提起核心交換機與普通交換機有什么區別？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別

1、端口的區別

    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通信，提供優化、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。

核心交換機的優勢

    相比較普通交換機而言，數據中心交換機需要具備以下特質：大緩存、高容量、虛擬化、FCOE、二層TRILL技術、可擴展性和模塊冗余等方面的特征。

1、大緩存技術

    數據中心交換機改變了傳統交換機的出端口緩存方式，采用分布式緩存構架，緩存比普通交換機也大許多，緩存能力可達1G以上，而一般的交換機只能達到2-4m。對于每端口在萬兆全線速條件下達到200ms的突發流量緩存能力，從而在突發流量的情況下，大緩存仍能保證網絡轉發零丟包，正好適應數據中心服務器量大，突發流量大的特點。

2、高容量設備

    數據中心的網絡流量具有高密度應用調度、浪涌式突發緩存的特點，而普通交換機以滿足互聯互通為目的，無法實現對業務精準識別與控制，在大業務情況下無法做到快速響應和零丟包，無法保證業務的連續性，系統的可靠性主要依賴設備的可靠性。

    所以普通交換機無法滿足數據中心的需要，數據中心交換機需要具備高容量轉發特點，數據中心交換機必須支持高密萬兆板卡，也就是48口萬兆板卡，為使48口萬兆板卡具備權限轉發，數據中心交換機只能采用CLOS分布式交換架構。

    除此之外，隨著40G和100G的普及，支持8端口40G板卡和4端口的100G板卡也逐漸商用，數據中心交換機40G、100G的板卡早已出現進入市場，從而滿足數據中心高密度應用的需求。

3、虛擬化技術

    數據中心的網絡設備需要具有高管理性和高安全可靠性的特點，因此數據中心的交換機也需要支持虛擬化，虛擬化就是把物力資源轉變為邏輯上可以管理的資源，以打破物理結構之間的壁壘，網絡設備的虛擬化包括多虛一，一虛多等技術。

    通過虛擬化技術，可以對多臺網絡設備統一管理，也可以對一臺設備上的業務進行完全隔離，從而可以將數據中心管理成本減少40%，將IT利用率提高大約25%。

4、TRILL技術

    數據中心在構建二層網絡方面，原先的標準是FTP協議，但其固有的缺陷如：STP是通過端口阻止來工作的，所有冗余鏈路不進行數據轉發，造成寬帶資源的浪費，STP整網只有一顆生成樹，數據報文都要經過根橋中轉收才能到達，影響了整網的轉發效率。

    所以STP將不再適合超大型數據中心的擴展，TRILL正是因為應了STP 的這些缺陷而產生，視為數據中心應用而生的技術，TRILL協議把二層配置和靈活性與三層融合和規模有效結合在一起 ，大二層不需要配置的情況下，就可以實現整網無環路轉發。TRILL技術是數據中心交換機二層基本特性，這是普通交換機不具備的。

5、FCOE技術

    傳統的數據中心往往存在一張數據網和一張存儲網絡，而新一代的數據中心網絡融合趣事越來越明顯，FCOE技術的出現使網絡融合成為可能，FCOE就是把存儲網的數據幀封裝在以太網幀內進行轉發的技術。實現這一融合技術必然是在數據中心的交換機上，普通交換機一般不具備這些功能。

    鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份等這些功能也非常重要，決定了核心交換機在實際應用中的性能、效率、穩定性等。

一、鏈路聚合

    是將兩個或更多數據信道結合成一個單個的信道，該信道以一個單個的更高帶寬的邏輯鏈路出現。鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設備，例如連接骨干網絡的服務器或服務器群。它可以用于擴展鏈路帶寬，提供更高的連接可靠性。

    舉例：公司有2層樓，分別運行著不同的業務，本來兩個樓層的網絡是分開的，但都是一家公司難免會有業務往來，這時我們就可以打通兩樓之前的網絡，使具有相互聯系的部門之間高速通信。如下圖：

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

    為了保持網絡的穩定性，在多臺交換機組成的網絡環境中，通常都使用一些備份連接，以提高網絡的效率、穩定性，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路連接起來。交換機的硬件負責將數據包在雙環路上做負載均衡。環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路更可用，然后數據幀會被送到該環路上。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，并將受影響的環路斷開，而邏輯交換機仍然可以以單環的狀態工作，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議。

    實現HSRP的條件是系統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，并由它來轉發數據包，如果活動路由器發生了故障，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。