什么时候需要使用核心交换机

摘要：核心交换机并不是交换机的一种类型，而是放在核心层（网络主干部分）的交换机叫核心交换机。核心交换机应当全部采用模块化结构，必须拥有相当数量的插槽，具有强大的网络扩展能力，以保护原有的投资。相比普通交换机，核心交换机拥有更高的可靠性、性能和吞吐量。下面就一起来了解下核心交换机的详细知识。

多少台电脑要用上核心交换机

基本在50台以下无需用核心交换机，有个路由器即可。所谓的核心交换机是针对网络架构而言，如果是个几台电脑的小局域网，一个8口的小交换机就可以称之为核心交换机!。而在网络行业中核心交换机是指有网管功能，吞吐量强大的2层或者3层交换机，一个超过100台电脑的网络，如果想稳定并高速的运行，核心交换机必不可少。

核心交换机与普通交换机的区别

通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性；汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。而将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供优化、可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应用有更高的可靠性、性能和吞吐量。

核心交换机参数

1、转发速率

网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理要消耗资源。转发速率(也称吞吐量)是指在不丢包的情况下，单位时间内通过的数据包数量。吞吐量就像是立交桥的车流量，是三层交换机最重要的一个参数，标志着交换机的具体性能。如果吞吐量太小，就会成为网络瓶颈，给整个网络的传输效率带来负面影响。交换机应当能够实现线速交换，即交换速率达到传输线上的数据传输速度，从而最大限度地消除交换瓶颈。对于千兆位交换机而言，若欲实现网络的无阻塞传输，要求： 吞吐量(Mpps)=万兆位端口数量×14.88 Mpps+千兆位端口数量×1.488 Mpps+百兆位端口数量×0.1488 Mpps

如果交换机标称的吞吐量大于或等于计算值，那么在三层交换时应当可以达到线速。其中，1个万兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为14.88 Mpps，1个千兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为1.488 Mpps，1个百兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为0.1488 Mpps。那么这些数值是如何得到的呢?事实上，包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64 B的数据包(最小包)的个数作为计算基准的。以千兆位以太网端口为例，其计算方法如下：1,000,000,000 bps/8 bit/ (64+8+12) B =1,488,095 pps以太网帧为64 B时，需考虑8 B的帧头和12 B的帧间隙的固定开销。由此可见，线速的千兆位以太网端口的包转发率为1.488 Mpps。万兆位以太网的线速端口包转发率，正好为千兆位以太网的10倍，即14.88 Mpps;而快速以太网的线速端口包转发率，则为千兆位以太网的十分之一，即0.1488 Mpps。

2、背板带宽

带宽是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量，就像是立交桥所拥有的车道的总和。由于所有端口间的通信都需要通过背板完成，所以背板所能提供的带宽，就成为端口间并发通信时的瓶颈。带宽越大，提供给各端口的可用带宽越大，数据交换速度越大;带宽越小，给各端口提供的可用带宽越小，数据交换速度也就越慢。也就是说，背板带宽决定着交换机的数据处理能力，背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强。因此，背板带宽越大越好，特别是对那些汇聚层交换机和中心交换机而言。若欲实现网络的全双工无阻塞传输，必须满足最小背板带宽的要求。其计算公式如下： 背板带宽=端口数量×端口速率×2提示：对于三层交换机而言，只有转发速率和背板带宽都达到最低要求，才是合格的交换机，二者缺一不可。

3、四层交换

第四层交换用于实现对网络服务的快速访问。在四层交换中，决定传输的依据不仅仅是MAC地址(第二层网桥)或源/目标地址(第三层路由)，而且包括TCP/UDP(第四层)应用端口号，被设计用于高速Intranet应用。四层交换除了负载均衡功能外，还支持基于应用类型和用户ID的传输流控制功能。此外，四层交换机直接安放在服务器前端，它了解应用会话内容和用户权限，因而使它成为防止非授权访问服务器的理想平台。

4、模块冗余

冗余能力是网络安全运行的保证。任何厂商都不能保证其产品在运行的过程中不发生故障。而故障发生时能否迅速切换就取决于设备的冗余能力。对于核心交换机而言，重要部件都应当拥有冗余能力，比如管理模块冗余、电源冗余等，这样才可以在最大程度上保证网络稳定运行。

5、路由冗余

利用HSRP、VRRP协议保证核心设备的负荷分担和热备份，在核心交换机和双汇聚交换机中的某台交换机出现故障时，三层路由设备和虚拟网关能够快速切换，实现双线路的冗余备份，保证整网稳定性。 核心交换机是整个网络的核心和心脏，如果发生致命性的故障，将导致本地网络的瘫痪。

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