7.4最新网络设备产品介绍（教学设计）-《计算机网络基础(第2版)》同步教学(机械工业出版社）

课题 第7章 7.4最新网络设备产品介绍 授课人 课型 新课 课 时 2课时 教学目标    通过本节的学习，学生了解最新网络设备产品 教学重点 1第一款整合型网络设备 2卓尔InfoGate整合型安全网关介绍 3高端交换机新境界“集成服务” 教学难点 1第一款整合型网络设备 2卓尔InfoGate整合型安全网关介绍 3高端交换机新境界“集成服务 教学方法 以课堂讲授为主，对本节难点进行讨论 教学手段和教具 微机 板 书 设 计 课 后 记 教学过程 教师活动 学生活动 组织教学 复习提问、导入新课 讲授新课 7.4.1第一款整合型网络设备 未来网络设备发展趋势是高度整合型设备。高度整合型设备越来越受到尤其是企业级用户的青睐。在企业的发展中，网络是绝对不可或缺的一个重要环节，而网络设备的投资也同样占据着企业运营成本的很大部分。现在有越来越多的企业意识到，信息化、网络化是企业发展之本，同时也有大量的企业依赖于网络盈利，可见网络在企业中的重要性，而网络设备的优劣绝对是衡量一个企业网络建设的重要指标。 1.传统网络有什么弊端? 在传统的网络建设中，路由器、交换机、防火墙、VOIP语音设备、杀毒软件缺一不可。不可否认这是一种多元化企业应用的必然的发展方向，但同样不可避免的会为我们的带来一些实际问题：高昂的维护成本、设备与设备之间的兼容性问题、设备之间速率的瓶颈等等影响着网络设备的性能。拿高昂的维护成本来看，一个企业级网管每天至少要维护4种以上的网络设备，并保证它们任何设备都不能停止工作；任何一个企业都很难做到全部设备使用相 同品牌，而不同品牌之间的网络设备必然存在着兼容性问题，因为很多设备中的关键技术均为个别设备厂商的专利技术，并非其他厂家可以任意兼容，例如 CISCO交换机中的ISL封装、EIGRP路由协议等等，兼容性无法保证，性能必将受到影响。可见传统网络建设中存在着一定的弊病。典型的传统网络拓扑如图7-13所示。 图7-13 典型的传统网络拓扑 2.什么是整合型网络设备？ 整合型网络设备就是在不降低整体性能的前提下，将企业最常用的路由功能、高速交换、VPN虚拟专用网、语音电话、防火墙、防病毒/垃圾邮件功能整合在一台设备之中；将多种功能整合在一种设备之中，，必将是网络设备的一个发展方向。首先同种设备不会存在兼容性问题，因为各种应用均属于本设备的自身功能，兼容性问题无从谈起；另外单一设备会大大降低其维护成本，维护一台设备与维护N台设备的成本性价比显而易见。经过整合后的网络拓扑如图7-14所示。 图7-14 经过整合后的网络拓扑 3.业界第一台整合型网络设备 韩国三星电子在2006年6月向全世界发布了它的第一款整合型网络设备：UBiGATE 3026 高速整合网络设备，如图7-15所示。 图7-15 UBiGATE 3026 高速整合网络设备 此设备不仅具备了传统的路由、交换功能，同时拥有VOIP企业语音电话及防火墙、防病毒、防垃圾邮件等功能，不能不说是网络产品中的一次革命！它整合了OSI模型中2~6层的主要功能，将数据链路层、网络层、传输层、表示层、会话层的应用整合到在一台设备之中；UBiGATE 3026 采用了现在最流行的插卡式设计，并独创性地将CPU及其他处理芯片安置在板卡之上，彻底解决了现有网络设备中，所有插卡共享一块CPU的速度瓶颈，从而实现了整合设备的低维护成本、高整合应用的目标；防病毒功能是网络设备的一次突破。病毒无处不在，例如雇员打开一封典型商务电子邮件的附件，意外地释放蠕虫病毒，导致整个企业网络瘫痪。