【大因學(xué)堂】核心交換機相對普通交換機有哪些優(yōu)勢與區別

　　核心交換機我們平時(shí)提的挺多，那么他與普通交換機到底有什么區別的呢，這個(gè)也是我們平時(shí)VIP交流群朋友問(wèn)的比較多，今天我們一起來(lái)了解下。

　　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，這種交換機最多可以配置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/負載均衡等各種高級網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。最主要的一點(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高端口密度特性。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。

　　3核心交換機有哪些優(yōu)勢

　　相比普通交換機，數據中心交換機需具備：大緩存、高容量、虛擬化、FCOE、二層TRILL技術(shù)等方面的特征：

　　（1）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)。

　　（2）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)精確識別與控制，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。

　　（3）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)行完全隔離，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%。

　　（4）TRILL技術(shù)

　　數據中心在構建二層網(wǎng)絡(luò )方面，原先的標準是STP協(xié)議，但其故有的缺陷如：STP是通過(guò)端口阻止來(lái)工作的，所有冗余鏈路不進(jìn)行數據轉發(fā)，造成了帶寬資源的浪費，STP整網(wǎng)只有一顆生成樹(shù)，數據報文都要經(jīng)過(guò)根橋中轉后才能到達，影響了整網(wǎng)的轉發(fā)效率。

　　所以STP將不再適合超大型數據中心的擴展，TRILL正是因應了STP的這些缺陷而產(chǎn)生的，是為數據中心應用而產(chǎn)生的技術(shù)，TRILL協(xié)議把二層配置和靈活性與三層融合和規模有效結合在一起，大二層不需要配置的情況下，就可實(shí)現整網(wǎng)無(wú)環(huán)路轉發(fā)。TRILL技術(shù)是數據中心交換機二層基本特性，這是普通交換機所不具備的。

　　（5）FCOE技術(shù)

　　傳統的數據中心往往存在一張數據網(wǎng)和一張存儲網(wǎng)絡(luò )，而新一代的數據中心網(wǎng)絡(luò )融合趨勢越來(lái)越明顯，FCOE技術(shù)的出現使網(wǎng)絡(luò )融合成為可能，FCOE就是把存儲網(wǎng)的數據幀封裝在以太網(wǎng)幀內進(jìn)行轉發(fā)的技術(shù)。實(shí)現這一融合技術(shù)必然是在數據中心的交換機上，普通交換機一般都不支持FCOE功能。

　　4POE交換機技術(shù)及優(yōu)勢

　　市場(chǎng)主流的PoE交換機有兩種標準， IEEE802.3af和 802.3 at，分別定義了15.4W和30W的供電功率，但由于在傳輸過(guò)程中存在損耗，所以實(shí)際供電功率為12.95W和25.5W,額定電壓為DC48v。

　　在使用支持IEEE802.3af標準的PoE交換機時(shí)，受電設備的功率不能超過(guò)12.95W;同理使用IEEE802.3at標準的PoE交換機時(shí)，受電設備的功率不能超過(guò)25.5W。

　　一般，一個(gè)同時(shí)支持IEEE802.3af/at標準的PoE交換機，供電功率是自適應的。比如，它連接的是5W的設備，那么提供5W的電力;如果連接的是20W的設備，那么就提供20W的電力。

　　PoE交換機就是支持對網(wǎng)線(xiàn)供電的交換機，和普通交換機相比就是終端(比如AP、數字攝像頭等)不用再進(jìn)行電源布線(xiàn)，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )而言可靠性更高。PoE交換機就是除了能提供普通交換機所具有的傳輸功能，還能給網(wǎng)線(xiàn)的另一端設備提供供電功能。

　　PoE后端的設備只需有一根網(wǎng)線(xiàn)，節省空間，可隨意移動(dòng)(簡(jiǎn)單，方便)，節約成本。只要PoE 交換機連接在UPS上就可以為后端所有POE相關(guān)設備在斷電時(shí)的供電。用戶(hù)可以自動(dòng)、安全地在網(wǎng)絡(luò )上混用原有設備和PoE設備，這些設備能夠與現有以太網(wǎng)電纜共存。