在系統(tǒng)組網(wǎng)中，經(jīng)常會(huì)提到接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、核心交換機(jī)。通常，我們將網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶連接或訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)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，而將網(wǎng)絡(luò)主干部分稱為核心層。那么什么是核心交換機(jī)？又該如何選擇呢？

一、什么是核心交換機(jī)

核心交換機(jī)并不是交換機(jī)的一種類型，而是指放在核心層（網(wǎng)絡(luò)主干部分）的交換機(jī)。它位于三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最上層，相當(dāng)于公司的高層管理者，主要作用是快速轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自匯聚層的數(shù)據(jù)，通過(guò)高速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)提供快速、可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

核心交換機(jī)一般是具有網(wǎng)管功能的3層交換機(jī)。一般來(lái)說(shuō)，核心交換機(jī)的端口數(shù)量多且?guī)捀?，相?duì)于接入交換機(jī)和匯聚交換機(jī)而言，擁有更高的可靠性、冗余性、吞吐量等和相對(duì)較低的延時(shí)性。一個(gè)超過(guò)100臺(tái)電腦的網(wǎng)絡(luò)，如果想穩(wěn)定并高速的運(yùn)行，核心交換機(jī)必不可少。

三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

二、選擇核心交換機(jī)時(shí)需要考慮哪些因素？

核心層的主要目的在于通過(guò)高速轉(zhuǎn)發(fā)通信，提供優(yōu)化、可靠的骨干傳輸結(jié)構(gòu)，因此核心層交換機(jī)應(yīng)該具備更高的可靠性、吞吐量和更豐富的功能。

選擇核心交換機(jī)時(shí)重點(diǎn)考慮以下方面：

1、端口類型/速率/數(shù)量

在選擇核心交換機(jī)的端口類型、速率和數(shù)量時(shí)，應(yīng)參考匯聚層交換機(jī)的端口類型、速率和數(shù)量，選擇相應(yīng)的即可。若是預(yù)算充足，可選擇端口類型豐富或者端口數(shù)量多的核心交換機(jī)。比如，選擇帶有萬(wàn)兆上聯(lián)端口或具有堆疊端口的交換機(jī)，未來(lái)即便是網(wǎng)絡(luò)需求增長(zhǎng)也能滿足擴(kuò)展需求。

2、背板帶寬

對(duì)于核心交換機(jī)來(lái)說(shuō)，若想實(shí)現(xiàn)全雙工無(wú)阻塞，就必須滿足最低標(biāo)準(zhǔn)要求（背板帶寬=端口數(shù)量*端口速率*2），背板帶寬越高，數(shù)據(jù)交換速度就越大，核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力就越強(qiáng)。

3、轉(zhuǎn)發(fā)速率

由于核心交換機(jī)承載著龐大的網(wǎng)絡(luò)流量，因此通常情況下，核心交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)速率比接入/匯聚交換機(jī)都要高【例：轉(zhuǎn)發(fā)速率【吞吐量】（Mpps）=萬(wàn)兆位端口數(shù)量×14.88？Mpps+千兆位端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆位端口數(shù)量×0.1488？Mpps）】。

核心交換機(jī)所需的轉(zhuǎn)發(fā)速率取決于網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的數(shù)量，可通過(guò)查詢各種流量報(bào)告和用戶群分析確定核心交換機(jī)所需的轉(zhuǎn)發(fā)速率，切勿盲目選擇，造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸或資源浪費(fèi)。

對(duì)于三層交換機(jī)而言，當(dāng)背板帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)速率均達(dá)到最低標(biāo)準(zhǔn)要求以上，該交換機(jī)才算合格。

4、鏈路聚合

鏈路聚合指將多個(gè)物理端口聚合在一起形成一個(gè)邏輯端口，可增加鏈路帶寬，且確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。因此選擇一款帶有鏈路聚合功能的核心交換機(jī)更好，這樣可為匯聚交換機(jī)發(fā)送到核心交換機(jī)的流量提供足夠的帶寬，且讓匯聚交換機(jī)盡可能高效的向核心交換機(jī)傳輸流量。

5、VLAN&QoS

隨著全球數(shù)據(jù)流量的不斷攀升，網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等流量將會(huì)不斷增加，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)，交換機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法合理控制、分配資源甚至出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞等問(wèn)題，若這時(shí)只是一味地增加核心層帶寬并不是明智之舉。

VLAN劃分主要是針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行區(qū)域劃分，可有效地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和管理。

QoS可在現(xiàn)有的帶寬條件下對(duì)實(shí)時(shí)性強(qiáng)且重要的數(shù)據(jù)流量?jī)?yōu)先處理，從而可有效解決網(wǎng)絡(luò)延遲、阻塞等問(wèn)題。因此選擇一款支持VLAN劃分和QoS的核心交換機(jī)是一種經(jīng)濟(jì)且有效的方式。

6、冗余性能

核心交換機(jī)的冗余能力是網(wǎng)絡(luò)安全的保障，因此盡量選擇一款可以提供較多冗余的核心交換機(jī)是很重要的，這樣當(dāng)硬件出現(xiàn)故障時(shí)可快速進(jìn)行切換避免網(wǎng)絡(luò)癱瘓，而且就算未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需求增長(zhǎng)也能滿足需求。

除了端口冗余（插槽冗余）、模塊冗余、電源冗余等硬件冗余以外，核心交換機(jī)的路由冗余也很重要，當(dāng)核心交換機(jī)所連接的某臺(tái)匯聚交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可憑借HSRP、VRRP協(xié)議快速切換實(shí)現(xiàn)雙線路的冗余備份，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

7、安全性

核心層作為網(wǎng)絡(luò)主干部分，若是被病毒或黑客等攻擊，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)出現(xiàn)故障甚至癱瘓。因此必須要選擇一款安全性能較高的核心交換機(jī)。比如：

網(wǎng)管功能可通過(guò)ACL（訪問(wèn)控制列表）、流量控制等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管控；ARP（地址解析協(xié)議）防護(hù)功能可有效減少網(wǎng)絡(luò)中ARP欺騙；VPN（虛擬專用網(wǎng)）通過(guò)特殊加密的通訊協(xié)議在多個(gè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)之間建立一條安全且專有的通訊線路。

三、更多參數(shù)考慮

核心交換機(jī)除了考慮上述參數(shù)，還需要看堆疊、熱備份等這些功能，這些功能決定了核心交換機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的性能、效率、穩(wěn)定性等。

核心交換機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和心臟，如果發(fā)生致命性的故障，將導(dǎo)致本地網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，所造成的損失難以估計(jì)。所以我們?cè)谶x擇核心交換機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到有的核心交換機(jī)具有堆疊或熱備份等功能。

對(duì)核心交換機(jī)采用熱備份是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的必然選擇。在一個(gè)核心交換機(jī)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(gè)備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問(wèn)題的路由器恢復(fù)正常，這就是熱備份路由協(xié)議。