核心交換機和普通交換機有什么區別？
By Mia
核心交換機不是交換機的一種，而是放置在核心層（網絡骨幹）的交換機。
一般大型企業網絡、網吧都需要採購核心交換機來實現強大的網絡擴展能力，以保護原有投資。當計算機數量達到50台時，這些地方可能會使用核心交換機。當計算機少於50台時，路由器就足夠了。所謂核心交換機是針對網絡架構而言的。如果是有幾台計算機的小型局域網，8端口的小型交換機就可以稱爲核心交換機。
核心交換機與普通交換機的區別
- 端口之間的區別
標准交換機端口數量一般爲24-48個，大多數網絡端口爲千兆以太網或快速以太網端口。主要功能是接入層訪問用戶數據或者聚合一些交換機數據。這種交換機可以配置Vlan簡單路由協議和一些簡單的SNMP功能，背板帶寬相對較小。
- 連接或訪問網絡之間的區別
網絡中直接處理用戶網絡連接或接入的部分通常稱爲接入層，接入層與核心層之間的部分稱爲分布層或匯聚層。接入層的目的是讓最終用戶連接到網絡，因此接入層交換機具有成本低、端口密度高的特點。
匯聚層交換機是多個接入層交換機的匯聚點，它必須能夠處理來自接入層設備的所有流量，並提供到核心層的上行鏈路。因此，匯聚層交換機具有更高的性能、更少的接口和更高的交換速率。
網絡的主要部分稱爲核心層。核心層的主要目的是通過通信的高速轉發，提供優化、可靠的骨幹傳輸結構。因此，核心層交換應用具有更高的可靠性、性能和吞吐量。
核心交換機的優勢
與普通交換機相比，數據中心交換機需要具備以下特點：大緩存、高容量、虛擬化、FCoE、二層TRILL技術、可擴展性、模塊冗余等。
- 大緩存技術
數據中心交換機改變了傳統交換機的出端口緩存方式。它採用分布式緩存架構，緩存比普通交換機大很多。緩存容量可以達到1G以上，而一般交換機只能達到2-4m。每個端口在10吉全线速情況下突發流量緩存容量可達200ms，這樣在突發流量的情況下，大緩存仍能保證網絡轉發零丟包，正好適合數據中心服務器數量衆多，流量突發。
- 大容量設備
數據中心的網絡流量具有高密度應用調度和浪湧突發緩衝的特點。但普通交換機無法實現對業務的准確識別和控制，達到互聯互通的目的。無法實現快速響應和零丟包，無法保證業務連續性。系統的可靠性主要取決於設備的可靠性。
因此，普通交換機無法滿足數據中心的需求。數據中心交換機需要具備大容量轉發特性，支持高密度10吉板卡，即48口10吉板卡。對於轉發，數據中心交換機只能採用CLOS分布式交換架構。
另外，隨着40G、100G的普及，支持8端口的40G單板和支持4端口的100G單板也逐漸商用。此外，用於數據中心交換機的40G和100G單板已經進入市場，滿足了數據中心高密度應用的需求。
- 虛擬化技術
數據中心的網絡設備需要具備高管理性和高安全可靠性的特點。因此，數據中心的交換機也需要支持虛擬化。虛擬化就是將物理資源轉變爲邏輯上可管理的資源，打破物理結構的障礙。
利用虛擬化技術，可以對多個網絡設備進行統一管理。單台設備上的業務可以完全隔離，可以降低數據中心40%的管理成本，提高IT利用率約25%。
- TRILL技術
在數據中心構建二層網絡方面，最初的標准是FTP協議。但它有以下缺陷：
–STP通過端口阻塞的方式工作，所有冗余鏈路不轉發數據，造成寬帶資源的浪費。
–網絡只有一棵生成樹，數據報文必須經過根橋，影響整個網絡的轉發效率。
因此，STP將不再適合超大型數據中心的擴容。TRILL的出現就是爲了彌補STP的這些缺陷。TRILL協議有效地將第2層配置和靈活性與第3層融合和規模結合起來。無需第二層配置，整個網絡即可無環路轉發。TRILL技術是數據中心交換機的基本二層特性，這是普通交換機所不具備的。
- FCoE技術
傳統的數據中心通常有數據網絡和存儲網絡。FCOE技術的出現使得網絡融合成爲可能。FCoE是將存儲網絡的數據幀封裝在以太網幀中進行轉發的技術。這種融合技術的實現必須發生在數據中心的交換機上，而普通交換機一般不具備這些功能。
鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份等功能也非常重要，它們決定了核心交換機在實際應用中的性能、效率和穩定性。
鏈路聚合
