多少臺電腦要用上核心交換機

基本在50臺以下無需用核心交換機，有個路由器即(ji)可(ke)(ke)。所謂(wei)的(de)核(he)心交換(huan)機是(shi)針對網(wang)絡架(jia)構而言，如果(guo)是(shi)個(ge)幾臺電腦的(de)小局域網(wang)，一(yi)個(ge)8口的(de)小交換(huan)機就可(ke)(ke)以稱(cheng)之(zhi)為核(he)心交換(huan)機!。而在網(wang)絡行業(ye)中核(he)心交換(huan)機是(shi)指有網(wang)管功能，吞吐量強(qiang)大的(de)2層或者3層交換(huan)機，一(yi)個(ge)超過100臺電腦的(de)網(wang)絡，如果(guo)想穩定(ding)并高速的(de)運行，核(he)心交換(huan)機必不可(ke)(ke)少。

核心交換機與普通交換機的區別

通常將網絡中直接(jie)(jie)(jie)面向用戶(hu)(hu)連接(jie)(jie)(jie)或訪問(wen)網絡的(de)(de)(de)部(bu)分稱(cheng)為接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，將位于接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)核(he)(he)(he)心層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間的(de)(de)(de)部(bu)分稱(cheng)為分布層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)或匯(hui)聚層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)目的(de)(de)(de)是(shi)允(yun)許終端(duan)用戶(hu)(hu)連接(jie)(jie)(jie)到(dao)網絡，因此接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)具有低成本和(he)高(gao)(gao)端(duan)口密度特性(xing)；匯(hui)聚層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)是(shi)多(duo)臺接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)匯(hui)聚點，它必須能(neng)夠處理來自接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)設(she)備的(de)(de)(de)所有通信量，并(bing)提(ti)(ti)供到(dao)核(he)(he)(he)心層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)上行(xing)鏈路，因此匯(hui)聚層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)與接(jie)(jie)(jie)入(ru)(ru)(ru)(ru)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)比較，需要(yao)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，更少的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)口和(he)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)交換(huan)速率(lv)。而將網絡主(zhu)干(gan)部(bu)分稱(cheng)為核(he)(he)(he)心層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，核(he)(he)(he)心層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)目的(de)(de)(de)在于通過高(gao)(gao)速轉發通信，提(ti)(ti)供優化、可靠的(de)(de)(de)骨干(gan)傳輸結(jie)構，因此核(he)(he)(he)心層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交換(huan)機(ji)(ji)應用有更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)可靠性(xing)、性(xing)能(neng)和(he)吞吐量。

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核心交換機參數

1、轉發速率

網絡(luo)(luo)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)是(shi)由一個(ge)個(ge)數(shu)據(ju)包組成，對(dui)每個(ge)數(shu)據(ju)包的(de)處理(li)要(yao)(yao)消(xiao)耗資源。轉發速率(也稱(cheng)吞(tun)吐(tu)量)是(shi)指(zhi)在不(bu)丟(diu)包的(de)情況下，單位時間內通過(guo)的(de)數(shu)據(ju)包數(shu)量。吞(tun)吐(tu)量就像(xiang)是(shi)立交(jiao)橋的(de)車(che)流量，是(shi)三層交(jiao)換機(ji)最重要(yao)(yao)的(de)一個(ge)參數(shu)，標志著交(jiao)換機(ji)的(de)具體性能(neng)。如果吞(tun)吐(tu)量太小，就會成為網絡(luo)(luo)瓶(ping)頸(jing)，給整個(ge)網絡(luo)(luo)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)效率帶來(lai)負面(mian)影響。交(jiao)換機(ji)應當(dang)能(neng)夠(gou)實(shi)現線速交(jiao)換，即(ji)交(jiao)換速率達到傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)線上的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)速度(du)，從而最大限(xian)度(du)地消(xiao)除交(jiao)換瓶(ping)頸(jing)。對(dui)于千兆(zhao)(zhao)位交(jiao)換機(ji)而言，若欲實(shi)現網絡(luo)(luo)的(de)無阻塞傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)，要(yao)(yao)求： 吞(tun)吐(tu)量(Mpps)=萬兆(zhao)(zhao)位端口(kou)數(shu)量×14.88 Mpps+千兆(zhao)(zhao)位端口(kou)數(shu)量×1.488 Mpps+百(bai)兆(zhao)(zhao)位端口(kou)數(shu)量×0.1488 Mpps

