交換機四種組網(wǎng)方式，一文了解清楚

一、小型網(wǎng)絡

接入的用戶在100左右的為中小型企業(yè)網(wǎng)。這里面涉及到一個問題，很多朋友問到過，100路網(wǎng)絡需要使用核心交換機嗎？

基本在50路以下無需用核心交換機，二層交換機加路由器即可，而100路監(jiān)控屬于一個中小型的網(wǎng)絡，他的網(wǎng)絡承擔壓力不大，也不小，隨時可能會有數(shù)據(jù)卡頓的情況發(fā)生。

核心交換機一般都是為三層交換機，具有路由及vlan劃分等一些網(wǎng)管功能。三層核心交換機通過使用硬件機構(gòu)實現(xiàn)了IP的路由功能，其優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高，解決了傳統(tǒng)路由器軟件路由的速度問題。三層核心交換機還有重要的作用就是在保證速度率的情況下連接子網(wǎng)。憑借其靈活的報文處理及流量控制能力，深入貼近業(yè)務，滿足現(xiàn)在及未來的各種挑戰(zhàn)，助力客戶構(gòu)建彈性擴展的網(wǎng)絡。

另外也具有很好的擴展性，由于預留了各種擴展模塊接口，后續(xù)如有設(shè)備添加，不需要對原來的網(wǎng)絡布局和原來的設(shè)備進行改動就可以直接擴充設(shè)備，保護了原有的投資。

在此方案中，把各個辦公室劃分為獨立的vlan并設(shè)置一個單獨的子網(wǎng)，使用2層交換機來進行接入層，使用中型3層交換機作為核心交換設(shè)備來在各個子網(wǎng)間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，防火墻運行轉(zhuǎn)換后連接到互聯(lián)網(wǎng)；

每個2層交換機接入12個左右個用戶，并把中型3層交換機的每個接口都設(shè)置到不同的vlan之間去，這樣做的目的是使各個辦公室之間的數(shù)據(jù)不互相干擾，相應也就提高了每個辦公室的上網(wǎng)速度；S12700支持端到端的硬件級可靠性方案，支持iPCA精準運維技術(shù)，提供高可靠、高質(zhì)量、可擴展的視頻承載和監(jiān)控解決方案。每個辦公室之間的數(shù)據(jù)都是通過中型3層交換機進行3層轉(zhuǎn)發(fā)的，因為交換機的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能，辦公室之間的數(shù)據(jù)交換并不會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

上圖中的2層交換機建議使用具有16個100M以太網(wǎng)接口或者更多接口的交換機，當然，如果是監(jiān)控攝像機碼率比較高的話，100M交換機估計不行。

該組網(wǎng)方案中并沒有出現(xiàn)匯聚層的設(shè)備，因為網(wǎng)絡的規(guī)模太小，就沒有必要了。

二、中型企業(yè)網(wǎng)絡

我們把接入用戶規(guī)模在300-800的企業(yè)網(wǎng)稱為中小型企業(yè)網(wǎng)，網(wǎng)絡一旦規(guī)模大了，就不好管理了，就不能使用原理的小型網(wǎng)絡的組網(wǎng)方式了。

隨著網(wǎng)絡中用戶數(shù)量的增加，我們?nèi)匀皇褂?層交換機作為純粹的接入設(shè)備，在圖中增加一種設(shè)備（2層匯聚交換機）來進行匯聚。

這里面我們來補充下匯聚層的作用：

匯聚層，是多臺接入層交換機的匯聚點，它必須能夠處理來自接入層設(shè)備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路，因此匯聚層交換機與接入層交換機比較，需要更高的性能，更少的接口和更高的交換速率。

