核心交換機和普通交換機有何區(qū)別?
來源:弱電工程師的圈子 編輯:小月亮 2020-07-05 16:16:45 加入收藏
提起核心交換機與普通交換機有什么區(qū)別?相信很多朋友都有點迷惑,今天我們一起來了解下。
核心交換機并不是交換機的一種類型,而是放在核心層(網絡主干部分)的交換機叫核心交換機。
一般大型企業(yè)網絡和網吧需要購買核心交換機來實現強大的網絡擴展能力,以保護原有的投資,電腦達到一定數量才會要用上核心交換機,而基本在50臺以下無需用核心交換機,有個路由器即可,所謂的核心交換機是針對網絡架構而言,如果是個幾臺電腦的小局域網,一個8口的小交換機就可以稱之為核心交換機。
核心交換機與普通交換機區(qū)別
1、端口的區(qū)別
普通交換機端口數量一般為24-48個,網口大部分為千兆以太網或者百兆以太網口,主要功能用于接入用戶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簡單路由協(xié)議和一些簡單的SNMP等功能,背板帶寬相對較小。
2、連接或訪問網絡區(qū)別
通常將網絡中直接面向用戶連接或訪問網絡的部分稱為接入層,將位于接入層和核心層之間的部分稱為分布層或匯聚層,接入層目的是允許終端用戶連接到網絡,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,它必須能夠處理來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。
而網絡主干部分則稱為核心層,核心層的主要目的在于通過高速轉發(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。
如上圖所示,SwitchA和SwitchB通過以太鏈路分別都連接VLAN10和VLAN20的網絡,且SwitchA和SwitchB之間有較大的數據流量。
用戶希望SwitchA和SwitchB之間能夠提供較大的鏈路帶寬來使相同VLAN間互相通信。同時用戶也希望能夠提供一定的冗余度,保證數據傳輸和鏈路的可靠性。
創(chuàng)建Eth-Trunk接口并加入成員接口,實現增加鏈路帶寬,2臺交換機分別配置Eth-Trunk1 分別將需要通信的3條線路的端口加入Eth-Trunk1,設置端口trunk, 允許相應的vlan通過;這樣兩樓的網絡就可以正常通信了。
二、鏈路冗余
為了保持網絡的穩(wěn)定性,在多臺交換機組成的網絡環(huán)境中,通常都使用一些備份連接,以提高網絡的效率、穩(wěn)定性,這里的備份連接也稱為備份鏈路或者冗余鏈路。
三、交換機的堆疊
通過專有的堆疊電纜連接起來,可將多臺交換機堆疊成一臺邏輯交換機。該邏輯交換機中的所有交換機共享相同的配置信息和路由信息。當向邏輯交換機增加和減少單體交換機時不會影響其性能。
疊加的交換機之間通過兩條環(huán)路連接起來。交換機的硬件負責將數據包在雙環(huán)路上做負載均衡。環(huán)路在這里充當了這個大的邏輯交換機的背板的角色,在雙環(huán)路都正常工作時,數據包在這臺邏輯交換機上的傳輸率為32Gbps。
當一個數據幀需要傳輸時,交換機的軟件會進行計算看哪條環(huán)路更可用,然后數據幀會被送到該環(huán)路上。如果一條堆疊電纜出故障,故障兩端的交換機都會偵測到該故 障,并將受影響的環(huán)路斷開,而邏輯交換機仍然可以以單環(huán)的狀態(tài)工作,此時的數據包通過率為16Gbps。交換機的堆疊采用菊花鏈方式,連接的方式參考下圖。
堆疊增加交換機端口與帶寬的穩(wěn)定性。
四、熱備份(HSRP)
核心交換機是整個網絡的核心和心臟,如果核心交換機發(fā)生致命性的故障,將導致本地網絡的癱瘓,所造成的損失也是難以估計的。所以我們在選擇核心交換機時,經常會看到有的核心交換機具有堆疊或熱備份等功能。
對核心交換機采用熱備份是提高網絡可靠性的必然選擇。在一個核心交換機完全不能工作的情況下,它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管,直至出現問題的路由器恢復正常,這就是熱備份路由協(xié)議。
實現HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺核心交換機,它們組成一個“熱備份組”,這個組形成一個虛擬路由器。在任意時刻,一個組內只有一個路由器是活動的,并由它來轉發(fā)數據包,如果活動路由器發(fā)生了故障,將選擇一個備份路由器來替代活動路由器,但是在本網絡內的主機看來,虛擬路由器沒有改變。所以主機仍然保持連接,沒有受到故障的影響,這樣就較好地解決了核心交換機切換的問題。
為了減少網絡的數據流量,在設置完活動核心交換機和備份核心交換機之后,只有活動核心交換機和備份核心交換機定時發(fā)送HSRP報文。如果活動核心交換機失效,備份核心交換機將接管成為活動核心交換機。如果備份核心交換機失效或者變成了活躍核心交換機,將由另外的核心交換機被選為備份核心交換機。
當某臺接入層交換機到主核心交換機的線路出現故障,切換至備機,數據流走向。
當接入層交換機1上聯(lián)至核心交換機A的數據鏈路出現故障,導致接入層交換機1的數據鏈路切換至核心交換機B,但在切換期間接入層交換機1分丟6個數據包,如上圖所示。
當服務器與核心交換機A之間主鏈路出現故障(如線路、網卡等),服務器主網卡切換至備用網卡上時,會丟6個數據包,但當主鏈路恢復以后,服務器會自動從備用網卡切換至主網卡,而這次切換時數據包不會丟失。
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