如果交換機標稱的(de)(de)(de)(de)吞(tun)吐(tu)量大于或等(deng)于計算(suan)值，那么(me)在三層(ceng)交換時應(ying)當可以(yi)(yi)(yi)達到線(xian)(xian)速(su)。其中，1個(ge)(ge)萬兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)端(duan)(duan)(duan)口(kou)在包(bao)長為(wei)(wei)64 B時的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)吞(tun)吐(tu)量為(wei)(wei)14.88 Mpps，1個(ge)(ge)千(qian)(qian)兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)端(duan)(duan)(duan)口(kou)在包(bao)長為(wei)(wei)64 B時的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)吞(tun)吐(tu)量為(wei)(wei)1.488 Mpps，1個(ge)(ge)百兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)端(duan)(duan)(duan)口(kou)在包(bao)長為(wei)(wei)64 B時的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)吞(tun)吐(tu)量為(wei)(wei)0.1488 Mpps。那么(me)這些數(shu)(shu)(shu)值是(shi)如何得到的(de)(de)(de)(de)呢?事實上，包(bao)轉(zhuan)發(fa)線(xian)(xian)速(su)的(de)(de)(de)(de)衡量標準(zhun)是(shi)以(yi)(yi)(yi)單位(wei)(wei)時間內發(fa)送64 B的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據包(bao)(最小包(bao))的(de)(de)(de)(de)個(ge)(ge)數(shu)(shu)(shu)作為(wei)(wei)計算(suan)基準(zhun)的(de)(de)(de)(de)。以(yi)(yi)(yi)千(qian)(qian)兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網端(duan)(duan)(duan)口(kou)為(wei)(wei)例，其計算(suan)方法如下(xia)：1,000,000,000 bps/8 bit/ (64+8+12) B =1,488,095 pps以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網幀(zhen)為(wei)(wei)64 B時，需考慮8 B的(de)(de)(de)(de)幀(zhen)頭和12 B的(de)(de)(de)(de)幀(zhen)間隙的(de)(de)(de)(de)固定(ding)開銷(xiao)。由此可見，線(xian)(xian)速(su)的(de)(de)(de)(de)千(qian)(qian)兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網端(duan)(duan)(duan)口(kou)的(de)(de)(de)(de)包(bao)轉(zhuan)發(fa)率(lv)為(wei)(wei)1.488 Mpps。萬兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)速(su)端(duan)(duan)(duan)口(kou)包(bao)轉(zhuan)發(fa)率(lv)，正好為(wei)(wei)千(qian)(qian)兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網的(de)(de)(de)(de)10倍(bei)，即(ji)14.88 Mpps;而快速(su)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)速(su)端(duan)(duan)(duan)口(kou)包(bao)轉(zhuan)發(fa)率(lv)，則為(wei)(wei)千(qian)(qian)兆(zhao)(zhao)位(wei)(wei)以(yi)(yi)(yi)太(tai)(tai)網的(de)(de)(de)(de)十分(fen)之一，即(ji)0.1488 Mpps。

