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)核心交換機應當全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，必須擁有相當數(shù)量的插槽，具有強大的網(wǎng)絡擴展能力，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，以適應千變?nèi)f化的網(wǎng)絡需求。

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；綠色閃爍：在進行模式切換操作時表示本設備為堆疊主設備或獨立未進行堆疊的設備。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，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。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)，標志著交換機的具體性能。如果吞吐量太小，就會成為網(wǎng)絡瓶頸，給整個網(wǎng)絡的傳輸效率帶來影響。交換機應當能夠?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。華為交換機指示燈含義華為交換機指示燈含義：1電源模塊指示燈：PWR1常滅：未通電。對于三層核心交換機而言，若欲實現(xiàn)網(wǎng)絡的無阻塞傳輸，這個速率能≤標稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率和速率能≤標稱三層包轉(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。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當為 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps），才是真正的無阻塞結(jié)構(gòu)設計。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?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。

包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標準是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包的個數(shù)作為計算基準的。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。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。組網(wǎng)應用數(shù)據(jù)中心的典型應用如下圖，采用S12700系列敏捷交換機作為數(shù)據(jù)中心核心，通過集成的防火墻、負載均衡等多業(yè)務板卡來實現(xiàn)安全保證和流量均衡。

*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/專用芯片電路設計有問題;背板相對小。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，因為后者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。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。

三、可擴展性

可擴展性應當包括兩個方面：

1、插槽數(shù)量：插槽用于安裝各種功能模塊和接口模塊。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、 擴展服務模塊、網(wǎng)絡監(jiān)控模塊、安全服務模塊等)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。于1987年在中國深圳正式注冊成立，其總部位于中國廣東省深圳市龍崗區(qū)坂田華為基地。

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。僅以局域網(wǎng)接口模塊為例，就應當包括RJ-45模塊、GBIC模塊、SFP模塊、10Gbps模塊等，以適 應大中型網(wǎng)絡中復雜環(huán)境和網(wǎng)絡應用的需求。計算公式為端口數(shù)*相應端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。

四、四層交換

第四層交換用于實現(xiàn)對網(wǎng)絡服務的快速訪問。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/目標地址(第三層路由)，而且包括 TCP /UDP(第四層)應用端口號，被設計用于高速Intranet應用。四層交換除了負載均衡功能外，還支持基于應用類型和用戶ID的傳輸流控制功能。此 外，四層交換機直接安放在服務器前端，它了解應用會話內(nèi)容和用戶權(quán)限，因而使它成為防止非授權(quán)訪問服務器的理想平臺。支持基于流的限速功能，每個端口支持8個隊列，支持WRR、SP、WRR＋SP多種隊列調(diào)度算法，有效地保證高品質(zhì)的語音、視頻和數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡業(yè)務質(zhì)量。

五、模塊冗余

冗余能力是網(wǎng)絡安全運行的保證。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備的冗余能力。對于核心交換機而 言，重要部件都應當擁有冗余能力，比如管理模塊冗余、電源冗余等，這樣才可以在保證網(wǎng)絡穩(wěn)定運行。

六、路由冗余

利用HSRP、VRRP協(xié)議保證核心設備的負荷分擔和熱備份，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。

交換機為什么要劃分vlan？

1、減少廣播風暴

VLAN的好處是可以隔離沖突域和廣播域，試想，如果一個局域網(wǎng)內(nèi)有上百臺主機，如果一旦產(chǎn)生廣播風暴，那么，這個網(wǎng)絡就會被徹底的癱瘓。

可以通過vlan還劃分廣播與，這樣使得廣播被限制在每一個vlan里面，而不會跨VLAN傳播。不同vlan之間的成員在沒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)絡管理方便

另外一個好處就是管理靈活，當一個用戶需要切換到另外一個網(wǎng)絡時，只需要更改交換機的vlan劃分即可，而不用換端口和連線。舉個簡單的例子：

假如公司有2個辦公地點，但是每個地點都只有幾個人，但是這幾個人都分別屬于不同的部門，由于每個二層交換機只能提供一個網(wǎng)段，所以需要劃分不同網(wǎng)段來實現(xiàn)的話，公司有幾個部門就需要提供幾個交換機，但是如果通過vlan來實現(xiàn)，你們只需要一臺交換機即可實現(xiàn)。這樣就節(jié)約了成本。產(chǎn)品外觀產(chǎn)品特性和優(yōu)勢更多的端口組合S5700-EI支持多種上行擴展插卡，提供高密度的GE/10GE上行接口。

另一個方面，如果現(xiàn)在在辦公點A的某員工需要調(diào)到另外一個部門，而這個部門只在辦公點B才有，那麼這時，他無需搬到B地點去，只需要將A地點的上連交換機的端口的vlan劃到B地點的那個部門的vlan即可，這樣就方便很多。

路由器與交換機的區(qū)別

路由器和交換機作為局域網(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和路由器的區(qū)別。

一、路由器可以給你的局域網(wǎng)自動分配IP，虛擬撥號。交換機只是用來分配網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的。

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

三、路由器可以把一個IP分配給很多個主機使用，這些主機對外只表現(xiàn)出一個IP。交換機可以把很多主機連起來，這些主機對外各有各的IP。

四、路由器提供防火墻的服務，交換機不能提供該功能。交換機做的是端口的擴展，就是擴大局域網(wǎng)(通常都是以太網(wǎng))的接入點，也就是能讓局域網(wǎng)可以連進來更多的電腦。路由器是用來做網(wǎng)間連接，也就是用來連接不同的網(wǎng)絡。

隨著網(wǎng)絡的高速發(fā)展，網(wǎng)絡設備的更新?lián)Q代也越來越迅速，三層交換機也誕生了。三層交換機在實現(xiàn)普通交換機二層轉(zhuǎn)發(fā)功能之外，還兼具路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，簡而言之就是綜合了路由器和交換機的功能。

雖然他們都具有路由功能。但是三層交換機的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換，它的路由功能通常會比同等級路由器的路由功能簡單，因為它所面對的主要是簡單的局域網(wǎng)連接，路由路徑遠沒有路由器那么復雜，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)交換頻繁的應用特點。5Gbps，千兆端口接入已無法滿足，華為6720-SI系列多速率盒式交換機的推出，不僅適配高速率無線AP使用，而且支持POE 遠距離供電功能，單端口可實現(xiàn)60W的POE輸出，可以為AP、監(jiān)控攝像頭等受電設備提供以太網(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)絡之間的連接等，所以路由器主要是用于不同類型的網(wǎng)絡之間。它主要的功能就是路由轉(zhuǎn)發(fā)，解決好各種復雜路由路徑網(wǎng)絡的連接就是它的終目的。它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設定路由，路徑按前后順序發(fā)送信號。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡的樞紐。1488Mpps 其余類型端口數(shù)*相應計算方法，如果這個速率能≤標稱二層包轉(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。目前路由器已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實現(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)務的主力軍。

路由和交換機之間的主要區(qū)別就是交換機發(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)絡層。這一區(qū)別決定了路由和交換機在移動信息的過程中需使用不同的控制信息，所以說兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

知識點總結(jié)

1、路由器用來給局域網(wǎng)自動分配IP，交換機用來分配網(wǎng)絡數(shù)據(jù)；

2、路由器可以處理TCP/IP協(xié)議，交換機不可以；

3、交換機發(fā)生在OSI參考模型第二