硬件防病毒与软件存在着根本上的不同，因为病毒不会等到已经感染用户文件的程度才会被清除，而是在传输的过程中即将其隔离，在随时保持更新病毒库的情况下，从底层就保证了网路系统的安全性；防火墙、防垃圾邮件功能更是一个企业网络中不可或缺的组成部分，在UBiGATE 3026 中的ISM模块中，集成了IDS、IPS以及对DOS、注入式木马等等黑客攻击行为的防御，形成了一个非常完整的保护体系，大大提高了企业的整体安全性。 4.整合型网络设备比传统单一功能设备的优势何在？ （1）投资成本低，维护简单，服务针对性强 整合型网络设备要比传统设备投入更少的资金，原来几台设备能够实现的功能，现在一台就可以完全实现；在技术人员进行维护的时候，针对性非常强，只需对仅有的设备进行维护，大大减轻了维护人员的工作量。 （2）非整合型产品会在每增加一台新的设备出现错误的概率会成几何性增长 在一个非整合型网络中，设备数量繁多，出现问题的几率也会节节攀高，例如在一个企业级网络中，至少要拥有路由器、交换机、防火墙、语音网关这四大基本设备，而每种产品存在着不同品牌之间的兼容性问题，非整合型网络的种种弊端显而易见。 （3）网络的复杂性将大大降低 将网络中的各种功能整合在一台设备之中，从根本上降低了网络的整体复杂程度，不会在出现成百上千根线缆的情况，使网络变的更简单，更加容易管理。 （4）整合型的管理方式是企业级网络的新标准 企业级网络每时每刻都承载着用户的珍贵数据通信量，一个功能健全，高度整合的网络势必会为企业带来意想不到的高效率。整合型管理能够让管理人员以统一部署、集中执行的方式进行网络的管理，使管理人员轻松驾驭整个网络。 高度整合型网络设备代表了未来企业级网络的一个主要发展目标，低维护成本、高整合应用才是客户选择网络产品的衡量标准，同时也是设备厂商努力的方向。 5.七层整合应用分析 物理层中，Ubigate iBG平台采取模块化插卡式设计，通过大量的插卡和模块来实现企业级网络的各类应用。以语音为例，除了为模拟语音提供FXS、FXO、E&M接口，用户更可以通过RJ-45、RJ-11、V.35等端口实现VoIP。 数据链路层及网络层中，以三星Ubigate iBG 3026为例，它支持2个 T3/E3，6个 T1/E1 广域网链接，或者以线速率支持最多14个 T1/E1链接，拥有530KPPS的路由转发速率和高达21Gbps的交换吞吐量，远超同级别的路由交换设备。 同时，平台利用传输层、表示层以及会话层来进行对企业客户整体的安全防护。 iBG-DM（Integration Business Gateway Device Manager）则作用在应用层，以友好亲和的GUI图像界面系统取代了传统的CLI命令行设备配置方式，大大节省了耗费在设备管理上的时间成本。同时， 通过iBG-DM强大的图形化监控系统，网络管理人员可以随时对整个网络运行情况了若指掌。 不仅如此，三星Ubigate iBG系列以独立的ISM（集成安全模块）作用于2-7层，提供全方位的安全性。ISM整合了防火墙、入侵检测、漏洞扫描、安全审计、防病毒、流量监控等 一系列安全产品的全部功能，并在整合性设备的框架下，搭建起一个更为合理的安全体系。这个安全体系在网络边界设置防火墙或安全VPN，同时加强了针对网络病毒和垃圾邮件等应用层攻击的防护措施，以多层次、立体式、全方位的保护网，彻底将攻击隔绝于网络之外，保障了网络的可用性，如图7-16所示。　 