核心交换机有哪些主要参数？如何计算？如何选择？

今天来说一下核心交换机选型的主要参数。主要有可扩展性、转发速率、背板带宽、四层交换、系统冗余等参数。

交换机包装上面参数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，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。

影响核心交换机的因素有哪些呢？

一、背板带宽背板带宽也称交换容量，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的数据量，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。PoE交换机有很多的优势，不用格外的拉电线外，还可以节约成本，系统比较灵活，后期的升级和维护简单。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。若欲实现网络的全双工无阻塞传输，必须满足背板带宽的要求。

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要求，才是合格的交换机，二者缺一不可。

例如，

如何一款交换机有24个端口，

背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps。

二、二层三层的包转发率

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。汇聚层：性能比接入交换机要求要高，这点也非常好理解，我们可以选择带千M上传口的二层交换机。吞吐量就像是立交桥的车流量，是三层交换机重要的一个参数，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，从而消除交换瓶颈。对于三层核心交换机而言，若欲实现网络的无阻塞传输，这个速率能≤标称二层包转发速率和速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在做第二层和第三层交换的时候可以做到线速。

那么公式如下

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。

算出的吞吐如果小于你交换机的吞吐量的话，那就可以做到线速。

这里面万兆位端口与百兆端口如果有就算上去，没有就可以不用算。

对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言，其满配置吞吐量应达到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，实现无阻塞的包交换。同样，如果一台交换机能够提供176个千兆位端口，那么其吞吐量至少应当为 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps），才是真正的无阻塞结构设计。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?S7700作为新一代智能交换机采用了全新的硬件平台，前后及左后风道散热整机架构，提升能效比。

包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/(64 8 12)byte=1,488,095pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑 8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转 发率为1.488Mpps。快速以太网的统速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。该交换机百兆口与接入层交换机相连，千兆口与监控中心核心层交换机相连。

*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。

*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。

*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。

这个数据我们能用就行。

所以说，如果能满足上面三个条件（背板带宽、包转发率）那么我们就说这款核心交换机真正做到了线性无阻塞。

一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。

背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/专用芯片电路设计有问题;背板相对小。吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，测试很困难的并且意义不是很大。S6720-SI是业内***强大性能的多速率盒式交换机之一，提供全线速多速率100M/1G/2。

三、可扩展性

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。5G/5G/10G接入接口和40GE上行接口，使高速率AP接入、万兆服务器高密度接入以及园区网高密度40GE核心或汇聚成为可能。

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。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。

四、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***访问服务器的理想平台。利用DHCPSnooping的信任端口特性，还可以保证DHCP服务器的合法性。

五、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，这样才可以在保证网络稳定运行。

六、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。

二三层交换机的区别

■识别二层交换机二层交换机工作于OSI模型的第二层(数据链路层)，故称为二层交换机。二层交换技术发展比较成熟，属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。S12700支持3MFIB表项，满足城域网核心节点大路由应用。

■识别三层交换机三层交换机就是具有部分路由功能的交换机，即二层交换技术 三层转发技术。三层交换机重要的用途是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为该目的服务，能够做到一次路由，多次转发。

对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

■二层和三层交换机的区别功能：二层交换机基于MAC地址访问，只做数据的转发，并且不能配置IP地址；而三层交换机将二层交换技术和三层转发功能结合在一起，可配置不同vlan的IP地址；应用：二层交换机主要用于网络接入层和汇聚层，而三层交换机主要用于网络核心层；在企业网络和园区网中，S5730SI通过千兆/百兆接口接入交换机，提供高性能大容量交换，上行通过万兆光口接入核心交换机，构成万兆骨干、百兆到桌面的企业网全网解决方案，满足用户高带宽、多业务的需求。

协议：二层交换机支持物理层和数据链路层协议，而三层交换机支持物理层、数据链路层及网络层协议。场景：二层交换机多用于小型局域网组网，其快速交换功能、多个接入端口为小型网络用户提供了很完善的解决方案；S7700采用全可编程架构，可以完全自定义流量的转发模式、转发行为和查找算法。三层交换机则多用于中、大型局域网组网，可以有效加快数据转发。

