核心交换机是啥（核心交换机的用处）

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网络交换机在现代通信中扮演着关键角色，而核心交换机和普通交换机则是网络架构中两种重要的组成部分。它们在处理数据流量、连接设备、以及整体网络性能方面存在着显著的区别。在深入探讨核心交换机和普通交换机之间的差异之前，我们先来了解一下它们的定义以及在网络拓扑中的作用。

普通交换机

普通交换机是网络中基础的设备之一，负责局域网内设备之间的通信。普通交换机主要用于连接局域网（LAN）内的设备。它充当连接计算机、打印机、服务器和其他网络设备的中继点。通过普通交换机，这些设备能够直接在局域网内进行快速、可靠的数据交换。

在小规模网络中，普通交换机通常用于构建局部区域网络。用户可以通过将计算机、网络打印机和其他设备连接到交换机的端口上，轻松地建立一个内部网络，实现设备之间的通信和资源共享。

普通交换机的基本功能是根据设备的MAC地址（物理地址）将数据包从一个端口转发到另一个端口。这种数据转发方式比传统的集线器（Hub）更为高效，因为它只将数据发送到目标设备，而不是广播到整个网络。

普通交换机的端口数量和速度通常相对较少。它们可以有数个端口，每个端口可能是千兆以太网（1Gbps）或快速以太网（100Mbps）速度。这在小型网络环境中通常足够使用。

相比于更复杂的核心交换机，普通交换机通常具有较为简单的管理和配置。它们通常不涉及复杂的网络功能，因此设置和管理起来相对容易。

普通交换机适用于小型办公室、家庭网络、小型企业或较为简单的网络需求。它们为连接多个设备提供了经济实惠的解决方案，并满足了这些环境中的基本通信需求。

核心交换机

核心交换机在网络架构中扮演着至关重要的角色，位于网络主干或物理核心内，是连接不同部分的关键设备。它作为高容量交换机，负责连接不同的网络子网，承担着整个网络的核心功能。核心交换机是数据流量的主要集散地，需要足够强大以处理大量的数据流。

核心交换机被视为对网络成功运行至关重要的骨干设备。它在网络中充当着多重角色，包括：

• 广域网（WAN）或互联网的网关： 核心交换机作为连接内部网络到WAN或互联网的关键网关。它负责管理流入和流出的数据流，确保数据能够有效地穿越不同网络。

• 服务器连接： 核心交换机连接到各种服务器，提供高带宽和低延迟的通信通道。这包括连接到数据中心的服务器、应用服务器、存储服务器等。

• 互联网服务提供商（ISP）连接： 通过核心交换机，内部网络可以连接到一个或多个ISP，以获取互联网服务。这是企业网络与外部网络通信的关键接口。

核心交换机需要足够强大，并且具备足够的能力来处理发送给它的负载。这意味着它应该是一个快速、功能齐全的托管交换机。高性能和高容量的要求确保了核心交换机能够处理大规模的数据流，保证网络的流畅运行。

核心交换机必须能够快速而可靠地处理数据。这包括数据的快速转发、流量的有效管理，以及在网络中不同部分之间实现高效的路由。核心交换机的性能直接影响整个网络的性能。

核心交换机负责聚合所有的交换机和网络子网。它通过有效地连接不同部分，形成一个统一的网络整体。这种聚合确保了数据能够自由流动，不受制于特定子网之间的限制。

核心交换机的优势

大缓存技术

核心交换机采用分布式缓存架构，与普通交换机相比，具有更大的缓存容量。这种大缓存技术使得核心交换机能够应对突发流量，保障在高密度服务器调度和流量突发的情况下，网络转发零丢包，确保业务的连续性和高效性。

大容量设备

在网络流量高密度、调度复杂的数据中心环境中，核心交换机需要具备更大的容量，以支持高密度的应用调度和流量的浪涌突发。相较于普通交换机，核心交换机支持更高的端口密度和更大的转发容量，确保网络性能的优越和可靠。

虚拟化技术

数据中心交换机需要支持虚拟化技术，将物理资源转变为逻辑上可管理的资源。这种虚拟化技术使得多个网络设备可以进行统一管理，实现对业务的准确识别和控制。通过虚拟化，数据中心交换机能够降低管理成本，提高IT利用率。

