針對網路單點故障之解決方案

Abstract

許多企業現有星狀（star）拓樸的網路架構無法避免單點故障（SPOF; Single Point of Failure），在單點故障或單一路徑斷線的情況下，就會造成網路中斷服務並且可能造成企業巨大的損失。本研究關注的課題有：在網路設備無法全面更新的條件下，中小企業要如何因應巨量資料的傳輸需求的解決方法；要如何調整設備的配置及透過各種通訊協定（protocols）的功能來提昇網路傳輸速率，頻寬及處理日漸增大的資料流量的解決方法；當網路發生意外而造成傳輸路徑中斷，要如何讓備用的傳輸路徑快速取代原有的路徑並阻擋迴路（loop）及封包風暴的解決方法。本論文提出的解決方案包含兩個部份來解決上述的問題：（1）用多環狀（Ring）架構，增加冗餘路徑（Redundant Path）配合交換機上第二層通訊協定STP/RSTP，快速形成新的路徑取代原有的路徑，本實驗證明在不需要更新設備的情況下，既可以降低封包的遺失率（packet loss）到1%左右，也可避免迴路封包風暴造成網路癱瘓；（2）假如單一連接埠的頻寬不敷使用時，可使用第二層通訊協定LACP增加設備之間的頻寬，實驗結果LACP Group捆綁連接埠多寡決定LACP頻寬大小，頻寬愈寬資料傳輸更加順暢快速、避免延遲。

The existed star topology cannot avoid single point of failure, in case a single point of failure happens, the consequence of the data loss and delay may cause huge losses. This paper proposes solutions for SMEs（Small and Medium Enterprises）response the requirement of high-bandwidth without fully upgrade their network devices, including how to avoid SPOF（Single Point of Failure）; enhance transmission rates; make an alternate link path replacing the failed path when a link fails; block a loop and avoid packet storm. The solution proposed by this paper consists of two parts.（1）The multi-ring adds redundant links which play as a backup role when a link fails. The experiment indicates the packet loss can be reduced to 1%. Besides, Layer 2 STP/RSTP are proposed to prevent the loop and packets storm. （2）Leverage Layer 2 LACP to aggregate multiple links to increase the bandwidth. Then the requirement that quickly transmit the big data is fulfilled.