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            技術資訊

            如何選擇核心交換機?

            時間:2020-09-10 來源:本站

            在系統組網中,經常會提到接入交換機、匯聚交換機、核心交換機。通常,我們將網絡中直接面向用戶連接或訪問網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?


            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(網絡主干部分)的交換機。它位于三層網絡架構的最上層,相當于公司的高層管理者,主要作用是快速轉發來自匯聚層的數據,通過高速轉發數據提供快速、可靠的網絡架構。


            核心交換機一般是具有網管功能的3層交換機。一般來說,核心交換機的端口數量多且帶寬高,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臺電腦的網絡,如果想穩定并高速的運行,核心交換機必不可少。


            三層核心交換機

            三層網絡系統架構


            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通信,提供優化、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/數量

            在選擇核心交換機的端口類型、速率和數量時,應參考匯聚層交換機的端口類型、速率和數量,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量多的核心交換機。比如,選擇帶有萬兆上聯端口或具有堆疊端口的交換機,未來即便是網絡需求增長也能滿足擴展需求。

            優特普核心交換機

            具萬兆上聯端口和堆疊端口的3層核心交換機



            2、背板帶寬

            對于核心交換機來說,若想實現全雙工無阻塞,就必須滿足最低標準要求(背板帶寬=端口數量*端口速率*2),背板帶寬越高,數據交換速度就越大,核心交換機的數據處理能力就越強。


            3、轉發速率

            由于核心交換機承載著龐大的網絡流量,因此通常情況下,核心交換機的轉發速率比接入/匯聚交換機都要高【例:轉發速率【吞吐量】(Mpps)=萬兆位端口數量×14.88?Mpps+千兆位端口數量×1.488 Mpps+百兆位端口數量×0.1488?Mpps )】。


            核心交換機所需的轉發速率取決于網絡中設備的數量,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速率,切勿盲目選擇,造成網絡瓶頸或資源浪費。


            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,且確保網絡穩定性。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

            隨著全球數據流量的不斷攀升,網絡中的語音、視頻、數據等流量將會不斷增加,當網絡流量較大時,交換機可能會出現無法合理控制、分配資源甚至出現網絡阻塞等問題,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域劃分,可有效地對網絡進行控制和管理。


            QoS可在現有的帶寬條件下對實時性強且重要的數據流量優先處理,從而可有效解決網絡延遲、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,這樣當硬件出現故障時可快速進行切換避免網絡癱瘓,而且就算未來網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故障時,可憑借HSRP、VRRP協議快速切換實現雙線路的冗余備份,確保網絡的穩定性。


            7、安全性

            核心層作為網絡主干部分,若是被病毒或黑客等攻擊,那么整個網絡將會出現故障甚至癱瘓。因此必須要選擇一款安全性能較高的核心交換機。比如:


            網管功能可通過ACL(訪問控制列表)、流量控制等進行網絡管控;ARP(地址解析協議)防護功能可有效減少網絡中ARP欺騙;VPN(虛擬專用網)通過特殊加密的通訊協議在多個企業內部網之間建立一條安全且專有的通訊線路。

            優特普三層核心交換機

            具有多種安全策略和管理功能的核心交換機



            三、更多參數考慮

            核心交換機除了考慮上述參數,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、穩定性等。


            核心交換機是整個網絡的核心和心臟,如果發生致命性的故障,將導致本地網絡的癱瘓,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中的另一個備份路由器完全接管,直至出現問題的路由器恢復正常,這就是熱備份路由協議。


            優特普萬兆上聯堆疊式三層網管交換機,采取新一代高性能硬件和自主開發的軟件平臺,具有24/48個千兆下行鏈路端口和兩個萬兆上行鏈路以及兩個萬兆堆疊端口。同時,設備支持三層路由協議、IPV6/4雙協議棧,具有完備的安全防護機制、完善的ACL/QoS策略和豐富的VLAN功能, 易于管理維護, 適用于監控企業、園區等中大型網絡核心層或匯聚層應用。


            優特普萬兆上聯核心交換機



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