TRILL技术

传统的生成树协议(STP)在超大型数据中心的扩容中存在一些缺陷，如资源浪费和网络转发效率低下。TRILL技术的引入弥补了这些缺陷，有效地将第二层配置和灵活性与第三层融合，使得整个网络能够实现无环路转发，提高了转发效率。

FCoE技术

FCoE技术实现了数据中心网络的融合，将数据网络和存储网络整合在一起。这种融合技术的实现需要在数据中心的交换机上进行，而数据中心交换机具备对FCoE技术的支持，使得网络的管理更为灵活，并提高了整体的效率。

链路聚合、冗余、堆叠、热备份等功能

核心交换机支持链路聚合、冗余、堆叠和热备份等功能，提高了网络的稳定性和可靠性。这些功能对于数据中心的高要求环境至关重要，确保在面对设备故障或网络变化时，能够快速而可靠地恢复。

链路聚合是一种网络技术，通过将两个或多个物理数据通道组合成一个逻辑链路，从而实现更高带宽和更强连接可靠性的目的。这项技术通常用于连接对高带宽要求的设备，如连接到骨干网络的服务器或服务器场景。

在由多台交换机组成的网络环境中，链路冗余是一种关键的网络设计手段，旨在提高网络的效率和稳定性。通过采用备份连接，网络可以更好地应对单点故障，确保数据的连续传输和网络的持续可用性。

交换机堆叠是一种网络架构，通过专有的堆叠电缆连接，将多个交换机组合成一个逻辑交换机。这种设计能够提高性能、简化管理，并增强网络的可扩展性。

热备份路由器协议（Hot Standby Router Protocol，HSRP）是一种用于提高核心交换机可用性的协议。HSRP的工作原理是将多个核心交换机组成一个“热备份组”，形成一个虚拟路由器。在任何时候，组中只有一台路由器处于活动状态，负责转发数据包。其他路由器则处于备份状态。如果活动路由器发生故障，备份路由器会迅速接管，并成为新的活动路由器。

核心交换机与普通交换机的区别

端口数量和类型

标准交换机通常具有24到48个端口，这些端口主要为千兆以太网或快速以太网。这种交换机的主要功能是在接入层访问用户数据或者聚合一些交换机数据。通常配置有简单的VLAN支持、路由协议以及一些基本的SNMP功能。然而，它们的背板带宽相对较小，适用于小规模网络。

核心交换机通常具有更多的端口，其端口类型可以涵盖千兆以太网、快速以太网，甚至更高速的以太网标准。由于核心交换机位于网络的核心或数据中心，需要处理大规模的数据流量，因此其端口数量和类型更为丰富，以应对高度复杂的网络结构。

功能和配置

标准交换机具有较为基础的功能，通常支持简单的VLAN配置、基本的路由协议和有限的SNMP功能。这种交换机主要关注于连接设备，提供基本的数据传输功能，适用于小型网络或者局部网络的场景。

核心交换机则具有更为复杂和强大的功能。除了支持高级的VLAN配置外，它通常还能够实现更复杂的路由协议、QoS（质量服务）、安全性功能等。核心交换机必须满足大规模网络的需求，因此其功能和配置相对更加全面，以保障网络的性能、可靠性和安全性。

位置和作用

普通交换机通常部署在网络的接入层，直接处理用户网络连接。接入层的目标是让最终用户能够连接到网络，因此这类交换机具有成本低、端口密度高的特点。它们是用户终端设备接入网络的入口点，承担着用户数据传输的任务。

核心交换机位于网络的核心层，扮演着骨干传输结构的角色。核心层的主要目的是通过通信的高速转发，提供优化、可靠的骨干传输结构。核心交换机是多个接入层设备的汇聚点，必须能够处理来自接入层设备的所有流量，并提供到核心层的上行链路。

性能和吞吐量

普通交换机的性能较为基础，适用于小规模网络，其背板带宽相对较小。这种交换机主要关注于提供基本的连接功能，不需要处理大规模的数据流量。

核心交换机具有更高的性能和吞吐量，以处理大规模网络的复杂数据流量。它们必须具备更高的可靠性、性能和吞吐量，以确保网络的高效运行。核心交换机在整个网络中起到了关键的骨干作用，承担着连接不同部分并提供高速数据传输的任务。