華為S3700系列交換機(jī)

產(chǎn)品概述

S3700系列企業(yè)交換機(jī)（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(jī)。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(hù)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(hù)等先進(jìn)技術(shù)有效增強(qiáng)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(xiàng)，滿足園區(qū)10年演進(jìn)內(nèi)置大容量WLANAC控制器實(shí)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(jī)內(nèi)置隨板WLANAC無線局域網(wǎng)接入控制器，實(shí)現(xiàn)有線無線真正融合。

產(chǎn)品型號和外觀

S3700系列交換機(jī)包括如下款型：

產(chǎn)品特性和優(yōu)勢

強(qiáng)大的多業(yè)務(wù)支持能力

S3700支持MCE功能，實(shí)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(shí)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(fù)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(jī)(48個(gè)10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個(gè)千兆SFP，PoE，雙電源槽位，不含電源)

S3700-28TP-PWR-EI主機(jī)(24個(gè)10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個(gè)千兆SFP，2個(gè)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(jī)(24個(gè)10/100base-TX以太網(wǎng)端口，4個(gè)千兆SFP，2個(gè)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(jī)(24個(gè)百兆SFP，4個(gè)千兆SFP，2個(gè)復(fù)用的10/100/1000base-T以太網(wǎng)端口Combo，交流供電)

核心交換機(jī)有哪些主要參數(shù)？如何計(jì)算？如何選擇？

今天來說一下核心交換機(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(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；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(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。也就是說，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(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，就會成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率帶來影響。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。對于三層核心交換機(jī)而言，若欲實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無阻塞傳輸，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(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)無阻塞的包交換。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。同樣，如果一臺交換機(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），才是真正的無阻塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(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。更敏捷地實(shí)現(xiàn)豐富業(yè)務(wù)特性該系列交換機(jī)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(fèi)用。對于千兆以太網(wǎng)來說，計(jì)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(shí)，需考慮 8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。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?？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(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。

*對于千兆以太網(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，如果能滿足上面三個(gè)條件（背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率）那么我們就說這款核心交換機(jī)真正做到了線性無阻塞。

一般是兩者都滿足的交換機(jī)才是合格的交換機(jī)。

背板相對大，吞吐量相對小的交換機(jī)，除了保留了升級擴(kuò)展的能力外就是軟件效率/專用芯片電路設(shè)計(jì)有問題;背板相對小。1X/MAC/Portal等多種認(rèn)證方式，支持對用戶進(jìn)行分組/分域/分時(shí)的管理，用戶、業(yè)務(wù)可視可控，實(shí)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(jī)，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?yàn)楹笳呤莻€(gè)設(shè)計(jì)值，測試很困難的并且意義不是很大。

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。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(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(如超級引擎模塊、IP語音模塊、 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。

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(kuò)展功能模塊等)越多，交換機(jī)的可擴(kuò)展性越強(qiáng)。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(shí)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(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。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(jì)用于高速Intranet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(yùn)行的保證。任何廠商都不能保證其產(chǎn)品在運(yùn)行的過程中不發(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。

在局域網(wǎng)中使用交換機(jī)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?fù)洹Ｆ渌静挥?，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(shí)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(diǎn)的設(shè)備需要能夠同時(shí)和多個(gè)設(shè)備連接，這樣的設(shè)備有兩種：集線器（hub）和交換機(jī)（switch）。對于集線器，會把某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號不加選擇的發(fā)送給全部節(jié)點(diǎn)。由各節(jié)點(diǎn)自行判斷是否需要響應(yīng)。打個(gè)比方，就是你去你女票單位找她，到了傳達(dá)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(jī)，則是除了表明要廣播的請求，交換機(jī)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(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)不會收到這個(gè)信號。還是上面的例子，那就是你知道你女票的分機(jī)號碼，傳達(dá)室大爺直接打你女票座機(jī)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(dá)室大爺都不知道你女票的座機(jī)號碼，那就用大喇叭喊。而且交換機(jī)有自學(xué)習(xí)功能可以記錄節(jié)點(diǎn)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(jī)號碼，下次你再來找就用分機(jī)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(jī)好用的多。還是上面的例子，隔幾秒鐘就有人來找這個(gè)單位的人，大爺?shù)拇罄纫徽觳幌５?，誰都受不了。這也是現(xiàn)在基本看不到用集線器組網(wǎng)的原因。

交換機(jī)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(xì)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(jī)原理與應(yīng)用

1、沖突域和廣播域

交換機(jī)是根據(jù)網(wǎng)橋的原理發(fā)展起來的，學(xué)習(xí)交換機(jī)先認(rèn)識兩個(gè)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(gè)由HUB組成的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)沖突域。

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

(2)廣播域：

廣播數(shù)據(jù)時(shí)可以發(fā)送到的區(qū)域是一個(gè)廣播域。

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

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

2、交換機(jī)原理

(1)端口地址表

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

保存在RAM中，并且自動維護(hù)。

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

丟棄：當(dāng)本端口下的主機(jī)訪問已知本端口下的主機(jī)時(shí)丟棄。

轉(zhuǎn)發(fā)：當(dāng)某端口下的主機(jī)訪問已知某端口下的主機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)。

擴(kuò)散：當(dāng)某端口下的主機(jī)訪問未知端口下的主機(jī)時(shí)要擴(kuò)散。

每個(gè)操作都要記錄下發(fā)包端的MAC地址，以備其它主機(jī)的訪問。

(3)成存期：

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

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

所以端口地地表記錄的總是蕞活動的主機(jī)的MAC地址。