Hirarki jaringan dan cisco enterprise architectur model

Hierarchical Network Design

Network Hierarchy atau hirarki jaringan adalah alat tingkat tinggi yang berguna untuk merancang infrastruktur jaringan yang handal, terukur, dan hemat biaya. Pada bagian ini akan belajar tentang access, distribution, dan core layer dan peran mereka dalam model hirarki jaringan.

Sebuah desain jaringan hirarki membagi jaringan ke dalam lapisan diskrit. Setiap lapisan atau tier, dalam hirarki menyediakan fungsi tertentu yang mendefinisikan perannya dalam jaringan secara keseluruhan. Ini membantu desainer jaringan dan arsitek untuk mengoptimalkan dan memilih yang tepat perangkat keras jaringan, perangkat lunak, dan fitur untuk melakukan peran spesifik untuk lapisan jaringan. model hirarki berlaku untuk LAN dan desain WAN.

Manfaat dari membagi jaringan datar menjadi lebih kecil yaitu blok lebih mudah dikelola bahwa lalulintas lokal tetap lokal. Hanya lalulintas yang diperuntukkan untuk jaringan lainnya dipindahkan ke lapisan yang lebih tinggi. Misalnya, pada Gambar 1-1 jaringan datar kini telah dibagi menjadi tiga domain broadcast terpisah.

Gambar 1-1 Hirarki Jaringan

Hirarki jaringan LAN kampus meliputi tiga lapisan berikut :

·         Access layer : Menyediakan akses workgroup / pengguna ke jaringan

·     Distribution layer : Menyediakan konektivitas berbasis kebijakan dan mengontrol batas antara access dan core layers

·         Core layer : Menyediakan transportasi cepat antara switch distribusi dalam enterprise campus

Sampel tiga lapis desain jaringan hirarki lain ditampilkan pada Gambar 1-2. Perhatikan bahwa setiap bangunan menggunakan model jaringan yang sama hirarkis yang mencakup acess, distribution, dan core.

Desain Gambar 1-2 Multi Building Jaringan Enterprise

CATATAN
Tidak ada aturan mutlak untuk cara jaringan kampus secara fisik dibangun. Meskipun benar bahwa banyak jaringan kampus yang dibangun menggunakan tiga tingkatan fisik switch, ini bukan persyaratan yang ketat. Dalam kampus kecil, jaringan mungkin memiliki dua tingkatan switch di mana unsur-unsur inti dan distribusi digabungkan dalam satu switch fisik. Ini disebut sebagai desain inti runtuh.

1.      Access Layer 

Dalam lingkungan LAN, Access Layer atau lapisan akses disorot perangkat hibah akhir akses ke jaringan. Dalam lingkungan WAN, mungkin memberikan teleworkers atau situs remote akses ke jaringan perusahaan di seluruh koneksi WAN.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-3, lapisan akses untuk jaringan bisnis kecil umumnya menggabungkan Layer 2 switch dan jalur akses menyediakan konektivitas antara workstation dan server.

Gambar 1-3 Access Layer

Access layer menyajikan sejumlah fungsi, termasuk :

·         Layer 2 switching

·         Ketersediaan tinggi

·         Port keamanan

·         Klasifikasi QoS dan menandai dan batas-batas kepercayaan

·         Address Resolution Protocol (ARP) inspeksi

·         Virtual daftar kontrol akses (VACLs)

·         Spanning tree

·         Power over Ethernet (PoE) dan VLAN tambahan untuk VoIP

2.      Distribution Layer

Distribution Layer atau lapisan distribusi data yang diterima dari access layer aktif sebelum dikirim ke core layer untuk routing ke tujuan akhir. Pada Gambar 1-4, distribution layer adalah batas antara Layer 2 domain dan Layer 3 dialihkan jaringan.

Gambar 1-4 Distribution Layer

Perangkat distribution layer adalah titik fokus dalam lemari kabel. Router atau switch multilayer digunakan untuk kelompok kerja segmen dan mengisolasi masalah jaringan di lingkungan kampus. Distribution layer dapat memberikan jasa hulu selama bertahun access layer switch.

 

Distribution layer dapat memberikan :

·         Agregasi dari LAN atau WAN link.

·   Keamanan berbasis kebijakan-dalam bentuk daftar kontrol akses (ACL) dan penyaringan.

·         Layanan routing antara LAN dan VLAN dan antara routing domain (misalnya, EIGRP untuk OSPF).

·         Redundansi dan load balancing.

·     Sebuah batas untuk rute agregasi dan summarization dikonfigurasi pada interface menuju core layer.

