40、企业互联网连接规划全解析

企业互联网连接规划全解析

在当今数字化时代，企业的互联网连接规划至关重要。它不仅关系到企业日常运营的顺畅，还对企业的业务发展和竞争力有着深远影响。本文将深入探讨企业互联网连接规划中的两个关键方面：冗余需求分析和带宽需求分析。

1. 冗余需求分析

在企业网络中，确保连接的可靠性是至关重要的。就像保护文件系统和数据文件需要冗余方案（如RAID磁盘阵列）一样，保护网络基础设施各个点的连接性也可能是至关重要的。如果只有一条通往互联网或企业网络资源的路径，那么这条路径的任何中断都可能导致严重问题。

1.1 创建冗余基础设施

在为企业规划互联网连接系统时，需要考虑是否有必要提供多种连接到互联网的方式，特别是当企业的业务依赖于这种连接时。在决定是否引入冗余之前，需要考虑以下几个关键问题：
- 是否绝对需要冗余 ：如果企业的业务收入不依赖于互联网，那么将预算花在其他方面，如购买冗余磁盘系统或服务器集群，可能比浪费在多余的连接或路由器上更明智。
- 企业能够容忍的停机时间 ：不同企业对停机时间的容忍度差异很大。例如，一家在线证券交易公司可能无法承受超过2秒的中断，而一家花卉销售公司可能可以承受数小时的中断而不会造成太大影响。
- 停机对企业的成本 ：量化互联网连接中断导致的损失是非常重要的。这包括直接的财务损失和间接的业务影响，如潜在客户的流失。
- 停机是否会导致客户流失 ：企业在互联网上的长时间缺席可能会导致潜在客户转向其他竞争对手。许多网络购物者会在页面加载时间过长时离开网站。
- 依赖互联网连接的内部网络服务 ：例如，远程用户是否通过虚拟专用网络（VPN）访问内部资源。如果是这样，连接中断可能会影响这些用户的工作。
- 与之前服务中断相关的成本 ：计算每个远程员工的每小时成本（包括雇主费用），可以帮助您了解潜在的损失。虽然销售损失更难量化，但应尽可能准确地评估，以确定额外互联网连接的成本是否合理。
- 已经提供冗余的连接 ：如果有远程用户通过VPN连接到企业资源，是否有其他备用连接方式？

以下是一个简单的流程图，展示了在考虑引入冗余时的决策过程：

graph TD;
    A[企业是否依赖互联网营收?] -->|是| B[评估停机影响];
    A -->|否| C[考虑其他预算分配];
    B --> D[计算停机成本];
    D --> E[评估冗余成本];
    E --> F{冗余成本是否合理?};
    F -->|是| G[引入冗余];
    F -->|否| H[重新评估];

1.2 评估互联网服务提供商（FSI）

许多企业依赖FSI来提供所有用户的互联网连接。选择合适的FSI对于企业的网络安全和可靠性至关重要。在选择FSI时，需要考虑以下因素：
- FSI与同行的连接方式 ：了解FSI如何连接到其他网络，有助于评估其网络的稳定性和可靠性。
- 是否提供服务保证或服务级别协议（SLA） ：例如，FSI能否保证99%的正常运行时间？如何衡量这个比例？如果未达到合同规定的比例，有哪些惩罚措施？
- 是否提供安全功能 ：如入侵检测系统或防火墙。不同的FSI可能提供不同级别的安全保护，例如，一些FSI可能只提供使用PPTP协议的VPN，而另一些可能提供更安全的L2TP/IPSec协议。
- 如何监控企业的使用情况 ：FSI是否提供每日或每周的带宽或网络资源使用报告，这对于规划网络增长非常有用。
- 是否涉及多个供应商 ：如果有多个供应商参与互联网连接，需要了解它们之间的合作方式，以避免潜在的问题。

FSI通常提供以下几种连接方式：
| 连接类型 | 速度范围 | 适用场景 |
| ---- | ---- | ---- |
| 电路交换连接 | | |
| - 调制解调器 | 最高56 Kb/s | 低速、临时连接 |
| - RNIS（综合业务数字网） | 64 Kb/s - 2048 Mb/s | 中等速度需求 |
| 租用线路 | | |
| - DSL（数字用户线路） | 144 Kb/s - 1.544 Mb/s（异步模式下载速度更快） | 家庭和小型企业 |
| - T线（北美） | T1: 1.544 Mb/s; T2: 6.312 Mb/s; T3: 44.736 Mb/s; T4: 274.176 Mb/s | 大型企业和数据中心 |
| - E线（欧洲） | E1: 2.048 Mb/s; E2: 8.448 Mb/s | 欧洲企业 |
| 分组交换连接 | | |
| - X.25 | 9600 b/s - 1.544 Mb/s或更高 | 早期网络，适用于不可靠的模拟电话连接 |
| - 帧中继 | 56 Kb/s - 1.544 Mb/s | 企业广域网连接 |
| - ATM（异步传输模式） | 25 Mb/s - 622 Mb/s | 高速数据传输 |
| - 虚拟专用网络（VPN） | 依赖现有路由连接 | 远程访问和安全通信 |