匯聚層主要承擔的基本功能有：

1、匯聚接入層的用戶流量，進行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)和交換；

2、根據(jù)接入層的用戶流量，進行本地路由、過濾、流量均衡、QoS優(yōu)先級管理，以及安全機制，IP地址轉(zhuǎn)換、組播管理等處理；

3、根據(jù)處理結(jié)果將用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進行路由處理；

4、完成各種協(xié)議的轉(zhuǎn)換（如路由的匯總和重新發(fā)布等），以保證核心層連接運行不同的協(xié)議的區(qū)域。

在2層匯聚交換機與3層交換機之間采用千兆線路進行連接，這樣作可以避免由于在網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)經(jīng)過的設(shè)備數(shù)量增加，為了不導致網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生較大的延遲。

2層匯聚交換機應該具備眾多的100M以太網(wǎng)接口（可匯聚多個2層交換機）和多個千兆以太網(wǎng)接口（提供高速上連能力）。該交換機應該支持全線速轉(zhuǎn)發(fā)，支持IEEE802.1q、端口聚合（Trunk）、端口速率控制、優(yōu)先級隊列管理等功能，以滿足各種接入場合下的特殊要求。該系列交換機提供高品質(zhì)的QoS（QualityofService）能力，具備完善的隊列調(diào)度算法、擁塞控制算法，創(chuàng)新的優(yōu)先級調(diào)度算法和多級隊列調(diào)度機制，能夠?qū)?shù)據(jù)流實現(xiàn)多級的調(diào)度，從而滿足企業(yè)不同用戶終端、不同業(yè)務種類的服務質(zhì)量要求。

比較小型企業(yè)網(wǎng)的組網(wǎng)方案與中型來說，可以看到，網(wǎng)絡只是添加了幾臺匯聚層的2層交換機和接入層幾臺交換機，以前的設(shè)備都仍然可以使用，因此網(wǎng)絡升級的費用相對來說不高。在實際企業(yè)中，企業(yè)網(wǎng)絡會隨著用戶數(shù)量的增加而需要重新規(guī)劃，那么這種升級方式就使用的比較多。華為的產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)應用于全球170多個國家，服務全球運營商50強中的45家及全球1/3的人口。

三、中大型企業(yè)網(wǎng)絡

對于用戶數(shù)量超過1000但是少于3000的企業(yè)網(wǎng)絡，我們的組網(wǎng)方案為：

首先看這個網(wǎng)絡拓撲圖看擬有點復雜，但仔細分析它也是與上面的中型網(wǎng)絡原理一樣，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的進一步擴大，只使用一臺3層交換機作為網(wǎng)絡核心交換可能會降低網(wǎng)絡的處理性能，壓力過大，會存在一些資源不足的問題。

所有用戶產(chǎn)生的流量都會到達這臺設(shè)備，那么它需要處理的協(xié)議數(shù)據(jù)報數(shù)量也就非常龐大，因此如果對于這樣規(guī)模的網(wǎng)絡如果還只使用一臺核心設(shè)備，那么其CPU將會非常繁忙，在應答用戶的數(shù)據(jù)時延遲必然加大，給用戶的感覺就是網(wǎng)絡的速度好象變慢了。因此，需要增加一個3層交換機來分擔這種壓力，這就是網(wǎng)絡中出現(xiàn)多個3層交換機的原因。S12700支持統(tǒng)一用戶管理，客戶無需額外購買BRAS硬件，減少投資。

在3層交換機之間的連接上，可以把多個千兆鏈路聚合后形成1個更高速率的連接，這樣，在多個3層交換機之間并不會導致數(shù)據(jù)阻塞，仍然保持了網(wǎng)絡的高速交換特性。

四、大型網(wǎng)絡組網(wǎng)

如果用戶的數(shù)量超過了5000，我們將其定位為大型企業(yè)網(wǎng)。

對于這樣大規(guī)模的網(wǎng)絡，如果采用多臺（比如超過4臺）3層交換機作為核心設(shè)備，那就會加大網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的延遲（可能有些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過所有的3層交換機，再算上經(jīng)過2層接入交換機以及2層匯聚交換機的延遲，將導致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延遲過大，從而導致網(wǎng)絡速度的下降）。該系列交換機基于華為公司統(tǒng)一的VRP（VersatileRoutingPlatform）軟件平臺，具備軟件定義功能，業(yè)務隨需而變。