·        Broadcast domain control, karena router atau switch multilayer melakukan siaran tidak maju. perangkat bertindak sebagai titik demarkasi antara domain broadcast.

3.      Core Layer

Core Layer atau lapisan inti juga disebut sebagai tulang punggung jaringan. Lapisan inti terdiri dari perangkat jaringan berkecepatan tinggi seperti Catalyst Cisco 6500 atau 6800. Ini dirancang untuk beralih paket secepat mungkin dan interkoneksi beberapa komponen kampus, seperti modul distribusi, modul layanan, pusat data, dan WAN edge.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-5, lapisan inti sangat penting untuk interkoneksi antara perangkat distribution layer (misalnya, interkoneksi blok distribusi ke WAN dan Internet edge).

Gambar 1-5 Core Layer

Core harus sangat tersedia dan berlebihan. inti agregat lalu lintas dari semua perangkat distribution layer, sehingga harus mampu meneruskan data dalam jumlah besar dengan cepat.

Pertimbangan pada core layer meliputi :

·         Menyediakan kecepatan tinggi switching (yaitu, transportasi cepat)

·         Kehandalan menyediakan dan toleransi kesalahan

·         Scaling dengan menggunakan lebih cepat, dan tidak lebih, peralatan

·         Menghindari CPU-intensif manipulasi paket yang disebabkan oleh keamanan, pemeriksaan, kualitas layanan (QoS) klasifikasi, atau proses lainnya

4. Two-Tier Collapsed Core Design 

three-tier hierarchical design memaksimalkan kinerja, ketersediaan jaringan, dan kemampuan untuk skala desain jaringan. Namun banyak jaringan perusahaan kecil tidak tumbuh secara signifikan lebih besar dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, two-tier hierarchical design di mana lapisan inti dan distribution layers runtuh ke dalam satu lapisan seringkali lebih praktis. Sebuah " collapsed core " adalah ketika distribution layers dan core layer fungsi diimplementasikan oleh satu perangkat. Motivasi utama untuk desain inti runtuh adalah mengurangi biaya jaringan, sambil mempertahankan sebagian besar manfaat dari model hirarki tiga-lapis.

 

Contoh pada Gambar 1-6 telah runtuh distribution layer dan fungsi core layer dalam perangkat switch multilayer.

Gambar 1-6 Two-Tier Hierarchical Design

Model jaringan hirarki menyediakan kerangka kerja modular yang memungkinkan fleksibilitas dalam desain jaringan dan memfasilitasi kemudahan implementasi dan pemecahan masalah.

 

Cisco Enterprise Architecture Model

Cisco Enterprise Architecture Model adalah pendekatan modular untuk desain jaringan. Topik ini membahas enterprise campus module, enterprise edge module, dan service provider edge module.

1.      Cisco Enterprise Architecture Model

Untuk mengakomodasi kebutuhan modularitas dalam desain jaringan, Cisco mengembangkan model Cisco Enterprise Architecture. Model ini memberikan semua manfaat dari desain jaringan hirarki pada infrastruktur kampus, dan memfasilitasi desain yang lebih besar, jaringan lebih terukur.

Model Cisco Enterprise Architecture memisahkan jaringan perusahaan ke daerah-daerah fungsional yang disebut sebagai modul. Modularitas yang dibangun untuk arsitektur memungkinkan fleksibilitas dalam desain jaringan dan memfasilitasi implementasi dan pemecahan masalah.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-7, berikut ini adalah modul Cisco Enterprise Architecture utama :

·         Enterprise Campus

·         Enterprise Edge

·         Service Provider Edge

Gambar 1-7 Cisco Enterprise Architecture Modul

Terhubung ke service provider edge adalah modul jarak jauh, termasuk :

·         Enterprise branch

·         Enterprise teleworker

·         Enterprise data center

2.      Cisco Enterprise Campus 

Sebuah jaringan kampus adalah bangunan atau sekelompok bangunan terhubung menjadi satu jaringan perusahaan yang terdiri dari banyak LAN. Sebuah kampus umumnya terbatas pada wilayah geografis tetap, tetapi dapat span beberapa bangunan tetangga (misalnya, sebuah kompleks atau taman lingkungan bisnis industri). kantor regional, SOHO, dan pekerja mobile mungkin perlu menghubungkan ke kampus pusat data dan informasi.

