什么是核心交換機?如何選擇核心交換機?
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在系統(tǒng)組網(wǎng)中,經常會提到接入
交換機、匯聚交換機、核心交換機。通常,我們將網(wǎng)絡中直接面向用戶連接或訪問網(wǎng)絡的部分稱為接入層,將位于接入層和核心層之間的部分稱為分布層或匯聚層,而將網(wǎng)絡主干部分稱為核心層。那么什么是核心交換機?又該如何選擇呢?接下來我們就跟隨
飛暢科技的小編一起來詳細了解下吧!
一、什么是核心交換機
核心交換機并不是交換機的一種類型,而是指放在核心層(網(wǎng)絡主干部分)的交換機。它位于三層網(wǎng)絡架構的最上層,相當于公司的高層管理者,主要作用是快速轉發(fā)來自匯聚層的數(shù)據(jù),通過高速轉發(fā)數(shù)據(jù)提供快速、可靠的網(wǎng)絡架構。
核心交換機一般是具有網(wǎng)管功能的3層交換機。一般來說,核心交換機的端口數(shù)量多且?guī)捀?,相對于接入交換機和匯聚交換機而言,擁有更高的可靠性、冗余性、吞吐量等和相對較低的延時性。一個超過100臺電腦的網(wǎng)絡,如果想穩(wěn)定并高速的運行,核心交換機必不可少。
二、選擇核心交換機時需要考慮哪些因素?
核心層的主要目的在于通過高速轉發(fā)通信,提供優(yōu)化、可靠的骨干傳輸結構,因此核心層交換機應該具備更高的可靠性、吞吐量和更豐富的功能。
選擇核心交換機時重點考慮以下方面:
1、端口類型/速率/數(shù)量
在選擇核心交換機的端口類型、速率和數(shù)量時,應參考匯聚層交換機的端口類型、速率和數(shù)量,選擇相應的即可。若是預算充足,可選擇端口類型豐富或者端口數(shù)量多的核心交換機。比如,選擇帶有萬兆上聯(lián)端口或具有堆疊端口的交換機,未來即便是網(wǎng)絡需求增長也能滿足擴展需求。
2、背板帶寬
對于核心交換機來說,若想實現(xiàn)全雙工無阻塞,就必須滿足最低標準要求(背板帶寬=端口數(shù)量*端口速率*2),背板帶寬越高,數(shù)據(jù)交換速度就越大,核心交換機的數(shù)據(jù)處理能力就越強。
3、轉發(fā)速率
由于核心交換機承載著龐大的網(wǎng)絡流量,因此通常情況下,核心交換機的轉發(fā)速率比接入/匯聚交換機都要高【例:轉發(fā)速率【吞吐量】(Mpps)=萬兆位端口數(shù)量×14.88?Mpps+千兆位端口數(shù)量×1.488 Mpps+百兆位端口數(shù)量×0.1488?Mpps )】。
核心交換機所需的轉發(fā)速率取決于網(wǎng)絡中設備的數(shù)量,可通過查詢各種流量報告和用戶群分析確定核心交換機所需的轉發(fā)速率,切勿盲目選擇,造成網(wǎng)絡瓶頸或資源浪費。
對于三層交換機而言,當背板帶寬和轉發(fā)速率均達到最低標準要求以上,該交換機才算合格。
4、鏈路聚合
鏈路聚合指將多個物理端口聚合在一起形成一個邏輯端口,可增加鏈路帶寬,且確保網(wǎng)絡穩(wěn)定性。因此選擇一款帶有鏈路聚合功能的核心交換機更好,這樣可為匯聚交換機發(fā)送到核心交換機的流量提供足夠的帶寬,且讓匯聚交換機盡可能高效的向核心交換機傳輸流量。
5、VLAN & QoS
隨著全球數(shù)據(jù)流量的不斷攀升,網(wǎng)絡中的語音、視頻、數(shù)據(jù)等流量將會不斷增加,當網(wǎng)絡流量較大時,交換機可能會出現(xiàn)無法合理控制、分配資源甚至出現(xiàn)網(wǎng)絡阻塞等問題,若這時只是一味地增加核心層帶寬并不是明智之舉。
VLAN劃分主要是針對不同的應用進行區(qū)域劃分,可有效地對網(wǎng)絡進行控制和管理。
QoS可在現(xiàn)有的帶寬條件下對實時性強且重要的數(shù)據(jù)流量優(yōu)先處理,從而可有效解決網(wǎng)絡延遲、阻塞等問題。因此選擇一款支持VLAN劃分和QoS的核心交換機是一種經濟且有效的方式。
6、冗余性能
核心交換機的冗余能力是網(wǎng)絡安全的保障,因此盡量選擇一款可以提供較多冗余的核心交換機是很重要的,這樣當硬件出現(xiàn)故障時可快速進行切換避免網(wǎng)絡癱瘓,而且就算未來網(wǎng)絡需求增長也能滿足需求。
除了端口冗余(插槽冗余)、模塊冗余、電源冗余等硬件冗余以外,核心交換機的路由冗余也很重要,當核心交換機所連接的某臺匯聚交換機出現(xiàn)故障時,可憑借HSRP、VRRP協(xié)議快速切換實現(xiàn)雙線路的冗余備份,確保網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。
7、安全性
核心層作為網(wǎng)絡主干部分,若是被病毒或黑客等攻擊,那么整個網(wǎng)絡將會出現(xiàn)故障甚至癱瘓。因此必須要選擇一款安全性能較高的核心交換機。比如:
網(wǎng)管功能可通過ACL(訪問控制列表)、流量控制等進行網(wǎng)絡管控;ARP(地址解析協(xié)議)防護功能可有效減少網(wǎng)絡中ARP欺騙;VPN(虛擬專用網(wǎng))通過特殊加密的通訊協(xié)議在多個企業(yè)內部網(wǎng)之間建立一條安全且專有的通訊線路。
三、更多參數(shù)考慮
核心交換機除了考慮上述參數(shù),還需要看堆疊、熱備份等這些功能,這些功能決定了核心交換機在實際應用中的性能、效率、穩(wěn)定性等。
核心交換機是整個網(wǎng)絡的核心和心臟,如果發(fā)生致命性的故障,將導致本地網(wǎng)絡的癱瘓,所造成的損失難以估計。所以我們在選擇核心交換機時,經常會看到有的核心交換機具有堆疊或熱備份等功能。
對核心交換機采用熱備份是提高網(wǎng)絡可靠性的必然選擇。在一個核心交換機完全不能工作的情況下,它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管,直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常,這就是熱備份路由協(xié)議。