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數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)以高質(zhì)量的業(yè)務(wù)保證和控制識(shí)別能力為特征，端到端的流控與背壓機(jī)制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)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(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)？
核心交換機(jī)并不是交換機(jī)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(jī)叫核心交換機(jī)，一般大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)吧需要購(gòu)買(mǎi)核心交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力，以保護(hù)原有的投資，電腦達(dá)到一定數(shù)量才會(huì)要用上核心 交換機(jī)，而基本在50臺(tái)以下無(wú)需用核心交換機(jī)，有個(gè) 路由器即可，所謂的核心交換機(jī)是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)而言，如果是個(gè)幾臺(tái)電腦的小局域網(wǎng)，一個(gè)8口的小交換機(jī)就可以稱(chēng)之為核心交換機(jī)！而在網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中核心交換機(jī)是指有網(wǎng)管功能，吞吐量強(qiáng)大的2層或者3層交換機(jī)，一個(gè)超過(guò)100臺(tái)電腦的網(wǎng)絡(luò)，如果想穩(wěn)定并高速的運(yùn)行，核心交換機(jī)*。
二、核心交換機(jī)與普通交換機(jī)的區(qū)別
1、端口的區(qū)別
普通交換機(jī)端口數(shù)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數(shù)據(jù)或者匯聚一些接入層的交換機(jī)數(shù)據(jù)，這種交換機(jī)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(duì)較小。
核心交換機(jī)端口數(shù)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(jī)都是三層交換機(jī)，可設(shè)置路由協(xié)議/ACL/QoS/負(fù)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(jī)的背板帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通交換機(jī)，且通常有單獨(dú)引擎模塊，并且為主備用。
2、用戶連接或訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別
通常將網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶連接或訪問(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連接到網(wǎng)絡(luò)，因此接入層交換機(jī)具有低成本和口密度特性。匯聚層交換機(jī)是多臺(tái)接入層交換機(jī)的匯聚點(diǎn)，它必須能夠處理來(lái)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(jī)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(zhuǎn)發(fā)通信，提供優(yōu)化、可靠的骨干傳輸結(jié)構(gòu)，因此核心層交換機(jī)應(yīng)用有更高的可靠性、性能和吞吐量。
相比普通交換機(jī)，核心交換機(jī)需具備：大緩存、高容量、虛擬化、可擴(kuò)展性、模塊冗余技術(shù)等方面的特征。
3、大緩存技術(shù)
數(shù)據(jù)中心交換機(jī)改變了傳統(tǒng)交換系統(tǒng)的出端口緩存方式，采用分布式緩存架構(gòu)，緩存比普通交換機(jī)也大許多，緩存能力可達(dá)1G以上，而一般的交換機(jī)只能達(dá)到2~4M。對(duì)于每端口在萬(wàn)兆全線速條件下達(dá)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(zhuǎn)發(fā)零丟包，正好適應(yīng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器量大，突發(fā)流量大的特點(diǎn)。
4、高容量設(shè)備
數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)流量具有高密度應(yīng)用調(diào)度、浪涌式突發(fā)緩沖的特點(diǎn)，而普通交換機(jī)以滿足互連互通為主要目的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)識(shí)別與控制，在大業(yè)務(wù)情況無(wú)法做到快速響應(yīng)和零丟包，無(wú)法保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，系統(tǒng)的可靠性主要依賴于設(shè)備的可靠性。
所以普通交換機(jī)無(wú)法滿足數(shù)據(jù)中心的需要，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)需要具備高容量轉(zhuǎn)發(fā)特點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)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)兆板卡能夠全線速轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)只能采用CLOS分布式交換架構(gòu)。除此之外，隨著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(shù)據(jù)中心交換機(jī)40G、100G的板卡早已出現(xiàn)進(jìn)入市場(chǎng)，從而滿足數(shù)據(jù)中心高密度應(yīng)用的需求。
5、虛擬化技術(shù)
數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要具有高管理性和高安全可靠性的特點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)也需要支持虛擬化，虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘，網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(duì)多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理，也可以對(duì)一臺(tái)設(shè)備上的業(yè)務(wù)進(jìn)行*隔離，從而可以將數(shù)據(jù)中心管理成本減少40%，將IT利用率提高大約25%。
7、可擴(kuò)展性
可擴(kuò)展性應(yīng)當(dāng)包括兩個(gè)方面：
a、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(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(jí)引擎模塊、IP語(yǔ)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。
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(kuò)展功能模塊等)越多，交換機(jī)的可擴(kuò)展性越強(qiáng)。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。
8、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(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(shè)備的冗余能力。對(duì)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，這樣才可以在上保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。
9、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(tái)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。
三、總結(jié)
核心交換機(jī)簡(jiǎn)單的總結(jié)下來(lái)，就是這16點(diǎn)：
1、背板帶寬大，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)速度更快。
2、組網(wǎng)靈活，應(yīng)用大中型網(wǎng)絡(luò)的接入層。
3、提供的端口靈活，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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，用戶可以針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行區(qū)域劃分，有效的對(duì)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(jī)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息流的控制。
7、鏈路聚合可以讓交換機(jī)和交換機(jī)以及交換機(jī)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(xiàn)負(fù)載均衡。
8、具有ARP的防護(hù)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(fù)制到交換機(jī)的另一個(gè)端口，用于監(jiān)管。
11、支持DHCP的功能。
12、訪問(wèn)控制列表它可以對(duì)IP數(shù)據(jù)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(jī)都可以進(jìn)行MAC地址的過(guò)濾、MAC地址鎖定，并可以構(gòu)建靜態(tài)的MAC轉(zhuǎn)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(cè)協(xié)議)和GMRP(GARP組播注冊(cè)協(xié)議)也被廣泛地支持。
15、具有SNMP功能，更能對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)很好的管理和控制。
16、易于擴(kuò)展，靈活應(yīng)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)其本身的訪問(wèn)控制對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。增加網(wǎng)絡(luò)的安全性和可控制性。
