覆蓋，以便提供更好的接入能力與并發(fā)能力。

Wifi改造后的網絡架構如圖3所示：

本次網絡改造中，將辦公網絡環(huán)境和wifi環(huán)境兩大塊作為重點，適應愷英網絡公司的未來發(fā)展需要，下一部分介紹本次網絡改造后的網絡系統(tǒng)的特點。

4.網絡系統(tǒng)特點

4.1 辦公網環(huán)境多種協議保證了系統(tǒng)的高效性。在主線路采用5條ADSL，通過PPPOE協議來進行撥號，備份線路采用1條電信專線，通過PPP協議來上網。在防火墻設置CHAP認證模式來保證公司員工對網絡的訪問。另外利用PPP協議與PPPOE協議的IP協商機制，公司網絡的升級和擴容利于IP規(guī)劃、利用PPP協議與PPPOE協議的鏈路檢測機制，這樣可以保證鏈路的傳輸效率和端口流量的并發(fā)。在核心架構處采用主機堆疊復用的方案，線路切換速度快，效率高、網絡波動小;而出口防火墻采用HA冷熱備份方式，同時做線路負載均衡技術處理，讓每條線路都能合理充分的利用到每條ADSL線路。

4.2 多種技術手段與預警方案保證了網絡的穩(wěn)定性與安全性。該網絡系統(tǒng)通過鏈路聚合技術、堆疊技術、HA技術、防火墻流控技術、防火墻負載均衡技術和各級身份鑒別及高質量的設備把外界的攻擊、內部不規(guī)范的上網行為、內部老舊的硬件等對網絡環(huán)境的影響降到了最低。

4.3 線路冗余設計提高了網絡可靠性。本次網絡改造方案充分考慮到公司辦公網絡復雜大環(huán)境特點、設備老舊的情況以及網絡不可靠因素，每個網絡節(jié)點都使用了雙機冗余線路。當線路、設備端口出現故障時，策略路由能自動切換到冗余線路，這個切換過程對用戶來說是透明無感的，而且切換迅速。

4.4 網絡環(huán)境簡單、易管理、易維護。公司網絡改造建設的必備條件，通過自主搭建監(jiān)控軟件普羅米修斯系統(tǒng)對各種網絡設備與設備性能進行監(jiān)控和管理。

4.5 基于用戶的流量管理，能做到防止P2P業(yè)務占用帶寬導致其他用戶無法正常使用無線網絡，基于SSID的流量管理，能做到預防某些SSID用戶流量過大影響其他SSID用戶的正常業(yè)務，比如訪客SSID的流量控制。

4.6 鏈路聚合的設計提高鏈路帶寬，增強了網絡可用性，支持設備的負載分擔。本次項目設計是把兩臺設備之間的多條物理鏈路聚合在一起，當一條邏輯鏈路來使用。鏈路中一個成員接口發(fā)生故障，該成員的物理鏈路會把流量切換到另一條鏈路上;鏈路聚合可以在一個接口上實現負載均衡，一個聚合口可以把流量分散到多個不同的成員口上，通過成員鏈路把流量發(fā)送到同一個目的地，將網絡產生擁塞的可能性降到最低。

4.7 WIFI采用AAA Radius與AD域控賬戶做對接的認證方式，利于帳號與AD域帳號統(tǒng)一管理、統(tǒng)一認證，既保障了賬戶的安全性、提降低了管理成，也提高了賬戶管理的便捷性與管控性。

4.8 針對WLAN方案的設計提高了公司無線網絡的各方面的性能以及抗干擾能力。優(yōu)化了公司員工上網體驗，避免信號相互干擾又實現了各個業(yè)務之間互相分離。

5.實施效果

游戲公司的網絡改造是一個非常復雜的工程，通過對網絡改造的精心規(guī)劃與準備，分步實施各項改造計劃，加上愷英的領導對網絡改造項目的大力支持，使得網絡改造工程的實施取得了預期的效果。

2021年6月，我司網絡升級改造項目圓滿成功，建成后的網絡系統(tǒng)實現了辦公環(huán)境、研發(fā)環(huán)境、WiFi環(huán)境的所有業(yè)務需求，并對今后各種新業(yè)務的開發(fā)具有較強的擴展能力，是一套基于用戶、業(yè)務、設備等先進網絡系統(tǒng)的管理模式。網絡系統(tǒng)的建成，不僅提高了公司業(yè)務部門工作效率和支撐部門業(yè)務處理能力，也樹立了IT運維部在公司的新形象，同時，還為我司大量泛娛樂業(yè)務的開展以及未來的長足發(fā)展奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 任忠敏、林達峻、干峰等，數字化醫(yī)院中的網絡改造建設[J]，醫(yī)學信息（上旬刊），2007， 20（008）：1313-1315.

[2] 彭澎，計算機網絡教程[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：李汪林，1990，男，漢，籍貫：常德，職務職稱：IT經理，學歷：本科，單位：上海愷英軟件技術有限公司 ，研究方向：公司的網絡改造與優(yōu)化，單位所在省市及郵編：上海，210000