核心交換機(jī)有哪些主要參數(shù)？如何計(jì)算？如何選擇？

今天來(lái)說(shuō)一下核心交換機(jī)選型的主要參數(shù)。主要有可擴(kuò)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(jī)包裝上面參數(shù)核心交換機(jī)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(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力，可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)或者未來(lái)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(jī)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(jī)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(chē)道的總和。由于所有端口間的通信都需要通過(guò)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(shí)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；綠色閃爍：在進(jìn)行模式切換操作時(shí)表示本設(shè)備為堆疊主設(shè)備或獨(dú)立未進(jìn)行堆疊的設(shè)備。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。也就是說(shuō)，背板帶寬決定著交換機(jī)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(qiáng)。若欲實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全雙工無(wú)阻塞傳輸，必須滿足背板帶寬的要求。

計(jì)算公式如下

背板帶寬=端口數(shù)量×端口速率×2

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

例如，

如何一款交換機(jī)有24個(gè)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(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包組成，對(duì)每個(gè)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(shí)間內(nèi)通過(guò)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。吞吐量就像是立交橋的車(chē)流量，是三層交換機(jī)重要的一個(gè)參數(shù)，標(biāo)志著交換機(jī)的具體性能。如果吞吐量太小，就會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率帶來(lái)影響。交換機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)線速交換，即交換速率達(dá)到傳輸線上的數(shù)據(jù)傳輸速度，從而消除交換瓶頸。華為交換機(jī)指示燈含義華為交換機(jī)指示燈含義：1電源模塊指示燈：PWR1常滅：未通電。對(duì)于三層核心交換機(jī)而言，若欲實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)阻塞傳輸，這個(gè)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(jī)在做第二層和第三層交換的時(shí)候可以做到線速。

那么公式如下

吞吐量（Mpps）=萬(wàn)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(jī)的吞吐量的話，那就可以做到線速。

這里面萬(wàn)兆位端口與百兆端口如果有就算上去，沒(méi)有就可以不用算。

對(duì)于一臺(tái)擁有24個(gè)千兆位端口的交換機(jī)而言，其滿配置吞吐量應(yīng)達(dá)到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞的包交換。同樣，如果一臺(tái)交換機(jī)能夠提供176個(gè)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(wú)阻塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?S12700支持端到端的硬件級(jí)可靠性方案，支持iPCA精準(zhǔn)運(yùn)維技術(shù)，提供高可靠、高質(zhì)量、可擴(kuò)展的視頻承載和監(jiān)控解決方案。

包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/(64 8 12)byte=1,488,095pps 說(shuō)明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時(shí)，需考慮 8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開(kāi)銷。故一個(gè)線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時(shí)的包轉(zhuǎn) 發(fā)率為1.488Mpps。快速以太網(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。組網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心的典型應(yīng)用如下圖，采用S12700系列敏捷交換機(jī)作為數(shù)據(jù)中心核心，通過(guò)集成的防火墻、負(fù)載均衡等多業(yè)務(wù)板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)安全保證和流量均衡。

*對(duì)于萬(wàn)兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。

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

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

這個(gè)數(shù)據(jù)我們能用就行。

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

一般是兩者都滿足的交換機(jī)才是合格的交換機(jī)。

背板相對(duì)大，吞吐量相對(duì)小的交換機(jī)，除了保留了升級(jí)擴(kuò)展的能力外就是軟件效率/專用芯片電路設(shè)計(jì)有問(wèn)題;背板相對(duì)小。吞吐量相對(duì)大的交換機(jī)，整體性能比較高。不過(guò)背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無(wú)法相信廠家的宣傳的，因?yàn)楹笳呤莻€(gè)設(shè)計(jì)值，測(cè)試很困難的并且意義不是很大。增強(qiáng)支持OSPF、BGP、VRRP等三層特性，滿足企業(yè)接入、匯聚業(yè)務(wù)承載要求，支持更加豐富的語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)應(yīng)用。

三、可擴(kuò)展性

可擴(kuò)展性應(yīng)當(dāng)包括兩個(gè)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。由于 每個(gè)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(jī)所能容納的端口數(shù)量。另外，所有功能模塊(如超級(jí)引擎模塊、IP語(yǔ)音模塊、 擴(kuò)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(gè)插槽，因此插槽數(shù)量也就從根本上決定著交換機(jī)的可擴(kuò)展性。于1987年在中國(guó)深圳正式注冊(cè)成立，其總部位于中國(guó)廣東省深圳市龍崗區(qū)坂田華為基地。

2、模塊類型：毫無(wú)疑問(wèn)，支持的模塊類型(如LAN接口模塊、WAN接口模塊、ATM接口模塊、 擴(kuò)展功能模塊等)越多，交換機(jī)的可擴(kuò)展性越強(qiáng)。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。計(jì)算公式為端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。

四、四層交換

第四層交換用于實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的快速訪問(wèn)。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(hào)，被設(shè)計(jì)用于高速I(mǎi)ntranet應(yīng)用。四層交換除了負(fù)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(jī)直接安放在服務(wù)器前端，它了解應(yīng)用會(huì)話內(nèi)容和用戶權(quán)限，因而使它成為防止非授權(quán)訪問(wèn)服務(wù)器的理想平臺(tái)。支持基于流的限速功能，每個(gè)端口支持8個(gè)隊(duì)列，支持WRR、SP、WRR＋SP多種隊(duì)列調(diào)度算法，有效地保證高品質(zhì)的語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量。

五、模塊冗余

冗余能力是網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的保證。任何廠商都不能保證其產(chǎn)品在運(yùn)行的過(guò)程中不發(fā)生故障。而故障發(fā)生時(shí)能否迅速切換就取決于設(shè)備的冗余能力。對(duì)于核心交換機(jī)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(yùn)行。

