華為S3700系列交換機

產(chǎn)品概述

S3700系列企業(yè)交換機（以下簡稱S3700），是華為公司推出的新一代綠色節(jié)能的三層以太交換機。它基于新一代高性能硬件和華為VRP（Versatile Routing Platform）軟件平臺，針對企業(yè)用戶園區(qū)匯聚、接入等多種應(yīng)用場景，提供簡單便利的安裝維護手段、靈活的VLAN部署和PoE供電能力、豐富的路由功能和IPv6平滑升級能力，并通過融合堆疊、虛擬路由器冗余、快速環(huán)網(wǎng)保護等先進技術(shù)有效增強網(wǎng)絡(luò)健壯性，助力企業(yè)搭建面向未來的IT網(wǎng)絡(luò)。提供高性能的L2/L3交換服務(wù)，百萬硬件表項，滿足園區(qū)10年演進內(nèi)置大容量WLANAC控制器實現(xiàn)有線無線業(yè)務(wù)的深度融合，突破無線AC的容量瓶頸產(chǎn)品概述S12700系列交換機內(nèi)置隨板WLANAC無線局域網(wǎng)接入控制器，實現(xiàn)有線無線真正融合。

產(chǎn)品型號和外觀

S3700系列交換機包括如下款型：

產(chǎn)品特性和優(yōu)勢

強大的多業(yè)務(wù)支持能力

S3700支持MCE功能，實現(xiàn)了不同虛擬通道用戶在同一臺設(shè)備上的隔離，有效解決用戶數(shù)據(jù)安全問題，同時降低用戶投資成本。

S3700支持IGMP Snooping/Filter/Fast Leave/Proxy等協(xié)議。S3700支持線速的跨VLAN組播功能，支持捆綁端口的組播負載分擔(dān)，支持可控組播，充分滿足IPTV和其他組播業(yè)務(wù)需求。

產(chǎn)品描述

S3700-52P-PWR-EI主機(48個10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個千兆SFP，PoE，雙電源槽位，不含電源)

S3700-28TP-PWR-EI主機(24個10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個千兆SFP，2個復(fù)用的10/100/1000base-T以太網(wǎng)端口Combo，PoE，雙電源槽位，不含電源)

S3700-28TP-EI主機(24個10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個千兆SFP，2個復(fù)用的10/100/1000base-T以太網(wǎng)端口Combo，2千兆SFP，交流供電)

S3700-28TP-EI-24S-AC主機(24個百兆SFP，4個千兆SFP，2個復(fù)用的10/100/1000base-T以太網(wǎng)端口Combo，交流供電)

核心交換機有哪些主要參數(shù)？如何計算？如何選擇？

今天來說一下核心交換機選型的主要參數(shù)。主要有可擴展性、轉(zhuǎn)發(fā)速率、背板帶寬、四層交換、系統(tǒng)冗余等參數(shù)。

交換機包裝上面參數(shù)核心交換機應(yīng)當(dāng)全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，必須擁有相當(dāng)數(shù)量的插槽，具有強大的網(wǎng)絡(luò)擴展能力，可以根據(jù)現(xiàn)實或者未來的需要選擇不同數(shù)量、不同速率和不同接口類型的模塊，以適應(yīng)千變?nèi)f化的網(wǎng)絡(luò)需求。

影響核心交換機的因素有哪些呢？

一、背板帶寬背板帶寬也稱交換容量，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的數(shù)據(jù)量，就像是立交橋所擁有的車道的總和。由于所有端口間的通信都需要通過背板完成，所以背板所能提供的帶寬，就成為端口間并發(fā)通信時的瓶頸。

帶寬越大，提供給各端口的可用帶寬越大，數(shù)據(jù)交換速度越大；帶寬越小，給各端口提供的可用帶寬越小，數(shù)據(jù) 交換速度也就越慢。故一個線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1。也就是說，背板帶寬決定著交換機的數(shù)據(jù)處理能力，背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強。若欲實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全雙工無阻塞傳輸，必須滿足背板帶寬的要求。

計算公式如下

背板帶寬=端口數(shù)量×端口速率×2

提示：對于三層交換機而言，只有轉(zhuǎn)發(fā)速率和背板帶寬都達到要求，才是合格的交換機，二者缺一不可。

例如，

如何一款交換機有24個端口，

背板帶寬=24*1000*2/1000=48Gbps。

二、二層三層的包轉(zhuǎn)發(fā)率

網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是由一個個數(shù)據(jù)包組成，對每個數(shù)據(jù)包的處理要消耗資源。轉(zhuǎn)發(fā)速率（也稱吞吐量）是指在不丟包的情況下，單位時間內(nèi)通過的數(shù)據(jù)包數(shù)量。產(chǎn)品規(guī)格組網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用S5700-EI可用在數(shù)據(jù)中心，接入千兆服務(wù)器，再利用鏈路捆綁匯聚到上層設(shè)備。吞吐量就像是立交橋的車流量，是三層交換機重要的一個參數(shù)，標(biāo)志著交換機的具體性能。如果吞吐量太小，就會成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，給整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率帶來影響。交換機應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)線速交換，即交換速率達到傳輸線上的數(shù)據(jù)傳輸速度，從而消除交換瓶頸。對于三層核心交換機而言，若欲實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無阻塞傳輸，這個速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率和速率能≤標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機在做第二層和第三層交換的時候可以做到線速。