所以，需要引入大型交換設(shè)備（核心交換機或者核心路由器）來減少數(shù)據(jù)經(jīng)過設(shè)備的數(shù)量。

核心交換機(或者核心路由器)的功能一般都非常強大，因此可以將它直接與互聯(lián)網(wǎng)相連接，如果企業(yè)網(wǎng)需要非常高的安全性，當然也可以在核心交換機與互聯(lián)網(wǎng)之間使用專門的防火墻設(shè)備。

一個交換機能帶多少個網(wǎng)絡監(jiān)控攝像頭？

根據(jù)攝像機的碼流和數(shù)量來選擇

　　1、攝像機碼流

　選擇交換機前，首先要弄清楚每路圖像占用多少帶寬。

　　2、攝像機數(shù)量

　　要弄清楚交換機的帶寬容量。常用交換機有百兆交換機、千兆交換機。它們的實際帶寬一般只有理論值的 60~70% ，所以它們端口的可利用帶寬大致是 60Mbps 或 600Mbps。

舉例

根據(jù)你使用的網(wǎng)絡攝像機的品牌看單臺碼流，再去估算一臺交換機能接多少臺攝像機。比如130萬：960p攝像機單臺碼流通常4M，用百兆交換機，那么就可以接15臺（15×4=60M）；用千兆交換機，可以接150（150×4=600M）200萬： 1080P攝像機單臺碼流通常8M，用百兆交換機，可以接7臺（7×8=56M）；用千兆交換機，可以接75臺（75×8=600M）這些都是以主流的H.264攝像頭為例給大家講解的，H.265減半就可以了。從網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)上來講，一個局域網(wǎng)通常是兩到三層結(jié)構(gòu)。接攝像機那端為接入層，一般用百兆交換機就夠了，除非你在一個交換機上接了很多個攝像機。匯集層、核心層則要按該交換機匯聚了多少路圖像來計算。計算方法如下：如果接 960P 的網(wǎng)絡攝像機，一般 15 路圖像以內(nèi)，用百兆交換機；超過 15路則用千兆交換機；產(chǎn)品概述S5730S-EI下一代增強型千兆以太網(wǎng)交換機系列（以下簡稱S5730S-EI），是華為公司全新研發(fā)的三層千兆以太網(wǎng)交換機，提供靈活的全千兆接入以及高性價比的固定萬兆上行接口，同時可提供一個子卡槽位用于40GE上行端口擴展。如果接 1080P 的網(wǎng)絡攝像機，一般 8 路圖像以內(nèi)，用百兆交換機，超過 8 路則用千兆交換機。

二三層交換機的區(qū)別

■識別二層交換機二層交換機工作于OSI模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，故稱為二層交換機。二層交換技術(shù)發(fā)展比較成熟，屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。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。

■識別三層交換機三層交換機就是具有部分路由功能的交換機，即二層交換技術(shù) 三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。三層交換機重要的用途是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具有的路由功能也是為該目的服務，能夠做到一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。

對于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過程由硬件高速實現(xiàn)，而像路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現(xiàn)。解決了傳統(tǒng)路由器低速、復雜所造成的網(wǎng)絡瓶頸問題。

■二層和三層交換機的區(qū)別功能：二層交換機基于MAC地址訪問，只做數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并且不能配置IP地址；而三層交換機將二層交換技術(shù)和三層轉(zhuǎn)發(fā)功能結(jié)合在一起，可配置不同vlan的IP地址；應用：二層交換機主要用于網(wǎng)絡接入層和匯聚層，而三層交換機主要用于網(wǎng)絡核心層；S6720-SI是業(yè)內(nèi)最強大性能的多速率盒式交換機之一，提供全線速多速率100M/1G/2。