六、路由冗余

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

交換機(jī)為什么要?jiǎng)澐講lan？

1、減少?gòu)V播風(fēng)暴

VLAN的好處是可以隔離沖突域和廣播域，試想，如果一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)有上百臺(tái)主機(jī)，如果一旦產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，那么，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)被徹底的癱瘓。

可以通過(guò)vlan還劃分廣播與，這樣使得廣播被限制在每一個(gè)vlan里面，而不會(huì)跨VLAN傳播。不同vlan之間的成員在沒(méi)有三層路由的前提下是不能互訪的，這也是一種安全的考慮。2、網(wǎng)絡(luò)管理方便

另外一個(gè)好處就是管理靈活，當(dāng)一個(gè)用戶需要切換到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只需要更改交換機(jī)的vlan劃分即可，而不用換端口和連線。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

假如公司有2個(gè)辦公地點(diǎn)，但是每個(gè)地點(diǎn)都只有幾個(gè)人，但是這幾個(gè)人都分別屬于不同的部門(mén)，由于每個(gè)二層交換機(jī)只能提供一個(gè)網(wǎng)段，所以需要?jiǎng)澐植煌W(wǎng)段來(lái)實(shí)現(xiàn)的話，公司有幾個(gè)部門(mén)就需要提供幾個(gè)交換機(jī)，但是如果通過(guò)vlan來(lái)實(shí)現(xiàn)，你們只需要一臺(tái)交換機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。這樣就節(jié)約了成本。產(chǎn)品外觀產(chǎn)品特性和優(yōu)勢(shì)更多的端口組合S5700-EI支持多種上行擴(kuò)展插卡，提供高密度的GE/10GE上行接口。

另一個(gè)方面，如果現(xiàn)在在辦公點(diǎn)A的某員工需要調(diào)到另外一個(gè)部門(mén)，而這個(gè)部門(mén)只在辦公點(diǎn)B才有，那麼這時(shí)，他無(wú)需搬到B地點(diǎn)去，只需要將A地點(diǎn)的上連交換機(jī)的端口的vlan劃到B地點(diǎn)的那個(gè)部門(mén)的vlan即可，這樣就方便很多。

路由器與交換機(jī)的區(qū)別

路由器和交換機(jī)作為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的硬件組成部分，起到了IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵作用?，F(xiàn)在我們探討一下交換機(jī)和路由器的區(qū)別。

一、路由器可以給你的局域網(wǎng)自動(dòng)分配IP，虛擬撥號(hào)。交換機(jī)只是用來(lái)分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的。

二、路由器在網(wǎng)絡(luò)層，路由器根據(jù)IP地址尋址，路由器可以處理TCP/IP協(xié)議，交換機(jī)不可以。交換機(jī)在中繼層，交換機(jī)根據(jù)MAC地址尋址。

三、路由器可以把一個(gè)IP分配給很多個(gè)主機(jī)使用，這些主機(jī)對(duì)外只表現(xiàn)出一個(gè)IP。交換機(jī)可以把很多主機(jī)連起來(lái)，這些主機(jī)對(duì)外各有各的IP。

四、路由器提供防火墻的服務(wù)，交換機(jī)不能提供該功能。交換機(jī)做的是端口的擴(kuò)展，就是擴(kuò)大局域網(wǎng)(通常都是以太網(wǎng))的接入點(diǎn)，也就是能讓局域網(wǎng)可以連進(jìn)來(lái)更多的電腦。路由器是用來(lái)做網(wǎng)間連接，也就是用來(lái)連接不同的網(wǎng)絡(luò)。

隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新?lián)Q代也越來(lái)越迅速，三層交換機(jī)也誕生了。三層交換機(jī)在實(shí)現(xiàn)普通交換機(jī)二層轉(zhuǎn)發(fā)功能之外，還兼具路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，簡(jiǎn)而言之就是綜合了路由器和交換機(jī)的功能。

雖然他們都具有路由功能。但是三層交換機(jī)的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換，它的路由功能通常會(huì)比同等級(jí)路由器的路由功能簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鎸?duì)的主要是簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)連接，路由路徑遠(yuǎn)沒(méi)有路由器那么復(fù)雜，它用在局域網(wǎng)中的主要用途還是提供快速數(shù)據(jù)交換功能，滿足局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換頻繁的應(yīng)用特點(diǎn)。5Gbps，千兆端口接入已無(wú)法滿足，華為6720-SI系列多速率盒式交換機(jī)的推出，不僅適配高速率無(wú)線AP使用，而且支持POE 遠(yuǎn)距離供電功能，單端口可實(shí)現(xiàn)60W的POE輸出，可以為AP、監(jiān)控?cái)z像頭等受電設(shè)備提供以太網(wǎng)供電能力。

路由器的主要功能還是路由功能，它的路由功能更多的體現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)上，如局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的連接、不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間的連接等，所以路由器主要是用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間。它主要的功能就是路由轉(zhuǎn)發(fā)，解決好各種復(fù)雜路由路徑網(wǎng)絡(luò)的連接就是它的終目的。它會(huì)根據(jù)信道的情況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，路徑按前后順序發(fā)送信號(hào)。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。1488Mpps 其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第二層交換的時(shí)候可以做到線速。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。

路由和交換機(jī)之間的主要區(qū)別就是交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換機(jī)在移動(dòng)信息的過(guò)程中需使用不同的控制信息，所以說(shuō)兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、路由器用來(lái)給局域網(wǎng)自動(dòng)分配IP，交換機(jī)用來(lái)分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；

2、路由器可以處理TCP/IP協(xié)議，交換機(jī)不可以；

3、交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二