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數據中心級交換機以高質(zhì)量的業(yè)務(wù)保證和控制識別能力為特征，端到端的流控與背壓機制，保證數據傳輸的穩定可靠，平抑網(wǎng)絡(luò )浪涌。可靠性、安全性更高，組網(wǎng)方式更簡(jiǎn)單，業(yè)務(wù)部署更快捷。
一、什么是數據中心核心交換機？
核心交換機并不是交換機的一種類(lèi)型，而是放在核心層（網(wǎng)絡(luò )主干部分）的交換機叫核心交換機，一般大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)吧需要購買(mǎi)核心交換機來(lái)實(shí)現強大的網(wǎng)絡(luò )擴展能力，以保護原有的投資，電腦達到一定數量才會(huì )要用上核心 交換機，而基本在50臺以下無(wú)需用核心交換機，有個(gè) 路由器即可，所謂的核心交換機是針對網(wǎng)絡(luò )架構而言，如果是個(gè)幾臺電腦的小局域網(wǎng)，一個(gè)8口的小交換機就可以稱(chēng)之為核心交換機！而在網(wǎng)絡(luò )行業(yè)中核心交換機是指有網(wǎng)管功能，吞吐量強大的2層或者3層交換機，一個(gè)超過(guò)100臺電腦的網(wǎng)絡(luò )，如果想穩定并高速的運行，核心交換機*。
二、核心交換機與普通交換機的區別
1、端口的區別
普通交換機端口數量一般為24-48個(gè)，網(wǎng)口大部分為千兆以太網(wǎng)或者百兆以太網(wǎng)口，主要功能用于接入用戶(hù)數據或者匯聚一些接入層的交換機數據，這種交換機多可以配置Vlan簡(jiǎn)單路由協(xié)議和一些簡(jiǎn)單的SNMP等功能，背板帶寬相對較小。
核心交換機端口數量較多，通常采用模塊化，可以自由搭配光口和千兆以太網(wǎng)口。一般核心交換機都是三層交換機，可設置路由協(xié)議/ACL/QoS/負載均衡等各種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。主要的一點(diǎn)是核心交換機的背板帶寬遠遠高于普通交換機，且通常有單獨引擎模塊，并且為主備用。
2、用戶(hù)連接或訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )的區別
通常將網(wǎng)絡(luò )中直接面向用戶(hù)連接或訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )的部分稱(chēng)為接入層，將位于接入層和核心層之間的部分稱(chēng)為分布層或匯聚層，接入層目的是允許終端用戶(hù)連接到網(wǎng)絡(luò )，因此接入層交換機具有低成本和口密度特性。匯聚層交換機是多臺接入層交換機的匯聚點(diǎn)，它必須能夠處理來(lái)自接入層設備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路，因此匯聚層交換機具備更高的性能，更少的接口和更高的交換速率。
而網(wǎng)絡(luò )主干部分則稱(chēng)為核心層，核心層的主要目的在于通過(guò)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用有更高的可靠性、性能和吞吐量。
相比普通交換機，核心交換機需具備：大緩存、高容量、虛擬化、可擴展性、模塊冗余技術(shù)等方面的特征。
3、大緩存技術(shù)
數據中心交換機改變了傳統交換系統的出端口緩存方式，采用分布式緩存架構，緩存比普通交換機也大許多，緩存能力可達1G以上，而一般的交換機只能達到2~4M。對于每端口在萬(wàn)兆全線(xiàn)速條件下達到200毫秒的突發(fā)流量緩存能力，從而在突發(fā)流量的情況下，大緩存仍能保證網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)零丟包，正好適應數據中心服務(wù)器量大，突發(fā)流量大的特點(diǎn)。
4、高容量設備
數據中心的網(wǎng)絡(luò )流量具有高密度應用調度、浪涌式突發(fā)緩沖的特點(diǎn)，而普通交換機以滿(mǎn)足互連互通為主要目的，無(wú)法實(shí)現對業(yè)務(wù)識別與控制，在大業(yè)務(wù)情況無(wú)法做到快速響應和零丟包，無(wú)法保證業(yè)務(wù)的連續性，系統的可靠性主要依賴(lài)于設備的可靠性。