图7-16 基于 Samsung Ubigate iBG ISM整体安全系统架构 与传统企业网络设备系统相比，三星Ubigate iBG整合平台有着明显、全面的优越性： 首先，七层整合应用的安全策略，使Ubigate iBG能提供最高级别的安全保障。一系列安全检测和防范都由独立的ISM（集成安全模块）完成--包括IDS/IPS签名检测、病毒检测、通讯异常检测、URL筛选等。有别于其它安全产品，ISM的防护功能是基于硬件的。以病毒检测为例，病毒不会等到已经感染用户文件的程度才会被清除，而是在传输的过程中即将其隔离，从底层保证了网路系统的安全性。另外，ISM拥有独立的处理芯片，用户在获得网络安全保障的同时，无须以降低网络性能为代价。 语音更为灵活且成本更低。三星Ubigate iBG提供带有IP电话PoE或WLAN接入点的交换模块、模拟语音接口，支持SIP/H.323协议，并通过广泛实施QoS，使企业语音和数据业务真正整合，同时支持模拟、数字和IP电话。这一点的好处是显而易见的——一方面，通过在广域网上拓展IP电话业务，企业业务在沟通效率上将达到一个新的层次； 而另一方面，绕过PSTN通信网络和IP运营商的设备支持，使企业的通信成本支出大大降低（无论是内部还是外部通话）。 在价格上，与一整套网络设备相比，Ubigate iBG更为低廉。更重要的是，由于Ubigate iBG采用集约型模块化设计，加上IPv6、Metro Ethernet和MPLS的先进功能，避免了设备频繁短期升级带来的重复投资。用户可以通过更换个别功能模块，轻松简便地给平台升级。 设备管理得到了简化，这是网络管理人员的福音。通常，配置像 VoIP 和网络安全这样的服务都比较复杂，只有高级的专业管理员才能够找出优化网络运营的最佳方案。而在三星Ubigate iBG平台中，所有设备的管理均可通过“基于 Web 的设备管理器”完成。除了用图形化的GUI用户界面取代 CLI外，设备管理器还提供各种“向导”来引导管理员一步步完成复杂的配置工作。必须指出的是，若非所有功能模块均出自同一生产商，不存在技术和标准上的沟壑，一体化的设备配置、管理是难以实现的。 企业级网络设备一体化和网络融合化虽是技术的大势所趋，但直到三星Ubigate iBG的出现，业界才有了第一台真正意义上的企业级整合型网络设备。业内人士认为，Ubigate iBG系列将在架构上为未来的网络产品提供一个标准，而它的性能和价格也会成为衡量此类产品的标杆。同时，Ubigate iBG代表了网络设备“低维护成本、高整合应用”的发展方向。 7.4.2 卓尔InfoGate整合型安全网关介绍 1.卓尔InfoGate产品简介 卓尔伟业公司推出的全新集成式模块化内容过滤安全网关产品――卓尔InfoGate，它既有硬件产品的高可靠性和高效率，又有软件产品的高度灵活性和可扩充性，效果、效率、价格、功能等本来相互矛盾的制约因素在卓尔InfoGate产品上得到了高度的统一，其独创的安全协同技术和自主研发能力使得卓尔InfoGate完全不同于一般概念上的安全产品，它不仅仅是防火墙、病毒过滤、垃圾邮件过滤、网页内容地址过滤、泄密防范、VPN等产品和技术的简单相加，由于采用了独创的安全协同技术进行了高度有机整合，各种功能模块共享软硬件资源，可在有效降低成本的同时，实现功能上的强强联手，能够在企业Internet入口处全面阻止病毒、垃圾邮件的入侵，全面监管Web访问和邮件通讯，使各种安全威胁在进入内部网络之前就被全方位地得到及时有效的扑杀，快速、实时、高效、透明地实现对内部网络的综合防护。如图7-17所示。 图7-17 卓尔InfoGate安全产品 2.