2. 带宽需求分析

随着处理器性能和内存容量的不断提高，以及成本的不断降低，如今计算机领域的瓶颈已经不再是硬件，而是带宽。因此，在规划企业互联网连接时，确保有足够的带宽至关重要。

2.1 计算带宽需求

在规划网络基础设施的冗余之后，需要确保企业有足够的带宽来支持业务需求。即使拥有足够的服务器和连接，但如果没有足够的带宽来传输数据，那么网络基础设施的规划就是失败的。

除了要考虑实施的服务所需的带宽外，还需要考虑与其他服务共享企业带宽的情况。例如，网络连接可能同时用于传输邮件，而邮件的带宽消耗因邮件类型而异。一般来说，Outlook客户端每天平均消耗13 - 25 MB的带宽。如果有100个用户，每天工作8小时，那么每小时大约有20亿位（约500,000位/秒）的数据通过连接。如果使用T1线路连接到邮件服务器，那么仅邮件服务就可能占用超过30%的带宽。

为了分析企业网络基础设施的带宽需求，需要考虑以下问题：
- 连接上是否会有邮件传输 ：邮件可能会消耗大量带宽，在计算可用带宽时需要考虑这一因素。
- 连接上是否会有DHCP（动态主机配置协议）和DNS更新流量 ：如果是，考虑是否可以让这两个服务在同一服务器上运行。
- 连接是否用于Web浏览或其他实时任务 ：如果企业使用图形应用程序或传输大文件的数据库应用程序，可能会消耗大量带宽，从而影响网络性能。
- 连接上是否有VoIP（网络电话）流量 ：VoIP技术将数据和语音流量合并在同一网络上，虽然可以降低成本，但会增加网络流量，因此在计算可用带宽时需要考虑这一因素。

如果上述服务消耗了过多的带宽，可以考虑升级连接或在每个站点添加额外的路由器，以应对路由器故障。

2.2 虚拟专用网络（VPN）的带宽需求

虽然VPN的详细内容将在后续章节中介绍，但这里简要讨论一下使用VPN时的带宽需求。评估带宽时，需要了解访问网络的用户数量，以及VPN是否仅用于特定商业交易或一般非安全要求的流量。如果远程用户不需要传输受保护的数据，可以考虑其他类型的连接。

在评估VPN带宽时，需要考虑以下问题：
- 是否有其他服务使用VPN连接 ：例如，VoIP、邮件或Web服务器是否会占用VPN的部分带宽？如果是，这些服务将消耗多少带宽？
- FSI是否超额预订带宽 ：许多FSI会超额预订带宽，就像航空公司超额预订座位一样。因此，需要核实FSI是否这样做，以清楚了解实际可用的带宽。

2.3 优化可用带宽

升级网络基础设施以解决带宽问题往往成本高昂，可能不可行。因此，可以采用以下技术来优化基础设施，以最大化可用带宽：
- 网络服务组合 ：将网络服务整合到同一服务器上，可以减少流量，从而增加可用带宽。例如，如果Web服务器和Active Directory域控制器在同一服务器上运行，Web服务器就不会向位于VPN另一端的域控制器发送身份验证请求。
- 网络流量分析 ：分析网络在高峰时段的流量，看是否可以将这些流量转移到非高峰时段，此时可用带宽更多。例如，可以鼓励员工在非高峰时段进行某些数据传输。
- 广域网连接上的数据压缩 ：可以压缩企业广域网上传输的数据，并过滤多余的流量，如连续流、文件共享和访问无用的网站。还可以配置路由器，优先处理某些流量，如HTTP或Telnet，使其在其他流量（如SMTP和FTP）之前通过。

通过合理分析冗余需求和带宽需求，并采取相应的优化措施，企业可以制定出高效、可靠的互联网连接规划，为企业的发展提供有力支持。

3. 网络地址转换（NAT）介绍

在企业网络中，为了节省成本，许多企业选择在其网络上使用私有IP地址，而不是为每个节点注册公共IP地址。使用私有IP地址是一种有效且经济的解决方案，但它会阻止用户直接访问互联网。因此，如果企业希望实现互联网连接，就需要一种机制将私有IP地址转换为可在互联网上路由的公共IP地址，这就是网络地址转换（NAT）技术。

3.1 NAT的基本原理

NAT的主要功能是在企业内部网络和外部网络（通常是互联网）之间进行IP地址的转换。当内部网络中的设备发起对外部网络的访问请求时，NAT设备会将该设备的私有IP地址转换为一个公共IP地址，并记录下这种转换关系。当外部网络返回响应时，NAT设备会根据之前记录的转换关系，将响应数据包的目的地址转换回内部设备的私有IP地址，从而实现内部设备与外部网络的通信。

