一文看懂园区网云化路由的设计精髓

在数字化转型的汹涌浪潮中，企业对园区网络的性能、可靠性和灵活性提出了前所未有的高要求，传统园区网络架构、运维及成本等多方面的局限性逐渐暴露。星融元云化园区网解决方案应运而生，为企业构建具备高可靠性、高扩展性和高性能的新型园区网络环境提供了有力支撑。

传统园区网络面临的挑战

架构层面的困扰

传统园区网络普遍采用 “接入 - 汇聚 - 核心” 的三层架构。在这种架构下，二层网络容易产生广播风暴，一个节点的广播信息可能会迅速充斥整个二层网络，导致网络拥堵甚至瘫痪。同时，网络环路问题也时有发生，一旦出现环路，数据会在网络中不断循环转发，进一步加剧网络负担。

运维难题

网络部署工作繁琐复杂，网络管理员需要通过命令行或 Web 管理等方式，逐台对设备进行配置。对于规模较大的园区，涉及成百上千台设备，手工重复工作量巨大，且配置过程中极易出错。新业务上线时，同样需要逐台设备调整配置，导致上线周期漫长，无法快速响应企业业务变化。当网络出现故障时，定位和解决问题高度依赖专业人员的运维经验，故障排查时间长，严重影响业务的正常运行。

成本投入压力

传统园区网络常采用大型机架设备，这些设备不仅采购成本高昂，而且在网络规模需要继续扩大时，扩容成本也让企业望而却步。设备的能耗较高，长期运行下来也是一笔不小的开支。

星融元如何解决上述问题

Spine - Leaf 架构：构建网络基石

与传统三层园区网络架构相比，在传统架构下，东西向的 L3 流量，无论是否在一个接入交换机下，都需经过具有 L3 功能的核心交换机才能完成转发，路径迂回。而在 Leaf/Spine 组网模型中，Leaf 和 Spine 层各节点采用 Full - mesh 连接，流量转发途经设备更少，在两层 Leaf/Spine 网络内，终端间通信最多 3 跳，大大提高了转发效率。同时，Leaf 和 Spine 层都被设计成独立的自治系统（AS）并通过外部边界网关协议（eBGP）互联，增强了网络的稳定性和可控性。

当园区网络需要增加新的终端设备或扩大规模时，只需简单添加 Leaf 节点，并将其连接到现有的 Spine 节点上，无需对整个网络架构进行大规模调整。在多样化终端接入能力方面，它支持 1GE/2.5GE RJ45、10GE SFP +、25GE SFP28、40GE QSFP +、100GE QSFP28 等多种接口类型，能够满足不同类型终端设备的接入需求。【更多详细产品规格，请前往https://asterfusion.com/product/cxm - cloud - campus - network/】

BGP 路由协议：保障快速收敛

星融元云化园区解决方案中整网采用 BGP 路由协议，并利用 BFD（双向转发检测）实现快速路由收敛。其原理是在两个相邻网络设备间建立 BFD 会话，以极短的故障检测时间（约为 150 毫秒）相互发送检测报文。一旦某设备在规定时间内未收到对端的 BFD 报文，就可判定链路或节点出现故障。在单链路或单节点故障发生时，BGP 能依据 BFD 的检测结果，迅速调整路由表，原本通过故障链路或节点转发的流量，会被重新路由到其他可用路径，从而实现快速恢复。另外，还支持灵活调整故障检测灵敏度、检测报文的发送间隔等参数，以适应不同的网络环境。

IP 地址规划：优化资源利用

在传统园区网中，核心路由交换机往往采用能够支持大量地址表项的大型机框设备，但这类设备成本高、占空间、不易拓展，一定程度上限制了园区的接入规模和性能。而星融元云化园区方案通过聚合路由技术和合理的 IP 分配策略，有效节约了路由表项资源。同时，通过多级 Leaf - Spine 架构设计，实现了单芯片横向拓展，支持网络平滑扩容到 30k + 终端接入规模，实现了全盒式交换机对昂贵机框设备的替代，能够有效帮助客户降低 50% 以上的 TCO。其中，DHCP Option 82 在 IP 地址分配中起到了关键的作用。通过 DHCP Option 82，可确保同一 Leaf 交换机下非漫游终端设备聚合在同一子网内，保障聚合路由正常运行，提高 IP 地址利用效率与网络稳定性。

漫游设计与实现：提升漫游体验

传统漫游存在切换延迟、AP 协同难、配置复杂等问题，会造成性能下降甚至网络中断。园区网络中的终端大体可分为漫游和非漫游两种类型。对于非漫游终端，借助聚合路由和 DHCP Option 82，将多个终端设备 IP 地址聚合到一个子网路由，以减少交换机表项空间占用。对于漫游终端，不会使用聚合路由，而是保留其原有的 IP 地址。即使终端漫游到不同的 Leaf 交换机，也将一直使用原有的主机路由信息接入网络。Spine 层交换机负责正确维护这些漫游终端的主机路由信息，整网范围皆为 “云漫游” 域。这种新架构下无需建立 CAPWAP 隧道让流量绕行转发，配置管理上也做到了高度简化。

这里的 ARP 侦听机制至关重要，它将所有二层数据帧都将被转发并转换为三层报文。具体过程为：终端发起 ARP 请求以获取目标设备的 MAC 地址；与终端接入的 Leaf 交换机接收到 ARP 请求后，通过 ARP 侦听机制，建立 ARP 与 IP 地址之间的映射关系，将 ARP 表项转换为 32 位主机路由；Leaf 交换机完成映射建立后，立即将这些信息同步到与之直接相连的 Spine 设备上；Spine 设备接收到信息后，借助 BGP 重分发机制，将学到的主机路由在整个 Spine 层网络中进行传播；值得注意的是，这些通过 BGP 重分发学到的主机路由信息仅在 Spine 层传播，不会再被发送到其他 Leaf 交换机上，以此来维持网络信息传播的有序性和合理性。

未来，随着 5G、物联网、人工智能等新兴技术的不断发展，园区网络的需求也将持续演进。星融元将秉持开放网络理念，持续精进技术，不断为客户提供优质的产品与方案，助力企业在数字化浪潮中抢占先机，实现网络架构的高效升级与业务的蓬勃发展。无论是网络工程师、企业管理者还是对网络技术感兴趣的爱好者，都值得关注和探索园区网建设的创新与发展，携手迎接园区网络新时代的到来。