核心交换机功能（什么是核心交换机）

本文目录

• 什么是核心交换机
• 什么时候需要使用核心交换机
• 详解核心交换机的TRUNK功能(2)

什么是核心交换机

如果不是专业人士肯定对核心交换机知之甚少，其实其并不是交换机的一种类型，因此可能会比较难以理解，那么什么是核心交换机？下面我们将为大家带来核心交换机配置标准，以作大家参考之用。什么是核心交换机？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。模块化结构拥有更强劲的性能、更大的灵活性和可扩充性，可以根据现实或者未来的需要选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应千变万化的网络需求。核心交换机配置标准：1、可扩展性应当包括两个方面：(1)插槽数量。插槽用于安装各种功能模块和接口模块。由于每个接口模块所提供的端口数量是一定的，因此插槽数量也就从根本上决定着交换机所能容纳的端口数量。另外，所有功能模块（如超级引擎模块、IP语音模块、扩展服务模块、网络监控模块、安全服务模块等）都需要占用一个插槽，因此插槽数量也就从根本上决定着交换机的可扩展性。(2)模块类型。毫无疑问，支持的模块类型（如LAN接口模块、WAN接口模块、ATM接口模块、扩展功能模块等）越多，交换机的可扩展性越强。仅以局域网接口模块为例，就应当包括RJ-45模块、GBIC模块、SFP模块、10Gbps模块等，以适应大中型网络中复杂环境和网络应用的需求。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。3、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，每个千兆线速端口的包转发率为1.488Mpps，每个百兆端口的包转发率为0.1488Mpps。4、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。5、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。6、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。以上就是小编为您带来的什么是核心交换机？核心交换机配置标准的全部内容。

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×14.88Mpps+千兆位端口数量×1.488Mpps+百兆位端口数量×0.1488Mpps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64B时的理论吞吐量为14.88Mpps，1个千兆位端口在包长为64B时的理论吞吐量为1.488Mpps，1个百兆位端口在包长为64B时的理论吞吐量为0.1488Mpps。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64B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：1,000,000,000bps/8bit/(64+8+12)B=1,488,095pps以太网帧为64B时，需考虑8B的帧头和12B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1.488Mpps。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14.88Mpps;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0.1488Mpps。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。

详解核心交换机的TRUNK功能(2)

　　在核心交换机的性能参数中，常常提到一个重要的指标：TRUNK，许多的二层交换机产品在介绍其性能时，都会提到能够支持TRUNK功能，从而可以为互连的交换机之间提供更好的传输性能。

　　一、什么是TRUNK?

　　TRUNK是端口汇聚的意思，就是通过配置软件的设置，将2个或多个物理端口组合在一起成为一条逻辑的路径从而增加在交换机和网络节点之间的带宽，将属于这几个端口的带宽合并，给端口提供一个几倍于独立端口的独享的高带宽。

　　Trunk是一种封装技术，它是一条点到点的链路，链路的两端可以都是交换机，也可以是交换机和路由器，还可以是主机和核心交换机或路由器。基于端口汇聚(Trunk)功能，允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量， 大幅度提供整个网络能力。

　　一般情况下，在没有使用TRUNK时，大家都知道，百兆以太网的双绞线的这种传输介质特性决定在两个互连的普通10/100交换机的带宽仅为100M，如果是采用的全双工模式的话，则传输的最大带宽可以达到最大200M，这样就形成了网络主干和服务器瓶颈。

　　要达到更高的数据传输率，则需要更换传输媒介，使用千兆光纤或升级成为千兆以太网，这样虽能在带宽上能够达到千兆，但成本却非常昂贵(可能连交换机也需要一块换掉)，更本不适合低成本的中小企业和学校使用。如果使用TRUNK技术，把四个端口通过捆绑在一起来达到800M带宽，这样可较好的解决了成本和性能的矛盾。

　　二、TRUNK的具体应用

　　TRUNK(端口汇聚)是在核心交换机和网络设备之间比较经济的增加带宽的方法，如服务器、路由器、工作站或其他核心交换机。这种增加带宽的方法在当单一交换机和节点之间连接不能满足负荷时是比较有效的。

　　TRUNK 的主要功能就是将多个物理端口(一般为2-8个)绑定为一个逻辑的’通道，使其工作起来就像一个通道一样。将多个物理链路捆绑在一起后，不但提升了整个网络的带宽。

　　而且数据还可以同时经由被绑定的多个物理链路传输，具有链路冗余的作用，在网络出现故障或其他原因断开其中一条或多条链路时，剩下的链路还可以工作。但在VLAN数据传输中，各个厂家使用不同的技术。

　　例如：思科的产品是使用其VLAN TRUNK 技术，其他厂商的产品大多支持802.1q协议打上TAG头，这样就生成了小巨人帧，需要相同端口协议的来识别，小巨人帧由于大小超过了标准以太帧的1518字节限制，普通网卡无法识别，需要有核心交换机脱TAG。TRUNK功能比较适合于以下方面具体应用：

　　1、TRUNK功能用于与服务器相联，给服务器提供独享的高带宽。

　　2、TRUNK功能用于核心交换机之间的级联，通过牺牲端口数来给核心交换机之间的数据交换提供捆绑的高带宽，提高网络速度，突破网络瓶颈，进而大幅提高网络性能。

　　3、Trunk可以提供负载均衡能力以及系统容错。由于Trunk实时平衡各个核心交换机端口和服务器接口的流量，一旦某个端口出现故障，它会自动把故障端口从Trunk组中撤消，进而重新分配各个Trunk端口的流量，从而实现系统容错。

　　三、如何设置TRUNK

　　设置TRUNK需要指定一个作为主干的端口，比如2/24，如把某个端口设成Trunk方式，命令如下：set trunk mod/port 。

　　该命令可以分成以下4个部分：mod/port：指定用户想要运行Trunk的那个端口;Trunk的运行模式，分别有：on | off | desirable | auto | nonegotiate。要想在快速以太网和千兆以太网上自动识别出Trunk，则必须保证在同一个VTP域内。也可以使用On或Nonegotiate模式来强迫一个端口上起Trunk，无论其是否在同一个VTP域内。

　　承载的VLAN范围。缺省下是1～1005，可以修改，但必须有TRUNK协议。使用TRUNK时，相邻端口上的协议要一致。另外在中心交换机上需要把和下面的核心交换机相连的端口设置成TRUNK，这样下面的核心交换机中的多个VLAN就能够通过一条链路和中心交换机通信了。

　　四、配置TRUNK时的注意事项

　　在一个TRUNK中，数据总是从一个特定的源点到目的点，一条单一的链路被设计去处理广播包或不知目的地的包。在配置TRUNK时，必须遵循下列规则：

　　1：正确选择TRUNK的端口数目，必须是2，4或8。

　　2：必须使用同一组中的端口，在核心交换机上的端口分成了几个组，TRUNK的所有端口必须来自同一组

　　3：使用连续的端口;TRUNK上的端口必须连续，如你可以用端口4，5，6和7组合成一个端口汇聚。

　　4：在一组端口只产生一个TRUNK。

　　候，总是先要找到Cisco交换机上面的一个空闲端口，对其进行必要的业务配置，最后再把网线接上，但是将交换机上面的线缆比较多的情况下。

　　凭肉眼很难一下子就把空闲的端口准确的辨认出来(要是一不小心拔错了，可就造成网络故障了)，所以我们以前都是登录到交换机上，用相应的命令进行查看，命令如下：3550#show inter。这个时候交换机会依次显示出每个端口的详细信息，其中就包括端口的通断情况，但是这样看的话还是太慢了。