核心交換機

核心交換機

核心交換機並不是交換機的一種類型,而是放在核心層(網路主幹部分)的交換機叫核心交換機。核心交換機應當全部採用模組化結構,必須擁有相當數量的插槽,具有強大的網路擴展能力,以保護原有的投資。 模組化結構擁有更強勁的性能、更大的靈活性和可擴充性,可以根據現實或者未來的需要選擇不同數量、不同速率和不同接口類型的模組,以適應千變萬化的網路需求。

主要區別

核心交換機與普通交換機的區別:

核心交換機 核心交換機

通常將網路中直接面向用戶連線或訪問網路的部分稱為接入層,將位於接入層和核心層之間的部分稱為分布層或匯聚層,接入層目的是允許終端用戶連線到網路,因此接入層交換機具有低成本和高連線埠密度特性;匯聚層交換機是多台接入層交換機的匯聚點,它必須能夠處理來自接入層設備的所有通信量,並提供到核心層的上行鏈路,因此匯聚層交換機與接入層交換機比較,需要更高的性能,更少的接口和更高的交換速率。而將網路主幹部分稱為核心層,核心層的主要目的在於通過高速轉發通信,提供最佳化、可靠的骨幹傳輸結構,因此核心層交換機應擁有更高的可靠性、性能和吞吐量。

套用領域

電腦達到一定數量才會要用上核心交換機,而基本在50台以下無需用核心交換機,有個路由器即可。所謂的核心交換機是針對網路架構而言,如果是個幾台電腦的小區域網路,一個8口的小交換機就可以稱之為核心交換機!而在網路行業中核心交換機是指有網管功能,吞吐量強大的2層或者3層交換機,一個超過100台電腦的網路,如果想穩定並高速的運行,核心交換機必不可少。

功能配置

一、可擴展性應當包括兩個方面:

1、插槽數量。插槽用於安裝各種功能模組和接口模組。由於每個接口模組所提供的連線埠數量是一定的,因此插槽數量也就從根本上決定著交換機所能容納的連線埠數量。另外,所有功能模組(如超級引擎模組、IP語音模組、擴展服務模組、網路監控模組、安全服務模組等)都需要占用一個插槽,因此插槽數量也就從根本上決定著交換機的可擴展性。
2、模組類型。毫無疑問,支持的模組類型(如LAN接口模組、WAN接口模組、ATM接口模組、擴展功能模組等)越多,交換機的可擴展性越強。僅以區域網路接口模組為例,就應當包括RJ-45模組、GBIC模組、SFP模組、10Gbps模組等,以適應大中型網路中複雜環境和網路套用的需求。

二、背板頻寬
頻寬是交換機接口處理器或接口卡和數據匯流排間所能吞吐的最大數據量,就像是立交橋所擁有的車道的總和。由於所有連線埠間的通信都需要通過背板完成,所以背板所能提供的頻寬,就成為連線埠間並發通信時的瓶頸。頻寬越大,提供給各連線埠的可用頻寬越大,數據交換速度越大;頻寬越小,給各連線埠提供的可用頻寬越小,數據交換速度也就越慢。也就是說,背板頻寬決定著交換機的數據處理能力,背板頻寬越高,所能處理數據的能力就越強。因此,背板頻寬越大越好,特別是對那些匯聚層交換機和中心交換機而言。若欲實現網路的全雙工無阻塞傳輸,必須滿足最小背板頻寬的要求。

三、轉發速率
網路中的數據是由一個個數據包組成,對每個數據包的處理要消耗資源。轉發速率(也稱吞吐量)是指在不丟包的情況下,單位時間內通過的數據包數量。吞吐量就像是立交橋的車流量,是三層交換機最重要的一個參數,標誌著交換機的具體性能。如果吞吐量太小,就會成為網路瓶頸,給整個網路的傳輸效率帶來負面影響。交換機應當能夠實現線速交換,即交換速率達到傳輸線上的數據傳輸速度,從而最大限度地消除交換瓶頸。對於千兆位交換機而言,若欲實現網路的無阻塞傳輸,每個千兆線速連線埠的包轉發率為1.488Mpps,每個百兆連線埠的包轉發率為0.1488Mpps。

四、四層交換
第四層交換用於實現對網路服務的快速訪問。在四層交換中,決定傳輸的依據不僅僅是MAC地址(第二層網橋)或源/目標地址(第三層路由),而且包括TCP/UDP(第四層)套用連線埠號,被設計用於高速Intranet套用。四層交換除了負載均衡功能外,還支持基於套用類型和用戶ID的傳輸流控制功能。此外,四層交換機直接安放在伺服器前端,它了解套用會話內容和用戶許可權,因而使它成為防止非授權訪問伺服器的理想平台。

五、模組冗餘
冗餘能力是網路安全運行的保證。任何廠商都不能保證其產品在運行的過程中不發生故障。而故障發生時能否迅速切換就取決於設備的冗餘能力。對於核心交換機而言,重要部件都應當擁有冗餘能力,比如管理模組冗餘、電源冗餘等,這樣才可以在最大程度上保證網路穩定運行。

六、路由冗餘
利用HSRP、VRRP協定保證核心設備的負荷分擔和熱備份,在核心交換機和雙匯聚交換機中的某台交換機出現故障時,三層路由設備和虛擬網關能夠快速切換,實現雙線路的冗餘備份,保證整網穩定性。

套用領域

出於安全和管理方便的考慮,主要是為了減小廣播風暴的危害,必須把大型區域網按功能或地域等因素劃成一個個小的區域網,這就使VLAN技術在網路中得以大量套用,而各個不同VLAN間的通信都要經過路由器來完成轉發,隨著網間互訪的不斷增加。單純使用路由器來實現網間訪問,不但由於埠數量有限,而且路由速度較慢,從而限制了網路的規模和訪問速度。基於這種情況三層交換機便應運而生,三層交換機是為IP設計的,介面類型簡單,擁有很強二層包處理能力,非常適用於大型區域網內的數據路由與交換,它既可以工作在協定第三層替代或部分完成傳統路由器的功能,同時又具有幾乎第二層交換的速度,且價格相對便宜些。

在企業網和教學網中,一般會將三層交換機用在網路的核心層,用三層交換機上的千兆埠或百兆埠連線不同的子網或VLAN。不過應清醒認識到三層交換機出現最重要的目的是加快大型區域網內部的數據交換,所具備的路由功能也多是圍繞這一目的而展開的,所以它的路由功能沒有同一檔次的專業路由器強。畢竟在安全、協定支持等方面還有許多欠缺,並不能完全取代路由器工作。

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