Cisco Enterprise Campus atau Modul kampus perusahaan menjelaskan metode yang direkomendasikan untuk membuat jaringan scalable sambil menanggapi kebutuhan operasi bisnis kampus-gaya. arsitektur modular dan dapat dengan mudah diperluas untuk mencakup bangunan kampus tambahan atau lantai sebagai perusahaan tumbuh.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-8, modul kampus perusahaan terdiri dari submodul berikut :

·         Building access

·         Building distribution

·         Campus core

·         Data center

Gambar 1-8 Enterprise Campus Module

Bersama submodul ini :

·         Menyediakan ketersediaan tinggi melalui desain jaringan hirarki tangguh

·         Mengintegrasikan komunikasi IP, mobilitas, dan keamanan canggih

·         Memanfaatkan lalu lintas multicast dan QoS untuk mengoptimalkan lalu lintas jaringan

·         Memberikan peningkatan keamanan dan fleksibilitas menggunakan manajemen akses, VLAN, dan IPsec VPN

Arsitektur modul kampus perusahaan menyediakan perusahaan dengan ketersediaan tinggi melalui desain tangguh multilayer, hardware dan software berlebihan fitur, dan prosedur otomatis untuk konfigurasi ulang jaringan jalan ketika kegagalan terjadi. keamanan terpadu melindungi terhadap dan mengurangi dampak dari worm, virus, dan serangan lain pada jaringan, bahkan pada tingkat port switch.

Sebuah berkapasitas tinggi, data terpusat modul center dapat memberikan sumber daya internal server untuk pengguna. Modul data center biasanya juga mendukung layanan manajemen jaringan untuk perusahaan, termasuk monitoring, logging, pemecahan masalah, dan fitur manajemen umum lainnya dari ujung ke ujung. Pusat data submodule biasanya mengandung email internal dan server perusahaan yang menyediakan aplikasi, berkas, cetak, email, dan Domain Name System (DNS) layanan kepada pengguna internal.

3.      Cisco Enterprise Edge 

Cisco Enterprise Edge atau modul perusahaan edge menyediakan konektivitas untuk layanan suara, video, dan data di luar perusahaan. Modul ini sering berfungsi sebagai penghubung antara modul kampus perusahaan dan modul lainnya.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-9, enterprise edge module terdiri dari submodul menyediakan :

·         E-commerce services

·         Internet connectivity

·         Remote access and VPN access

·         WAN site-to-site VPN access

Gambar 1-9 Enterprise Edge Submodules

Secara khusus, submodul ini terdiri dari :

·         Jaringan E-commerce dan server: The e-commerce submodule memungkinkan perusahaan untuk mendukung aplikasi e-commerce melalui internet. Ia menggunakan desain ketersediaan tinggi dari modul data center. Perangkat yang terletak di submodule e-commerce termasuk web, aplikasi, dan server database; firewall dan firewall router; dan sistem pencegahan intrusi jaringan (IPS).

·         Konektivitas internet dan zona demiliterisasi (DMZ): The submodule internet dari enterprise edge provides memberikan pengguna internal dengan konektivitas aman untuk layanan internet seperti server publik, email, dan DNS. Konektivitas ke satu atau beberapa penyedia layanan Internet (ISP) juga disediakan. Komponen submodule ini mencakup firewall dan firewall router, router tepi Internet, FTP dan HTTP server, server SMTP relay, dan server DNS.

·         Akses remote dan VPN: VPN / akses remote submodule dari tepi perusahaan memberikan layanan terminasi jarak jauh-akses, termasuk otentikasi bagi pengguna jarak jauh dan situs. Komponen submodule ini termasuk firewall, akses dial-in konsentrator, Cisco Adaptive Security Appliance (ASA), dan sistem jaringan pencegahan intrusi (IPS) peralatan.

·         WAN: The submodule WAN menggunakan berbagai teknologi WAN untuk routing lalu lintas antara situs remote dan situs pusat. Link perusahaan WAN mencakup teknologi seperti MPLS (MPLS), Metro Ethernet, leased line, Synchronous Optical Network (SONET) dan Synchronous Digital Hierarchy (SDH), PPP, Frame Relay, ATM, kabel, digital subscriber line (DSL), dan nirkabel.

4.      Service Provider Edge 

Perusahaan menggunakan penyedia layanan (SPs) untuk link ke situs lain. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1-10,  SP edge module dapat mencakup :

·         Penyedia layanan internet (ISP)

·         Layanan WAN seperti Frame Relay, ATM, dan MAN

·         Masyarakat beralih jaringan (PSTN) layanan telepon

Gambar 1-10 Service Provider Edge Module

SP edge provides menyediakan konektivitas antara modul kampus perusahaan untuk remote pusat data perusahaan, cabang perusahaan, dan modul perusahaan teleworker.