所以普通交換機無(wú)法滿(mǎn)足數據中心的需要，數據中心交換機需要具備高容量轉發(fā)特點(diǎn)，數據中心交換機必須支持高密萬(wàn)兆板卡，即48口萬(wàn)兆板卡，為使48口萬(wàn)兆板卡能夠全線(xiàn)速轉發(fā)，數據中心交換機只能采用CLOS分布式交換架構。除此之外，隨著(zhù)40G和100G的普及，支持8端口40G板卡和4端口的100G板卡也逐漸商用，數據中心交換機40G、100G的板卡早已出現進(jìn)入市場(chǎng)，從而滿(mǎn)足數據中心高密度應用的需求。
5、虛擬化技術(shù)
數據中心的網(wǎng)絡(luò )設備需要具有高管理性和高安全可靠性的特點(diǎn)，因此數據中心的交換機也需要支持虛擬化，虛擬化就是把物理資源轉變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結構之間的壁壘，網(wǎng)絡(luò )設備的虛擬化主要包括多虛一，一虛多技術(shù)，多虛多等技術(shù)。
通過(guò)虛擬化技術(shù)，可以對多臺網(wǎng)絡(luò )設備統一管理，也可以對一臺設備上的業(yè)務(wù)進(jìn)行*隔離，從而可以將數據中心管理成本減少40%，將IT利用率提高大約25%。
7、可擴展性
可擴展性應當包括兩個(gè)方面：
a、插槽數量：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量是一定的，因此插槽數量也就從根本上決定著(zhù)交換機所能容納的端口數量。另外，所有功能模塊(如超級引擎模塊、IP語(yǔ)音模塊、 擴展服務(wù)模塊、網(wǎng)絡(luò )監控模塊、安全服務(wù)模塊等)都需要占用一個(gè)插槽，因此插槽數量也就從根本上決定著(zhù)交換機的可擴展性。
b、模塊類(lèi)型：毫無(wú)疑問(wèn)，支持的模塊類(lèi)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(luò )中復雜環(huán)境和網(wǎng)絡(luò )應用的需求。
8、模塊冗余
冗余能力是網(wǎng)絡(luò )安全運行的保證。任何廠(chǎng)商都不能保證其產(chǎn)品在運行的過(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，這樣才可以在上保證網(wǎng)絡(luò )穩定運行。
9、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故障時(shí)，三層路由設備和虛擬網(wǎng)關(guān)能夠快速切換，實(shí)現雙線(xiàn)路的冗余備份，保證整網(wǎng)穩定性。
三、總結
核心交換機簡(jiǎn)單的總結下來(lái)，就是這16點(diǎn)：
1、背板帶寬大，數據轉發(fā)速度更快。
2、組網(wǎng)靈活，應用大中型網(wǎng)絡(luò )的接入層。
3、提供的端口靈活，根據網(wǎng)絡(luò )的應用選擇不同的接口形式如：SFP、GE、快速以太口、以太口等。
4、支持vlan的劃分，用戶(hù)可以針對不同的應用進(jìn)行區域劃分，有效的對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行控制和管理。進(jìn)步抑制廣播風(fēng)暴。 5、可網(wǎng)管交換機的數據吞吐量(Throughput)大、包丟失率(PacketLoss)小、延遲(Latency)低。
6、可以基于源、目的、網(wǎng)段進(jìn)行數據信息流的控制。
7、鏈路聚合可以讓交換機和交換機以及交換機和服務(wù)器之間通過(guò)多個(gè)以太網(wǎng)端口綁定在一起，實(shí)現負載均衡。
8、具有ARP的防護功能，進(jìn)步減少網(wǎng)絡(luò )的ARP欺騙。
9、具有MAC地址的綁定。
10、端口鏡像功能可以將一個(gè)端口的流量和狀態(tài)復制到交換機的另一個(gè)端口，用于監管。
11、支持DHCP的功能。
12、訪(fǎng)問(wèn)控制列表它可以對IP數據包進(jìn)行控制，比如限制它的流量、出入以及提供QoS等等。
13、具有較好的安全性能：交換機都可以進(jìn)行MAC地址的過(guò)濾、MAC地址鎖定，并可以構建靜態(tài)的MAC轉發(fā)表。
14、能夠支持IEEE802.1Q和基于端口技術(shù)的VLAN。而IEEE802.1QVLAN中涉及的GVRP(GARP，VLAN注冊協(xié)議)和GMRP(GARP組播注冊協(xié)議)也被廣泛地支持。
15、具有SNMP功能，更能對網(wǎng)絡(luò )實(shí)現很好的管理和控制。
16、易于擴展，靈活應用，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )管理軟件進(jìn)行管理，也可以通過(guò)其本身的訪(fǎng)問(wèn)控制對其進(jìn)行遠程訪(fǎng)問(wèn)。增加網(wǎng)絡(luò )的安全性和可控制性。