那么公式如下

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。

算出的吞吐如果小于你交換機的吞吐量的話，那就可以做到線速。

這里面萬兆位端口與百兆端口如果有就算上去，沒有就可以不用算。

對于一臺擁有24個千兆位端口的交換機而言，其滿配置吞吐量應(yīng)達到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時，實現(xiàn)無阻塞的包交換。例如，如何一款交換機有24個端口，背板帶寬=24*1000*2/1000=48Gbps。同樣，如果一臺交換機能夠提供176個千兆位端口，那么其吞吐量至少應(yīng)當(dāng)為 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps），才是真正的無阻塞結(jié)構(gòu)設(shè)計。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?

包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包的個數(shù)作為計算基準(zhǔn)的。更敏捷地實現(xiàn)豐富業(yè)務(wù)特性該系列交換機具備融合AC的功能，支持管理1KAP，可節(jié)省用戶額外購買AC硬件的費用。對于千兆以太網(wǎng)來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/(64 8 12)byte=1,488,095pps 說明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時，需考慮 8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn) 發(fā)率為1.488Mpps?？焖僖蕴W(wǎng)的統(tǒng)速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。

*對于萬兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。

*對于千兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。

*對于快速以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。

這個數(shù)據(jù)我們能用就行。

所以說，如果能滿足上面三個條件（背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率）那么我們就說這款核心交換機真正做到了線性無阻塞。

一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

背板相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效率/專用芯片電路設(shè)計有問題;背板相對小。1X/MAC/Portal等多種認證方式，支持對用戶進行分組/分域/分時的管理，用戶、業(yè)務(wù)可視可控，實現(xiàn)了從“以設(shè)備管理為中心”到“以用戶管理為中心”的飛躍。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為后者是個設(shè)計值，測試很困難的并且意義不是很大。

三、可擴展性

可擴展性應(yīng)當(dāng)包括兩個方面：

1、插槽數(shù)量：插槽用于安裝各種功能模塊和接口模塊。在視頻會議、桌面云和監(jiān)控承載網(wǎng)場景的典型應(yīng)用S12700隨板自帶大緩存，確保突發(fā)業(yè)務(wù)流量不丟包，視頻不花屏。由于 每個接口模塊所提供的端口數(shù)量是一定的，因此插槽數(shù)量也就從根本上決定著交換機所能容納的端口數(shù)量。另外，所有功能模塊(如超級引擎模塊、IP語音模塊、 擴展服務(wù)模塊、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、安全服務(wù)模塊等)都需要占用一個插槽，因此插槽數(shù)量也就從根本上決定著交換機的可擴展性。

2、模塊類型：毫無疑問，支持的模塊類型(如LAN接口模塊、WAN接口模塊、ATM接口模塊、 擴展功能模塊等)越多，交換機的可擴展性越強。一、背板帶寬背板帶寬也稱交換容量，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的數(shù)據(jù)量，就像是立交橋所擁有的車道的總和。僅以局域網(wǎng)接口模塊為例，就應(yīng)當(dāng)包括RJ-45模塊、GBIC模塊、SFP模塊、10Gbps模塊等，以適 應(yīng)大中型網(wǎng)絡(luò)中復(fù)雜環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。

四、四層交換

第四層交換用于實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的快速訪問。1488Mpps 其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法，如果這個速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。在四層交換中，決定傳輸?shù)囊罁?jù)不僅僅是MAC地址(第二層網(wǎng)橋)或源/目標(biāo)地址(第三層路由)，而且包括 TCP /UDP(第四層)應(yīng)用端口號，被設(shè)計用于高速Intranet應(yīng)用。四層交換除了負載均衡功能外，還支持基于應(yīng)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服務(wù)器前端，它了解應(yīng)用會話內(nèi)容和用戶權(quán)限，因而使它成為防止非授權(quán)訪問服務(wù)器的理想平臺。

五、模塊冗余

冗余能力是網(wǎng)絡(luò)安全運行的保證。任何廠商都不能保證其產(chǎn)品在運行的過程中不發(fā)生故障。而故障發(fā)生時能否迅速切換就取決于設(shè)備的冗余能力。對于核心交換機而 言，重要部件都應(yīng)當(dāng)擁有冗余能力，比如管理模塊冗余、電源冗余等，這樣才可以在保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行。

六、路由冗余

利用HSRP、VRRP協(xié)議保證核心設(shè)備的負荷分擔(dān)和熱備份，在核心交換機和雙匯聚交換機中的某臺交換機出現(xiàn)故障時，三層路由設(shè)備和虛擬網(wǎng)關(guān)能夠快速切換，實現(xiàn)雙線路的冗余備份，保證整網(wǎng)穩(wěn)定性。