SP edge modul :

·         Membentang di wilayah geografis yang luas di dengan biaya yang efektif

·         Konvergen suara, video, dan layanan data melalui jaringan komunikasi IP

·         Mendukung QoS dan perjanjian tingkat layanan

·         Mendukung VPN keamanan menggunakan (IPsec / MPLS) lebih Layer 2 dan Layer 3 WAN

Ketika memperoleh layanan internet dari ISP, redundansi atau failover harus dipertimbangkan. koneksi internet berlebihan bervariasi tergantung jika perusahaan tersebut menghubungkan ke ISP tunggal atau beberapa ISP.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-11, koneksi berlebihan untuk sebuah ISP tunggal dapat mencakup :

·         Single-homed : Sebuah koneksi tunggal ke ISP

·         Dual-homed : Dua atau lebih koneksi ke ISP tunggal

Gambar 1-11 Connecting to a Single ISP

mungkin untuk mengatur redundansi menggunakan beberapa ISP, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-12. Pilihan untuk menghubungkan ke beberapa ISP mencakup

·         Multihomed : Koneksi ke dua atau lebih ISP

·         Dual-multihomed : Beberapa koneksi untuk dua atau lebih ISP

Gambar 1-12 Connecting to Multiple ISPs

5.      Remote Functional Area

Daerah terpencil fungsional bertanggung jawab untuk pilihan konektivitas remote dan mencakup modul berikut, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-13.

Gambar 1-13 Remote Connectivity Areas

Enterprise Branch

Modul cabang perusahaan termasuk cabang terpencil yang memungkinkan karyawan untuk bekerja di lokasi noncampus. Lokasi ini biasanya bertanggung jawab untuk menyediakan keamanan, telepon, dan pilihan mobilitas kepada karyawan, serta konektivitas umum ke jaringan kampus dan berbagai komponen yang terletak di dalam kampus perusahaan. Modul cabang perusahaan memungkinkan perusahaan untuk memperluas aplikasi kepala-kantor dan layanan, seperti keamanan, Cisco Unified Communications, dan kinerja aplikasi canggih, untuk cabang terpencil. Perangkat tepi menghubungkan situs remote ke situs pusat bervariasi tergantung pada kebutuhan dan ukuran situs. remote site besar mungkin menggunakan high-end Cisco Catalyst switch, sementara situs yang lebih kecil dapat menggunakan router ISR G2. Situs-situs terpencil bergantung pada tepi SP untuk memberikan layanan dan aplikasi dari situs utama. Pada Gambar 1-13, modul cabang perusahaan menghubungkan ke situs kampus perusahaan terutama menggunakan link WAN. Namun, juga memiliki link Internet sebagai cadangan. Link Internet menggunakan situs-situs teknologi IPsec VPN untuk mengenkripsi data perusahaan.

Enterprise Teleworker

Modul perusahaan teleworker bertanggung jawab untuk menyediakan konektivitas bagi pekerja yang beroperasi dari berbagai lokasi geografis, termasuk rumah kantor, hotel, atau pelanggan / situs klien. Modul teleworker merekomendasikan bahwa pengguna ponsel terhubung ke Internet menggunakan layanan dari ISP lokal, seperti modem kabel atau DSL. layanan VPN kemudian dapat digunakan untuk mengamankan komunikasi antara pekerja lapangan dan kampus pusat. layanan jaringan keamanan-dan identitas berbasis terintegrasi memungkinkan perusahaan untuk memperluas kebijakan keamanan kampus untuk teleworker tersebut. Staf aman dapat login ke jaringan melalui VPN dan mendapatkan akses ke aplikasi dan layanan resmi dari biaya-efektif platform tunggal.

Enterprise Data Center

Modul pusat data perusahaan adalah pusat data dengan semua pilihan fungsional yang sama sebagai pusat data kampus, tapi ada di lokasi yang jauh. Ini memberikan lapisan tambahan keamanan sebagai pusat data offsite dapat memberikan pemulihan bencana dan kelangsungan bisnis layanan untuk perusahaan. High-end switch seperti Cisco Nexus penggunaan seri beralih cepat WAN layanan seperti Metro Ethernet (MetroE) untuk menghubungkan kampus perusahaan untuk remote pusat data perusahaan. pusat data yang berlebihan menyediakan cadangan menggunakan data sinkron dan asynchronous dan replikasi aplikasi. Selain itu, jaringan dan perangkat menawarkan server dan load aplikasi balancing untuk memaksimalkan kinerja. Solusi ini memungkinkan perusahaan untuk skala tanpa perubahan besar untuk infrastruktur.