什么是核心交換機_選擇核心交換機要考慮的因素

在系統(tǒng)組網中，經常會提到接入交換機、匯聚交換機、核心交換機。通常，我們將網絡中直接面向用戶連接或訪問網絡的部分稱為接入層，將位于接入層和核心層之間的部分稱為分布層或匯聚層，而將網絡主干部分稱為核心層。那么什么是核心交換機？又該如何選擇呢？

一、什么是核心交換機

核心交換機并不是交換機的一種類型，而是指放在核心層（網絡主干部分）的交換機。它位于三層網絡架構的最上層，相當于公司的高層管理者，主要作用是快速轉發(fā)來自匯聚層的數據，通過高速轉發(fā)數據提供快速、可靠的網絡架構。

核心交換機一般是具有網管功能的3層交換機。一般來說，核心交換機的端口數量多且?guī)捀撸鄬τ诮尤虢粨Q機和匯聚交換機而言，擁有更高的可靠性、冗余性、吞吐量等和相對較低的延時性。一個超過100臺電腦的網絡，如果想穩(wěn)定并高速的運行，核心交換機必不可少。

三層網絡系統(tǒng)架構

二、選擇核心交換機時需要考慮哪些因素？

核心層的主要目的在于通過高速轉發(fā)通信，提供優(yōu)化、可靠的骨干傳輸結構，因此核心層交換機應該具備更高的可靠性、吞吐量和更豐富的功能。

選擇核心交換機時重點考慮以下方面：

1、端口類型/速率/數量

在選擇核心交換機的端口類型、速率和數量時，應參考匯聚層交換機的端口類型、速率和數量，選擇相應的即可。若是預算充足，可選擇端口類型豐富或者端口數量多的核心交換機。比如，選擇帶有萬兆上聯(lián)端口或具有堆疊端口的交換機，未來即便是網絡需求增長也能滿足擴展需求。

2、背板帶寬

對于核心交換機來說，若想實現(xiàn)全雙工無阻塞，就必須滿足最低標準要求（背板帶寬=端口數量*端口速率*2），背板帶寬越高，數據交換速度就越大，核心交換機的數據處理能力就越強。

3、轉發(fā)速率

由于核心交換機承載著龐大的網絡流量，因此通常情況下，核心交換機的轉發(fā)速率比接入/匯聚交換機都要高【例：轉發(fā)速率【吞吐量】（Mpps）=萬兆位端口數量×14.88？Mpps+千兆位端口數量×1.488Mpps+百兆位端口數量×0.1488？Mpps）】。

核心交換機所需的轉發(fā)速率取決于網絡中設備的數量，可通過查詢各種流量報告和用戶群分析確定核心交換機所需的轉發(fā)速率，切勿盲目選擇，造成網絡瓶頸或資源浪費。

對于三層交換機而言，當背板帶寬和轉發(fā)速率均達到最低標準要求以上，該交換機才算合格。

4、鏈路聚合

鏈路聚合指將多個物理端口聚合在一起形成一個邏輯端口，可增加鏈路帶寬，且確保網絡穩(wěn)定性。因此選擇一款帶有鏈路聚合功能的核心交換機更好，這樣可為匯聚交換機發(fā)送到核心交換機的流量提供足夠的帶寬，且讓匯聚交換機盡可能高效的向核心交換機傳輸流量。

5、VLAN&QoS

隨著全球數據流量的不斷攀升，網絡中的語音、視頻、數據等流量將會不斷增加，當網絡流量較大時，交換機可能會出現(xiàn)無法合理控制、分配資源甚至出現(xiàn)網絡阻塞等問題，若這時只是一味地增加核心層帶寬并不是明智之舉。

VLAN劃分主要是針對不同的應用進行區(qū)域劃分，可有效地對網絡進行控制和管理。

QoS可在現(xiàn)有的帶寬條件下對實時性強且重要的數據流量優(yōu)先處理，從而可有效解決網絡延遲、阻塞等問題。因此選擇一款支持VLAN劃分和QoS的核心交換機是一種經濟且有效的方式。

6、冗余性能

核心交換機的冗余能力是網絡安全的保障，因此盡量選擇一款可以提供較多冗余的核心交換機是很重要的，這樣當硬件出現(xiàn)故障時可快速進行切換避免網絡癱瘓，而且就算未來網絡需求增長也能滿足需求。

除了端口冗余（插槽冗余）、模塊冗余、電源冗余等硬件冗余以外，核心交換機的路由冗余也很重要，當核心交換機所連接的某臺匯聚交換機出現(xiàn)故障時，可憑借HSRP、VRRP協(xié)議快速切換實現(xiàn)雙線路的冗余備份，確保網絡的穩(wěn)定性。

7、安全性

核心層作為網絡主干部分，若是被病毒或黑客等攻擊，那么整個網絡將會出現(xiàn)故障甚至癱瘓。因此必須要選擇一款安全性能較高的核心交換機。比如：

網管功能可通過ACL（訪問控制列表）、流量控制等進行網絡管控；ARP（地址解析協(xié)議）防護功能可有效減少網絡中ARP欺騙；VPN（虛擬專用網）通過特殊加密的通訊協(xié)議在多個企業(yè)內部網之間建立一條安全且專有的通訊線路。

三、更多參數考慮

核心交換機除了考慮上述參數，還需要看堆疊、熱備份等這些功能，這些功能決定了核心交換機在實際應用中的性能、效率、穩(wěn)定性等。

核心交換機是整個網絡的核心和心臟，如果發(fā)生致命性的故障，將導致本地網絡的癱瘓，所造成的損失難以估計。所以我們在選擇核心交換機時，經常會看到有的核心交換機具有堆疊或熱備份等功能。

對核心交換機采用熱備份是提高網絡可靠性的必然選擇。在一個核心交換機完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常，這就是熱備份路由協(xié)議。