基于网络架构的WEB SERVICE仓储库房管理系统探究

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[基金项目] 宁波大学校科研基金资助项目 （ 项目编号 XYL11010 ）

[摘 要]信息化仓储库房管理系统网络架构的可靠性、扩展性、冗余备份、容错容灾成为大家重视的关键点。一个好的网络架构成为智能信息化平台能够顺利运行的基础。本文主要讲述一些网络架构的设计方法和可靠性分析。

[关键词]仓储库房管理系统 网络架构 可靠性

引言

随着社会信息化的推进，各种智能终端的衍生，智慧化的信息系统平台越来越受到社会的认可。伴随着智能Office 、在线企业工作平台、物联网平台、仓储管理等一系列信息平台的出现。智能信息化网络架构的可靠性越来越受到社会用户的关注。一个合理的网络架构为信息化系统正常运行提供了可靠保障。

一、网络架构概述

经典的网络架构设计模型一般将网络分成三层：核心层、汇聚层、接入层。

1.核心层

核心层的主要功能是在局域网与广域网之间提供高速、稳定的数据转发，提高业务用户的服务质量。核心层主要采用的网络设备，应当具有线速的转发能力，并且网络设备之间连接须支持多种链路捆绑技术，有支持多种网络类型的接口，保证链路带宽及未来的扩展能力。

2.汇聚层

汇聚层是用来提供自下而上的接入层数据，并向上与核心层连接，进行数据的进一步转发。汇聚层不仅提供数据连通性的功能，而且负责提供数据安全、数据服务质量保证等业务。

3.接入层

接入层用来连接业务用户和服务器群，可以提供身份认证、安全、相关冗余链路等功能。

在很多网络架构中，核心层已可直连接入层，这样的设计提高了运行效率，也减少的成本的投入。业务服务器区域从接入层的直连转向和核心层的直连。

二、 网络架构设计原则

网络架构设计原则以先进性、实用性、可扩展性为根本原则，既要满足当前业务需求，又要适当考虑将来的发展需要；尽量采用成熟稳定的技术和产品，有效地利用现有的硬件、软件等资源，有效地防止网络架构的失败和反复。在用户专用网络架构中建设过程中，还将遵循以下原则：

1.统一规划原则：

网络架构的设计应采取统一部署，逐步推进的设计方法，即在建设之初先进行总体规划，然后在总体规划的指导下分布建设。由于各个子网架构相互之间既独立又关联，所以需要充分考虑各子网架构与其它子网架构以及现有网络架构之间的关联，设计好与相互之间的网络信息接口。

2.实用性和适应性原则：

实用性是衡量网络架构最重要的指标，是否与需求结合的紧密，是否具有严格的业务针对性，是架构成败的关键因素，因此，每一个提交给用户手上的网络架构都应该是实用的，解决问题的。适应性是网络架构中重要的指标之一，架构的设计从最开始就应该以适应于多种运行环境，而且还必须具有应变能力，以适应未来变化的环境和需求。

三、 网络架构可靠性的设计分析

1.网络架构接入层模型分析

网络架构接入层可靠性特征：

网络设备可采用双引擎方式，提供与汇聚或核心层设备的链路汇聚功能，以提高带宽的利用率，在安全方面加强接口的安全认证和数据帧的处理方式，通过配置802.1X，动态ARP检查及IP源地址保护等功能增加安全性，防止非法访问。

接入层到汇聚层有几种连接方式，如图1所示。

1） 倒U形接入层网络架构特征：

不需要运用生成树协议，网络可以进行二层数据链路层的扩展，各VLAN通讯可以通过汇聚交换机进行通讯，网络管理简单。当一端汇聚交换机发生故障，会造成同一端接入交换机上的业务服务器数据信息的损失，无法实现接入的高可用性。

2） U形接入层网络架构特征：

在汇聚层交换机间连接心跳线，运用虚拟路由器冗余协议进行构建，不需要采用生成树协议，网络管理简单。VLAN不能跨汇聚交换机通讯，网络规划单一，接入层交换机间链路故障，冗余网关协议心跳报文无法传递，网络处于欠稳定状态。

3） 矩形接入层网络架构特征：

VLAN由于接入与汇聚交换机之间有冗余链路的存在，所以运用生成树协议进行配置。

当接入交换机一端的上行链路出现故障，备份链路生效，实现数据通讯。但会造成另一端汇聚交换机网络流量增大，交换机负荷加大，网络可靠性降低。

4） 三角形接入层网络架构特征

接入和汇聚交换机间有冗余链路。VLAN可跨汇聚层交换机通讯，管理方便。网络可靠性高。

以上几种方式为一般情况下的接入层网络架构特征，三角形接入层网络架构提供了高可靠性和可扩展性，但需要在交换机上启用MSTP多生成树协议，且需要在汇聚交换机上启动虚拟路由器冗余协议。不管运用何种网络架构，可在交换机间使用链路聚合技术增加链路带宽，但设计时需要考虑设备商之间的数据链路协议兼容性问题。

2.网络架构汇聚与核心模型分析

网络架构核心与汇聚可靠性特征：

汇聚和核心层都应该采用冗余节点进行备份连接，通过快速的路由收敛实现网络的正常运行。当汇聚和核心层有网关设置时，需要通过虚拟路由器冗余协议VRRP、HSRP热备份路由器等协议实现网关的冗余备份和负载均衡。

汇聚层到核心层间运行OSPF等路由选择协议来保证网络的正常运行。可以对相关的路由选择协议进行适当的度量值设定，对路由信息的网络流量进行主备路径的转发处理。汇聚和核心网络架构模型如下图2所示。

图2中，矩形架构从汇聚到核心没有冗余链路，当核心主链路出现故障后，要通过运用路由协议来获取冗余路径进行数据的传输。三角形汇聚于核心网络具有全冗余链路和转发路径，并且网络拓扑变化信息更新时间短，收敛快。

核心层设备是网络的重要节点，设备需要能够快速进行数据交换和转发，并且需要高可靠性和稳定性。设计时应当采用双核心或多核心设备进行设计，如果需要考虑成本，建议单核心设备需要配置双引擎，双电源，双风扇，设备接口具有扩展性。

四、 结语

网络架构是仓储库房管理系统的重要组成部分。可靠性为网络架构的关键之处。一个可靠的网络架构能维持网络系统的正常运转，当出现故障时能实时进行修复，具有完备的容错容灾架构是用户所需要的。本文概要的介绍了一些常用的网络架构设计，在实际的社会实践中，两地三中心、虚拟化的概念逐渐成为今后网络架构的一个趋势，这里不进行阐述了。可靠的网络架构为仓储库房信息化系统的正常运行提供了必备条件。

参考文献：

[1] 罗娇. 浅谈网咯可靠性设计 [J] 中国科技信息，2011

[2] 石炎生，郭观七. 计算机网络工程实用教程（第2版）[M] 电子工业出版社，2011

[3]史晓红. 网络安全技术宝典 [M] 中国铁道出版社，2009