采用“协同安全保护”技术的四重防御架构 安全威胁的多样性对防护技术提出了多层面、全方位防御的要求，单一的产品性能再强劲，只要网络中有任何一个薄弱环节，则根据“∞×0≡0”的道理，网络的安全防线就会立即陷于彻底崩溃之中！卓尔InfoGate的“协同安全保护”技术的四重防御架构，就是为了完全顺应当前网络安全防护的实际需要而开发的一款具有一定技术前瞻性的产品。卓尔InfoGate内容过滤产品目前包括四大模块：防病毒模块、防垃圾邮件模块、上网管理模块和网络防护模块，每个模块既可独立成单个系统产品，又可在我们的协同安全防护技术支持下互相嵌入，任意组合成相应需求的“All-in-One”产品。如图7-18所示。 图7-18 四重防御架构 7.4.3 高端交换机新境界“集成服务” 随着企业信息化建设的深入，基于网络的各种应用越来越丰富。为了发挥网络的先进功能和支持新型的Web应用，如何优化现有网络，避免由于出现各种问题而导致操作成本增长是企业亟待解决的问题。思科认为，在充分利用企业现有网络资源的前提下，简化网络结构，开发多种网络应用，进一步提高生产率，降低成本，提高企业竞争力是当今IT市场最根本的需求。 高端交换机必须走集成服务的道路，才能赢得客户，赢得市场。时下市场上一般的交换机大多数不具备“集成服务”，只是专注于数据转发基本功能的实现，不能满足丰富的网络应用需求。面对企业为满足业务发展的需求，如何改进现有网络的性能和运行效果，智能化升级的技术是企业构建网络、优化网络时的首选。 “集成服务”将成为高端交换机的必需。关于集成服务，客户的网络需求是一个有机整体，交换机作为网络的核心，不仅要考虑到数据的转发，还要考虑到客户对于网络其他的应用需求，比如网络安全、内容服务、网络流量管理等。交换机要尽可能考虑把客户需要的实际应用集成到一起，实现便捷的管理，而不是让客户根据需要单独购买设备，再与交换机整合到一起。交换机在易用性、可扩展性、安全性等方面必须全面的考虑，这就要求交换机制造商要能把这些服务有机的整合成一个低成本高性能、简单易行的整体方案。 在易用性方面，以往高端交换机在易用性方面功能较弱，随着网络规模和速度的快速增长，人们已经意识到，网络在运行和管理方面所付出的代价，大大超过了网络设备本身的成本。同时，为了使交换机能够达到最优配置和最佳性能，网络管理人员也要针对应用中的具体需求对交换机进行相应配置，并且要求交换机管理、配置简单方便，界面友好，利于扩展。 在可扩展方面，由于周围环境、业务的变化，会不断产生新的需求。网络的应用是一个不断推陈出新的发展过程，不存在一步到位的说法。过去客户在网络应用方面比较简单，而今，客户的网络需要多种应用同时的进行，许多可知不可知的情况会不时的出现， 往往会影响到客户的工作。从原来只能数据传输和电子邮件，发展到现在网络可以进行传输视频、话音等等，让多种应用平稳快速运行，就需要在网络基础架构上加入必要的服务模块来保证。客户在网络方面的投资是一个持续的过程。网络的投资是高成本的投资，客观上要求交换机在可扩展方面，不仅能满足眼下的需求，而且还要满足今后很长一段时间的需求。因此，交换机的可扩展性就显得格外的重要。 在安全性方面，安全已经成为网络界的头等重要的问题。随着网络规模的迅速扩展和网络中应用的不断增多，必须从网络基础设施开始防范，从网络内部加强对访问者的控制，限制非法用户的通信，从而保证整个网络的安全。例如校园网中对设备的安全管理、驻地网对安全接入的要求、企业网络中各个业务之间的隔离等。 易用性、可扩展性、安全性体现了交换机集成服务的发展趋势。当然，集成服务是必须建立在对客户业务分析和环境需求了解的基础之上。 学科网（北京）股份有限公司 $$