2、背板帶寬

帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)是(shi)(shi)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)接口(kou)處理(li)器(qi)或接口(kou)卡和(he)數(shu)據(ju)(ju)總(zong)線(xian)間(jian)所(suo)(suo)能(neng)吞(tun)吐(tu)的(de)(de)(de)最大數(shu)據(ju)(ju)量，就像是(shi)(shi)立交(jiao)(jiao)橋所(suo)(suo)擁有的(de)(de)(de)車道(dao)的(de)(de)(de)總(zong)和(he)。由(you)于所(suo)(suo)有端口(kou)間(jian)的(de)(de)(de)通信都需要通過背板完成，所(suo)(suo)以(yi)背板所(suo)(suo)能(neng)提(ti)(ti)供(gong)(gong)的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)，就成為端口(kou)間(jian)并發通信時的(de)(de)(de)瓶頸。帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)大，提(ti)(ti)供(gong)(gong)給(gei)各端口(kou)的(de)(de)(de)可用帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)大，數(shu)據(ju)(ju)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)速(su)(su)度(du)越(yue)大;帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)小，給(gei)各端口(kou)提(ti)(ti)供(gong)(gong)的(de)(de)(de)可用帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)小，數(shu)據(ju)(ju)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)速(su)(su)度(du)也(ye)就越(yue)慢。也(ye)就是(shi)(shi)說，背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)決定著交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)處理(li)能(neng)力，背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)高(gao)，所(suo)(suo)能(neng)處理(li)數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)能(neng)力就越(yue)強。因(yin)此，背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)越(yue)大越(yue)好，特別是(shi)(shi)對(dui)那些匯聚層交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)和(he)中心(xin)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)而(er)言。若欲實現網絡的(de)(de)(de)全(quan)雙工無(wu)阻(zu)塞(sai)傳輸，必須(xu)滿足最小背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)要求。其計(ji)算公式(shi)如下(xia)： 背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)=端口(kou)數(shu)量×端口(kou)速(su)(su)率(lv)×2提(ti)(ti)示：對(dui)于三層交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)而(er)言，只(zhi)有轉發速(su)(su)率(lv)和(he)背板帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)都達到最低要求，才是(shi)(shi)合格(ge)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)機(ji)，二者缺(que)一不可。

3、四層交換

第(di)(di)四層(ceng)(ceng)交換(huan)用(yong)(yong)于實(shi)現對(dui)網(wang)絡(luo)服務(wu)(wu)(wu)的(de)(de)快速訪(fang)問。在(zai)四層(ceng)(ceng)交換(huan)中(zhong)，決定(ding)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)依據不僅(jin)僅(jin)是MAC地址(zhi)(zhi)(第(di)(di)二層(ceng)(ceng)網(wang)橋)或源/目標地址(zhi)(zhi)(第(di)(di)三層(ceng)(ceng)路由)，而(er)且(qie)包括TCP/UDP(第(di)(di)四層(ceng)(ceng))應用(yong)(yong)端口號，被設計用(yong)(yong)于高速Intranet應用(yong)(yong)。四層(ceng)(ceng)交換(huan)除了負載(zai)均衡(heng)功(gong)能外，還支(zhi)持基于應用(yong)(yong)類型(xing)和用(yong)(yong)戶ID的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)流控制(zhi)功(gong)能。此外，四層(ceng)(ceng)交換(huan)機直接安放在(zai)服務(wu)(wu)(wu)器(qi)前端，它了解應用(yong)(yong)會話內容和用(yong)(yong)戶權(quan)限(xian)，因(yin)而(er)使(shi)它成為防止(zhi)非授(shou)權(quan)訪(fang)問服務(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)理想平臺。

4、模塊冗余

冗(rong)(rong)余(yu)能力(li)(li)是網絡(luo)安全運行(xing)的(de)保(bao)證。任何廠商(shang)都(dou)不能保(bao)證其(qi)產品在運行(xing)的(de)過程中不發生故障。而故障發生時能否迅速(su)切換就取決于設備的(de)冗(rong)(rong)余(yu)能力(li)(li)。對于核(he)心交換機而言，重要部件都(dou)應當擁有冗(rong)(rong)余(yu)能力(li)(li)，比如管(guan)理模塊冗(rong)(rong)余(yu)、電源冗(rong)(rong)余(yu)等(deng)，這樣才可以在最大(da)程度上(shang)保(bao)證網絡(luo)穩定(ding)運行(xing)。

5、路由冗余

利用HSRP、VRRP協議保證(zheng)核(he)心(xin)設備的(de)負荷分擔和熱(re)備份(fen)(fen)，在核(he)心(xin)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)機(ji)和雙(shuang)(shuang)匯聚(ju)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)機(ji)中(zhong)的(de)某臺交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)機(ji)出(chu)現故障時，三層(ceng)路由設備和虛擬(ni)網(wang)關能夠(gou)快速切換(huan)(huan)，實現雙(shuang)(shuang)線路的(de)冗余(yu)備份(fen)(fen)，保證(zheng)整網(wang)穩定性。 核(he)心(xin)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)機(ji)是整個(ge)網(wang)絡的(de)核(he)心(xin)和心(xin)臟，如(ru)果發生致命(ming)性的(de)故障，將導致本(ben)地網(wang)絡的(de)癱瘓。