協(xié)議：二層交換機支持物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，而三層交換機支持物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡層協(xié)議。場景：二層交換機多用于小型局域網(wǎng)組網(wǎng)，其快速交換功能、多個接入端口為小型網(wǎng)絡用戶提供了很完善的解決方案；其中S9700和S9300可作為大型園區(qū)網(wǎng)絡核心交換機，S7700、S6700可作為中興園區(qū)網(wǎng)絡的核心交換機，S5700、S3700可以作為中小型網(wǎng)絡的核心交換機。三層交換機則多用于中、大型局域網(wǎng)組網(wǎng)，可以有效加快數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

如何做好交換機的日常維護工作？

       日常環(huán)境維護交換機對于機房溫度和環(huán)境的要求是比較高的。用戶量大、能耗也高、散發(fā)出來的熱量也是相當大的，所以交換機需要在恒溫、干凈的環(huán)境下運行。機房如果溫度較高就會發(fā)生機器散熱困難，造成交換機元件發(fā)生參數(shù)的變化，嚴重時還會發(fā)生設(shè)備損壞的情況;而機房如果過于干燥就會發(fā)生靜電的現(xiàn)象，威脅到交換機的安全。按照規(guī)定機房的溫度和濕度需要用溫度計嚴格的做好測量，必要時可以安裝空調(diào)，加濕器等設(shè)施設(shè)備進行溫度和濕度的調(diào)節(jié)，還要做好防火、防塵的措施。增強支持OSPF、BGP、VRRP等三層特性，滿足企業(yè)接入、匯聚業(yè)務承載要求，支持更加豐富的語音、視頻和數(shù)據(jù)應用。

      軟硬件維護專業(yè)的交換機維修人員每天上崗檢查軟、硬件的功能，記錄好機房的環(huán)境溫度和濕度的情況之外，要檢查輸入電壓和輸出電壓、電流、頻率等指示的情況是否在正常的運行范圍之內(nèi)，測試各種音源的信號是否正常，檢查備品、備件、工具、儀表是否齊全，充分了解好各系統(tǒng)的工作情況，作好記錄和檢查。周期性的做好服務器和維護終端的殺毒工作，確保各服務器的安全運行。產(chǎn)品概述S7700系列交換機基于華為公司智能多層交換的技術(shù)理念，在提供穩(wěn)定、可靠、安全的高性能L2~L4層交換服務基礎(chǔ)上，進一步提供業(yè)務流分析、完善的HQoS策略、可控組播、資源負載均衡、一體化安全等智能業(yè)務優(yōu)化手段，同時具備擴展性和可靠性。

      預防性維護預防性維護就是通過對交換機的檢查、測量、抽查的方式和手段，收集好交換機所需要的各種數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)進行專業(yè)的分類、分析，從而提出交換機排除隱患的具體方法和措施。交換機平時的維護就需要以預防性維護為主，做好防患于未然。要求專業(yè)的交換機操作人員應該嚴格按照操作手冊使用終端，先從系統(tǒng)的軟件配置或者在系統(tǒng)軟件上去著手排查，避免在日常的工作中執(zhí)行了錯誤的命令，嚴格檢查I/O設(shè)備是否處于正常的狀態(tài)，尤其做好軟盤驅(qū)動器的檢查工作，及時修改錯誤的數(shù)據(jù)。華為是一家生產(chǎn)銷售通信設(shè)備的民營通信科技公司，是全球的信息與通信技術(shù)(ICT)解決方案供應商。對于跟隨交換機設(shè)備的帶來的軟件磁帶必須做好妥善保管，如果發(fā)生交換機系統(tǒng)的癱瘓，可以重新安裝使用。在日常的工作中，專業(yè)的維修人員善于發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障，找出可能誘發(fā)故障的主要原因，消除隱患。