组建网络规模的大小决定如何选取交换机

在这个创企不断冒出的环境里，越来越多的新区域需要构建网络环境，不论是大的园区还是小到办公室或是同一桌子上的几个电脑，这些都是需要网络设备的支持才能组成的。而交换机就是其中必不可少的设备，这次我们就来看看在不同网络规模下如何区分交换机的不同。绿色常亮：表示已选择Speed模式，业务接口指示灯暂时用来指示接口的速率，45s后自动***到默认模式（Status）。

交换机房企业交换机企业交换机属于一类交换机，一般采用模块化的结构，可作为企业网络骨干构建高速局域网，所以它通常用于企业网络的***顶层。企业级交换机可以提供用户化定制、优先级队列服务和网络安全控制，并能很快适应数据增长和改变的需要，从而满足用户的需求。对于有更多需求的网络，企业级交换机不仅能传送海量数据和控制信息，更具有硬件冗余和软件可伸缩性特点，保证网络的可靠运行。这种交换机从它所处的位置可以清楚地看出它自身的要求非同一般，起码在带宽、传输速率以背板容量上要比一般交换机要高出许多，所以企业级交换机一般都是千兆以上以太网交换机。POE交换机就是除了能提供普通交换机所具有的传输功能，还能给网线的另一端设备提供供电功能。

企业级交换机所采用的端口一般都为光纤接口，这主要是为了保证交换机高的传输速率。那么什么样的交换机可以称之为企业级交换机呢？其实还没有一个明确的标准，只是现在通常这么认为，如果是作为企业的骨干交换机时，能支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机。华为 CE12808交换机企业交换机还可以接入一个大底盘。这个底盘产品通常支持许多不同类型的组件，比如快速以太网和以大网中继器、FDDI集中器、令牌环MAU和路由器。企业交换机在建设企业级别的网络时非常有用，尤其是对需要支持一些网络技术和以前的系统。基于底盘设备通常有非常强大的管理特征，因此非常适合于企业网络的环境。增强支持OSPF、BGP、VRRP等三层特性，满足企业接入、汇聚业务承载要求，支持更加丰富的语音、视频和数据应用。

校园网交换机校园网交换机应用相对较少，主要应用于较大型网络，且一般也作为网络的骨干交换机。这种交换机具有快速数据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三层交换中的虚拟局域网（VLAN）等多种功能。锐捷 RG-S8606交换机这种交换机通常用于分散的校园网而得名，其实它不一定要应用校园网络中，只表示它主要应用于物理距离分散的较大型网络中。因为校园网比较分散，传输距离比较长，所以在骨干网段上，这类交换机通常采用光纤或者同轴电缆作为传输介质，交换机当然也就需提供SC光纤口和BNC或者AUI同轴电缆接口。部门级交换机部门级交换机是面向部门级网络使用的交换机。这类交换机可以是固定配置，也可以是模块配置，一般除了常用的RJ－45双绞线接口外，还带有光纤接口。部门级交换机一般具有较为突出的智能型特点，支持基于端口的VLAN（虚拟局域网），可实现端口管理，可任意采用全双工或半双工传输模式，可对流量进行控制，有网络管理的功能，可通过PC机的串口或经过网络对交换机进行配置、监控和测试。绿色常亮：表示业务接口指示灯暂时用来指示设备堆叠信息，45s后自动***到默认模式。如果作为骨干交换机，则一般认为支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机。

工作组交换机工作组交换机是传统集线器的理想替代产品，一般为固定配置，配有一定数目的10Base－T或100Base－TX以太网口。那交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与集线器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。H3C MiniS24G-U交换机工作组交换机一般没有网络管理的功能，如果是作为骨干交换机则一般认为支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。桌面型交换机桌面型交换机，这是***常见的一种低档交换机，它区别于其他交换机的一个特点是支持的每端口MAC地址很少，通常端口数也较少，只具备***基本的交换机特性，当然价格也是便宜的。华为 S1700-8-AC交换机 这类交换机虽然在整个交换机中属低档的，但是相比集线器来说它还是具有交换机的通用优越性，况且有许多应用环境也只需这些基本的性能，所以它的应用还是相当广泛的。它主要应用于小型企业或中型以上企业办公桌面。其中S5710-EI系列具有4个固定10GESFP 端口，通过上行扩展插卡可实现64×GE＋4×10GE，48×GE＋8×10GE，或56×GE＋6×10GE等不同端口组合，充分满足不同用户对带宽升级的实际需求，保护用户***。在传输速度上，目前桌面型交换机大都提供多个具有10／100Mbps自适应能力的端口。