交換機系列培訓(xùn):怎樣選擇交換機

     交換機作為網(wǎng)絡(luò)連接的主要設(shè)備，本身決定了網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性。隨公司大小不同，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也有很大的差別，采用的交換機也必須視具體情況而定，但是為了讓公司的網(wǎng)絡(luò)能承擔(dān)起大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸且能持久穩(wěn)定安全地運行，必須選用能符合條件的性能優(yōu)異且價格合適的交換機。我個人從事此方面的工作有一段時間，對目前交換機的技術(shù)和性能有一些基本的看法，希望能給大家一些參考作用：

    1、近年來交換機產(chǎn)品上的新技術(shù)

    近年交換機出現(xiàn)了很多新技術(shù)，有些技術(shù)是很有用的。

    (1)、Trunking，Trunking技術(shù)可以在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及原有布線的條件下，將交換機的多個低帶寬交換端口捆綁成一條高帶寬鏈路，通過幾個端口進行鏈路負載平衡，避免鏈路出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。在公司的網(wǎng)絡(luò)骨干部分的一部分設(shè)備可以使用此技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)流量比較大，但是實際情況不允許使用光纜的情況下，使用Trunking可以解決數(shù)據(jù)傳輸中的瓶頸問題。

    (2)、 第三層交換機基礎(chǔ)上發(fā)展的第四層交換機。這個是比較新的功能，在這里詳細介紹一下。

    在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包構(gòu)成的數(shù)據(jù)流可分別在第2、3或4層進行識別。每層都會提供關(guān)于該數(shù)據(jù)流的更為詳細的信息。在第2層，數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)包通過源站點和目的站點的MAC地址被識別。在廣播域內(nèi)，第2層交換功能有限，這是因為源和目的MAC地址僅是對數(shù)據(jù)包中信息的粗略解釋。第二層交換機可提供價格便宜、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接，但它們無法對主干數(shù)據(jù)流提供必要的控制能力。在第3層，數(shù)據(jù)流通過源和目的網(wǎng)絡(luò)IP地址被識別，控制數(shù)據(jù)流的能力僅限于源、目的地址對。如果一臺客戶機正在同時使用同一服務(wù)器上的多個應(yīng)用程序，則第3層信息就不會對每一應(yīng)用程序流作出詳細描述，這樣就無法辨認出不同的數(shù)據(jù)流，更無法為每個數(shù)據(jù)流逐一實施不同的控制規(guī)則了。OSI模型的第4層是傳輸層。它負責(zé)協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)源與目的系統(tǒng)之間的通信。TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）都位于第4層。在第4層，每個數(shù)據(jù)包都包含可被用來唯一識別發(fā)出該包的應(yīng)用程序的信息。之所以能做到這一點是因為TCP和UDP報頭都包含有"端口號"，這些端口號可以確定每個包中包含的應(yīng)用程序協(xié)議。將第4層報頭的端口號信息和第3層報頭的源--目標信息結(jié)合使用可以實現(xiàn)真正的精確控制。具體應(yīng)用程序?qū)υ捔骺梢栽诳蛻魴C與服務(wù)器間控制，如果交換式路由器是全功能的，則所有這些工作都可以以線速完成。

    一對客戶/服務(wù)器可同時打開多個不同的應(yīng)用程序會話。由于一個企業(yè)主干網(wǎng)可能包含數(shù)千個客戶/服務(wù)器對，因此一個主干網(wǎng)級的交換式路由器必須具有極大的表容量，以便存儲多達數(shù)百萬個第4層流。由于發(fā)送緩存負擔(dān)過大，而且在這些路由器中時常因表錯誤造成主干網(wǎng)性能下降，因此第3層交換機一般都不保存有關(guān)第4層數(shù)據(jù)流的信息。

