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核心交換機選型的主要參數(shù),主要有可擴展性、轉(zhuǎn)發(fā)速率、背板帶寬、四層交換、系統(tǒng)冗余等參數(shù)。
核心交換機應當全部采用模塊化結(jié)構(gòu),必須擁有相當數(shù)量的插槽,具有強大的網(wǎng)絡擴展能力,可以根據(jù)現(xiàn)實或者未來的需要選擇不同數(shù)量、不同速率和不同接口類型的模塊,以適應千變?nèi)f化的網(wǎng)絡需求
一
背板帶寬
背板帶寬也稱交換容量,是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的大數(shù)據(jù)量,就像是立交橋所擁有的車道的總和。由于所有端口間的通信都需要通過背板完成,所以背板所能提供的帶寬,就成為端口間并發(fā)通信時的瓶頸。
帶寬越大,提供給各端口的可用帶寬越大,數(shù)據(jù)交換速度越大;帶寬越小,給各端口提供的可用帶寬越小,數(shù)據(jù) 交換速度也就越慢。也就是說,背板帶寬決定著交換機的數(shù)據(jù)處理能力,背板帶寬越高,所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強。若欲實現(xiàn)網(wǎng)絡的全雙工無阻塞傳輸,必須滿足小背板帶寬的要求。
計算公式如下
背板帶寬=端口數(shù)量×端口速率×2
提示:對于三層交換機而言,只有轉(zhuǎn)發(fā)速率和背板帶寬都達到低要求,才是合格的交換機,二者缺一不可。
例如,
如何一款交換機有24個端口,
背板帶寬=24*1000*2/1000=48Gbps。
二
二層三層的包轉(zhuǎn)發(fā)率
網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)是由一個個數(shù)據(jù)包組成,對每個數(shù)據(jù)包的處理要消耗資源。轉(zhuǎn)發(fā)速率(也稱吞吐量)是指在不丟包的情況下,單位時間內(nèi)通過的數(shù)據(jù)包數(shù)量。吞吐量就像是立交橋的車流量,是三層交換機重要的一個參數(shù),標志著交換機的具體性能。如果吞吐量太小,就會成為網(wǎng)絡瓶頸,給整個網(wǎng)絡的傳輸效率帶來負面影響。交換機應當能夠?qū)崿F(xiàn)線速交換,即交換速率達到傳輸線上的數(shù)據(jù)傳輸速度,從而大限度地消除交換瓶頸。對于三層核心交換機而言,若欲實現(xiàn)網(wǎng)絡的無阻塞傳輸,這個速率能≤標稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率和速率能≤標稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率,那么交換機在做第二層和第三層交換的時候可以做到線速。
那么公式如下
吞吐量(Mpps)=萬兆位端口數(shù)量×14.88 Mpps+千兆位端口數(shù)量×1.488 Mpps+百兆位端口數(shù)量×0.1488 Mpps。
算出的吞吐如果小于你交換機的吞吐量的話,那就可以做到線速。
這里面萬兆位端口與百兆端口如果有就算上去,沒有就可以不用算。
例如,
對于一臺擁有24個千兆位端口的交換機而言,其滿配置吞吐量應達到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps,才能夠確保在所有端口均線速工作時,實現(xiàn)無阻塞的包交換。同樣,如果一臺交換機多能夠提供176個千兆位端口,那么其吞吐量至少應當為 261.8 Mpps(176×1.488 Mpps=261.8 Mpps),才是真正的無阻塞結(jié)構(gòu)設(shè)計。
那么,1.488Mpps是怎么得到的呢?
包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標準是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包(小包)的個數(shù)作為計算基準的。對于千兆以太網(wǎng)來說,計算方法如下:1,000,000,000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 說明:當以太網(wǎng)幀為64byte時,需考慮 8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn) 發(fā)率為1.488Mpps。快速以太網(wǎng)的統(tǒng)速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一,為148.8kpps。
*對于萬兆以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。
*對于千兆以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。
*對于快速以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。
這個數(shù)據(jù)我們能用就行。
所以說,如果能滿足上面三個條件(背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率)那么我們就說這款核心交換機真正做到了線性無阻塞。
一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。
背板相對大,吞吐量相對小的交換機,除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效率/芯片電路設(shè)計有問題;背板相對小。吞吐量相對大的交換機,整體性能比較高。不過背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的,可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的,因為后者是個設(shè)計值,測試很困難的并且意義不是很大。
三
可擴展性
可擴展性應當包括兩個方面:
1、插槽數(shù)量:插槽用于安裝各種功能模塊和接口模塊。由于 每個接口模塊所提供的端口數(shù)量是一定的,因此插槽數(shù)量也就從根本上決定著交換機所能容納的端口數(shù)量。另外,所有功能模塊(如超級引擎模塊、IP語音模塊、 擴展服務模塊、網(wǎng)絡監(jiān)控模塊、安全服務模塊等)都需要占用一個插槽,因此插槽數(shù)量也就從根本上決定著交換機的可擴展性。
2、模塊類型:毫無疑問,支持的模塊類型(如LAN接口模塊、WAN接口模塊、ATM接口模塊、 擴展功能模塊等)越多,交換機的可擴展性越強。僅以局域網(wǎng)接口模塊為例,就應當包括RJ-45模塊、GBIC模塊、SFP模塊、10Gbps模塊等,以適 應大中型網(wǎng)絡中復雜環(huán)境和網(wǎng)絡應用的需求。
四
四層交換
第四層交換用于實現(xiàn)對網(wǎng)絡服務的快速訪問。在四層交換中,決定傳輸?shù)囊罁?jù)不僅僅是MAC地址(第二層網(wǎng)橋)或源/目標地址(第三層路由),而且包括 TCP /UDP(第四層)應用端口號,被設(shè)計用于高速Intranet應用。四層交換除了負載均衡功能外,還支持基于應用類型和用戶ID的傳輸流控制功能。此 外,四層交換機直接安放在服務器前端,它了解應用會話內(nèi)容和用戶權(quán)限,因而使它成為防止非*訪問服務器的理想平臺。
五
模塊冗余
冗余能力是網(wǎng)絡安全運行的保證。任何廠商都不能保證其產(chǎn)品在運行的過程中不發(fā)生故障。而故障發(fā)生時能否迅速切換就取決于設(shè)備的冗余能力。對于核心交換機而 言,重要部件都應當擁有冗余能力,比如管理模塊冗余、電源冗余等,這樣才可以在上保證網(wǎng)絡穩(wěn)定運行。
五
路由冗余
利用HSRP、VRRP協(xié)議保證核心設(shè)備的負荷分擔和熱備份,在核心交換機和雙匯聚交換機中的某臺交換機出現(xiàn)故障時,三層路由設(shè)備和虛擬網(wǎng)關(guān)能夠快速切換,實現(xiàn)雙線路的冗余備份,保證整網(wǎng)穩(wěn)定性。