鏈路聚合是將兩個或多個數據通道組合成單個通道，表現爲更高帶寬的邏輯鏈路。鏈路聚合通常用於連接一台或多台具有高帶寬要求的設備，例如連接到骨幹網絡的服務器或服務器場。它可用於擴展鏈路帶寬並提供更高的連接可靠性。
例如，企業有兩層樓，分別經營不同的業務。兩層樓的網絡本來是分开的，但同一家企業難免會有交互。這時就可以打通兩層樓之間的網絡，使相互連接的部門能夠高速通信。如下所示：
如上圖所示，SwitchA和SwitchB分別通過以太網鏈路連接到VLAN10和VLAN20網絡，SwitchA和SwitchB之間存在大量數據流量。
用戶希望SwitchA和SwitchB之間能夠提供更大的鏈路帶寬，以實現相同VLAN之間的互通。同時，用戶也希望提供一定程度的冗余，以保證數據傳輸和鏈路的可靠性。
創建Eth-Trunk接口並添加成員接口，增加鏈路帶寬。兩台交換機配置Eth-Trunk1，然後將需要通信的3條线路的端口都添加到Eth-Trunk1中，並設置端口trunk允許對應的VLAN通過。這樣，兩層樓的網絡就可以正常通信了。
鏈路冗余
爲了保持網絡的穩定性，在由多台交換機組成的網絡環境中，會採用一些備份連接來提高網絡的效率和穩定性。這裏的備份連接也稱爲備份鏈路或冗余鏈路。
交換機堆疊
通過專有的堆疊電纜連接，多個交換機可以堆疊成一個邏輯交換機。該邏輯交換機中的所有交換機共享相同的配置和路由信息。添加和刪除單個交換機時，邏輯交換機的性能不會受到影響。
交換機光口的類型有SFP、10G SFP+、25G SFP28、40G QSFP+、100G QSFP28等，需要選擇正確的光模塊插入交換機中才能正常使用。例如，SFP端口可以插入SFP光模塊，10G SFP+端口用於10G光模塊。100G QSFP28端口需要插入100G QSFP28光模塊。
如果要將電口交換機和光口交換機互連，可以使用銅口SFP。它用於將光口轉換爲電口，以便使用網线連接兩台交換機。
堆疊交換機通過兩個環路連接。交換機的硬件負責對雙環路上的數據包進行負載均衡。該環路充當該大型邏輯交換機的背板。當兩個環路都正常工作時，數據包在該邏輯交換機上的傳輸速率爲32Gbps。
當需要傳輸數據幀時，交換機的軟件會計算哪個環路更可用，然後將數據幀發送到該環路。如果堆疊线纜出現故障，故障线纜兩端的交換機將檢測到故障並斷开受影響的環路，而邏輯交換機仍可以工作在單環路狀態，數據包吞吐率爲16Gbps。交換機以菊花鏈方式堆疊。連接方法請參考下圖。
堆疊提高了交換機端口和帶寬的穩定性。
熱備份(HSRP)
核心交換機是整個網絡的核心和心髒。如果核心交換機發生致命故障，將導致本地網絡癱瘓，造成不可估量的損失。因此，在選擇核心交換機時，經常會看到一些核心交換機配備了堆疊或者熱備份等功能。
核心交換機採用熱備份是提高網絡可靠性的必然選擇。當核心交換機完全無法工作時，其所有功能將由系統中的另一台備份路由器接管，直到該路由器恢復正常。這就是熱備份路由器協議(HSRP)。
實現HSRP的條件是系統中存在多台核心交換機，它們組成一個“熱備份組”，從而形成一個虛擬路由器。在任何時候，組中只有一台路由器處於活動狀態，並轉發數據包。如果活動路由器發生故障，則會選擇一台備份路由器來替代活動路由器，但網絡中的主機將認爲該路由器沒有發生變化。因此主機保持連接狀態，不受故障影響，較好地解決了核心交換機切換問題。
爲了減少網絡數據流量，主用核心交換機和備用核心交換機設置後，定時發送HSRP報文。當主用核心交換機出現故障時，備用核心交換機接替主用核心交換機。如果備份核心交換機出現故障或成爲主用核心交換機，則會選擇另一台核心交換機作爲備份核心交換機。
當接入層交換機到主核心交換機的线路出現故障時，切換到備用機。
當與核心交換機A相連的接入層交換機1的數據鏈路出現故障時，接入層交換機1的數據鏈路切換到核心交換機B，但在切換期間，接入層交換機1丟失了6個數據包，如上圖所示。
當服務器與核心交換機A之間的主鏈路出現故障（如线路、網卡等），且服務器主網卡切換到備用網卡時，將會丟失6個數據包。但當主鏈路恢復後，服務器會自動從備用網卡切換到主網卡，且在此切換過程中數據包不會丟失。
標題：核心交換機和普通交換機有什么區別？
地址：https://www.utechfun.com/post/306693.html