例如，企业内部有一台计算机，其私有IP地址为192.168.1.100。当这台计算机访问互联网上的某个网站时，NAT设备会将其源IP地址192.168.1.100转换为企业分配到的公共IP地址，如203.0.113.10。这样，互联网上的服务器看到的请求来源就是203.0.113.10，而不是192.168.1.100。

3.2 NAT的优点

• 节省公共IP地址 ：通过NAT，企业可以使用多个私有IP地址共享一个或少数几个公共IP地址，从而大大节省了公共IP地址的使用。
• 增强网络安全性 ：NAT隐藏了企业内部网络的真实IP地址，使得外部网络无法直接访问内部设备，从而提高了网络的安全性。
• 便于网络管理 ：NAT可以作为企业网络与外部网络之间的一个边界，便于企业对网络流量进行管理和监控。

以下是一个简单的NAT工作流程的流程图：

graph LR;
    A[内部设备发起请求] --> B[NAT设备将私有IP转换为公共IP];
    B --> C[请求发送到外部网络];
    C --> D[外部网络返回响应];
    D --> E[NAT设备将公共IP转换为私有IP];
    E --> F[响应发送到内部设备];

4. NAT规划

在企业中实施NAT之前，需要进行详细的规划，以确保NAT的部署能够满足企业的需求，并与企业的网络架构和安全策略相兼容。

4.1 确定NAT类型

NAT有多种类型，常见的包括静态NAT、动态NAT和网络地址端口转换（NAPT，也称为端口地址转换PAT）。
- 静态NAT ：将一个内部私有IP地址永久地映射到一个外部公共IP地址。这种类型的NAT适用于需要外部网络直接访问内部特定设备的情况，如企业的Web服务器、邮件服务器等。
- 动态NAT ：将内部私有IP地址动态地映射到一个公共IP地址池中的可用地址。当内部设备发起请求时，NAT设备会从地址池中选择一个可用的公共IP地址进行映射。这种类型的NAT适用于需要多个内部设备同时访问外部网络，但公共IP地址数量有限的情况。
- NAPT（PAT） ：将多个内部私有IP地址映射到一个或少数几个公共IP地址，通过使用不同的端口号来区分不同的内部设备。这种类型的NAT是最常用的，因为它可以让大量的内部设备共享一个公共IP地址。

以下是一个对比不同NAT类型的表格：
| NAT类型 | 映射方式 | 特点 | 适用场景 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 静态NAT | 一对一永久映射 | 外部可直接访问内部特定设备 | 企业服务器对外提供服务 |
| 动态NAT | 内部IP动态映射到地址池 | 多个内部设备共享有限公共IP | 内部设备需同时访问外网 |
| NAPT（PAT） | 多对一映射，用端口区分 | 大量内部设备共享一个公共IP | 企业内部设备众多 |

4.2 规划公共IP地址使用

根据企业的需求和NAT类型，合理规划公共IP地址的使用。如果使用静态NAT，需要为每个需要外部访问的内部设备分配一个公共IP地址；如果使用动态NAT，需要确定公共IP地址池的大小；如果使用NAPT，通常只需要一个或少数几个公共IP地址。

在规划公共IP地址时，还需要考虑企业未来的发展和网络扩展的可能性，确保有足够的公共IP地址可供使用。

4.3 配置NAT设备

选择合适的NAT设备，如路由器、防火墙等，并根据规划的NAT类型和公共IP地址使用情况进行配置。以下是一个简单的配置步骤示例（以Cisco路由器为例）：
1. 进入全局配置模式：

Router> enable
Router# configure terminal

2. 定义内部和外部接口：

Router(config)# interface <内部接口名称>
Router(config-if)# ip nat inside
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface <外部接口名称>
Router(config-if)# ip nat outside
Router(config-if)# exit

3. 根据NAT类型进行配置：
   - 静态NAT配置示例 ：

Router(config)# ip nat inside source static <内部私有IP地址> <外部公共IP地址>

• 动态NAT配置示例 ：

Router(config)# ip nat pool <地址池名称> <起始公共IP地址> <结束公共IP地址> netmask <子网掩码>
Router(config)# access-list <访问列表编号> permit <内部网络地址范围>
Router(config)# ip nat inside source list <访问列表编号> pool <地址池名称>

• NAPT（PAT）配置示例 ：

Router(config)# access-list <访问列表编号> permit <内部网络地址范围>
Router(config)# ip nat inside source list <访问列表编号> interface <外部接口名称> overload

4. 保存配置：

Router(config)# end
Router# write memory

通过以上步骤，可以完成NAT设备的基本配置。但在实际应用中，还需要根据企业的具体需求和网络环境进行调整和优化。

总结

企业互联网连接规划是一个复杂而重要的过程，涉及到冗余需求分析、带宽需求分析、NAT技术的应用等多个方面。通过合理分析企业的业务需求，选择合适的互联网服务提供商，优化带宽使用，以及正确规划和配置NAT，可以确保企业的网络连接稳定、高效、安全，为企业的发展提供有力的支持。同时，随着企业业务的发展和技术的不断进步，企业需要定期对互联网连接规划进行评估和调整，以适应新的需求和挑战。