在局域網(wǎng)中使用交換機有什么好處？

        考慮到成本布線方便之類的，局域網(wǎng)一般都是采用星型或者星型 樹形的拓撲。其它基本不用，跟問題無關(guān)就不提了。產(chǎn)品規(guī)格組網(wǎng)應(yīng)用大型企業(yè)園區(qū)應(yīng)用場景S5730S-EI提供豐富的終端安全管理特性，支持PoE、VoiceVLAN、Qos等功能，可以輕松的提供多樣化的桌面接入功能，實現(xiàn)千兆到桌面的高性能網(wǎng)絡(luò)。樹型 星型一般只用于大型局域網(wǎng)，這里也不討論，只討論星型的。星型中心節(jié)點的設(shè)備需要能夠同時和多個設(shè)備連接，這樣的設(shè)備有兩種：集線器（hub）和交換機（switch）。對于集線器，會把某個節(jié)點發(fā)出的信號不加選擇的發(fā)送給全部節(jié)點。由各節(jié)點自行判斷是否需要響應(yīng)。打個比方，就是你去你女票單位找她，到了傳達室，門口大爺用廣播大喇叭喊誰誰誰，你男票來找你了。你女票聽到了自己出來，別人也聽到了，但跟自己沒關(guān)系就不管。

        對于交換機，則是除了表明要廣播的請求，交換機會根據(jù)目標(biāo)網(wǎng)卡mac地址直接發(fā)送到相應(yīng)節(jié)點，其它節(jié)點不會收到這個信號。還是上面的例子，那就是你知道你女票的分機號碼，傳達室大爺直接打你女票座機叫她出來。利用DHCPSnooping的信任端口特性，還可以保證DHCP服務(wù)器的合法性。如果你女票剛來這單位上班，你和傳達室大爺都不知道你女票的座機號碼，那就用大喇叭喊。而且交換機有自學(xué)習(xí)功能可以記錄節(jié)點mac地址，也就是這次大喇叭把你女票喊出來了，大爺會記下她的分機號碼，下次你再來找就用分機叫了。很顯然，對于設(shè)備多，業(yè)務(wù)繁忙的網(wǎng)絡(luò)，交換機好用的多。還是上面的例子，隔幾秒鐘就有人來找這個單位的人，大爺?shù)拇罄纫徽觳幌５模l都受不了。這也是現(xiàn)在基本看不到用集線器組網(wǎng)的原因。

交換機原理

一、基本以太網(wǎng)

1、以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：

以太網(wǎng)是Ethernet的意思，過去使用的是十兆標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在是百兆到桌面，千兆做干線。

常見的標(biāo)準(zhǔn)有：

10base-2 細纜以太網(wǎng)

10base-5 粗纜以太網(wǎng)

10base-T 星型以太網(wǎng)

100base-T 快速以太網(wǎng)

1000base-T 千兆以太網(wǎng)

2、接線標(biāo)準(zhǔn)

星型以太網(wǎng)采用雙絞線連接，雙絞線是8芯，分四組，兩芯一組絞在一起，故稱雙絞線。

8芯雙絞線只用其中4芯：1、2、3、6。

二、交換機原理與應(yīng)用

1、沖突域和廣播域

交換機是根據(jù)網(wǎng)橋的原理發(fā)展起來的，學(xué)習(xí)交換機先認識兩個概念：

(1)沖突域：

沖突域是數(shù)據(jù)必然發(fā)送到的區(qū)域。

HUB是無智能的信號驅(qū)動器，有入必出，整個由HUB組成的網(wǎng)絡(luò)是一個沖突域。

交換機的一個接口下的網(wǎng)絡(luò)是一個沖突域，所以交換機可以隔離沖突域。

(2)廣播域：

廣播數(shù)據(jù)時可以發(fā)送到的區(qū)域是一個廣播域。

交換機和集線器對廣播幀是透明的，所以用交換機和HUB組成的網(wǎng)絡(luò)是一個廣播域。

路由器的一個接口下的網(wǎng)絡(luò)是一個廣播域。所以路由器可以隔離廣播域。

2、交換機原理

(1)端口地址表

端口地址表記錄了端口下包含主機的MAC地址。端口地址表是交換機上電后自動建立的，

保存在RAM中，并且自動維護。

交換機隔離廣播域的原理是根據(jù)其端口地址表和轉(zhuǎn)發(fā)決策決定的。

(2)轉(zhuǎn)發(fā)決策

交換機的轉(zhuǎn)發(fā)決策有三種操作：丟棄、轉(zhuǎn)發(fā)和擴散。

丟棄：當(dāng)本端口下的主機訪問已知本端口下的主機時丟棄。

轉(zhuǎn)發(fā)：當(dāng)某端口下的主機訪問已知某端口下的主機時轉(zhuǎn)發(fā)。

擴散：當(dāng)某端口下的主機訪問未知端口下的主機時要擴散。

每個操作都要記錄下發(fā)包端的MAC地址，以備其它主機的訪問。

(3)成存期：

生成期是端口地址列表中表項的壽命。每個表項在建立后開始進行倒記時，每次發(fā)送

數(shù)據(jù)都要刷新記時。對于長期不發(fā)送數(shù)據(jù)主機，其MAC地址的表項在生成其結(jié)束時刪除。

所以端口地地表記錄的總是蕞活動的主機的MAC地址。