     應(yīng)用層控制有以下優(yōu)點：

    應(yīng)用層服務(wù)質(zhì)量。真正的服務(wù)質(zhì)量策略通過對所有應(yīng)用程序提供線速帶寬和低延時，滿足網(wǎng)絡(luò)中所有通信流量的需要。但是，當(dāng)交換機的某一個輸出端口發(fā)生過載以及內(nèi)部緩沖區(qū)被寫滿時，就應(yīng)當(dāng)要求服務(wù)質(zhì)量建立規(guī)定優(yōu)先權(quán)的規(guī)則或"策略"，以便對網(wǎng)絡(luò)流量排定優(yōu)先次序。交換式路由器允許對應(yīng)用層流量設(shè)定服務(wù)質(zhì)量策略，從而使網(wǎng)絡(luò)管理人員能夠?qū)�網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)中的帶寬使用進行完全控制。在第2、3層交換中，服務(wù)質(zhì)量策略僅可應(yīng)用于基于信源或目標地址的網(wǎng)絡(luò)流量。對第4層應(yīng)用程序流量使用服務(wù)質(zhì)量策略意味著對個別主機對主機的應(yīng)用程序?qū)υ捯部梢栽O(shè)定優(yōu)先次序。應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)安全。傳統(tǒng)路由器使用安全過濾器和訪問控制列表實現(xiàn)對公司網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的安全訪問�；�于軟件的處理所導(dǎo)致的一個自然而然的結(jié)果是，一旦啟用安全過濾器，就將導(dǎo)致路由器性能的大幅下降，這是因為中央處理器（CPU）在每個包上需要執(zhí)行的指令大大增加了。交換式路由器消除了與安全特性有關(guān)的性能損失。當(dāng)包括安全性在內(nèi)的所有高級特性被激活時，真正的交換式路由器應(yīng)能提供線速性能。在交換式路由器中，數(shù)據(jù)包是在特定的ASIC中進行處理的，由于捕捉到了源和目的端口信息，應(yīng)用層安全和線速性能是可以同時實現(xiàn)的。例如，對公司信息的訪問可根據(jù)用戶的應(yīng)用程序得到控制，而不是禁止所有用戶訪問某一特定應(yīng)用程序。這使網(wǎng)絡(luò)管理員擁有了更多的靈活性和對公司網(wǎng)絡(luò)更好的控制，并使桌面機能夠選擇使用更多的應(yīng)用程序。應(yīng)用層記賬。管理需要測量。我們無法測量網(wǎng)絡(luò)流量就無法對網(wǎng)絡(luò)實施有效管理，通過跟蹤應(yīng)用程序流，交換式路由器極大地改善了測量、記賬和性能監(jiān)視能力。記賬信息被直接轉(zhuǎn)換成為標準的每端口上的RMON(遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控)/RMON2，從而不需要再使用獨立的外部RMON/RMON2探測器。這樣，交換式路由器便總能在所有端口上提供線速RMON/RMON2（包括所有的功能組），并且管理人員也能夠從交換式路由器直接訪問RMON/RMON2統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

     此功能應(yīng)該在公司采用骨干交換機時考慮，它能極大程度的改善網(wǎng)絡(luò)性能，并且能讓公司對網(wǎng)絡(luò)信息流進行細微的監(jiān)控，對用戶進行應(yīng)用層記帳。

    (3)、對多種路由協(xié)議的支持。

    交換式路由器通過硬件措施大幅度提高了自身的性能和功能，但是路由處理仍基于軟件。最初的交換式路由器僅支持路由器信息協(xié)議（RIP），對于一個簡單的網(wǎng)絡(luò)，RIP一般是足夠的。但較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需要有更復(fù)雜的路由協(xié)議。為大型網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的交換式路由器要求使用開放的最短路徑優(yōu)先（OSPF）路由協(xié)議。隨著要求使用多點組播（Multicast）支持的應(yīng)用程序日漸流行，交換式路由器應(yīng)該能夠?qū)嵤┤�套基于標準的多點組播協(xié)議，如距離矢量多點組播路由協(xié)議（DVMRP）及可擴展性更強的與協(xié)議無關(guān)的多點組播協(xié)議（PIM）。例如Cabletron公司智能交換式路由器SmartSwitchRouter（SSR）能提供在所有端口上以每秒千兆位速率進行第2、3、4層交換功能。高速的專用ASIC芯片通過對數(shù)據(jù)包第2、3、4層報頭的查找實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。此外，智能交換式路由器可通過在第4層交換數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)帶寬分配、故障診斷和對TCP/IP應(yīng)用程序數(shù)據(jù)流進行訪問控制的功能，并且提供詳細的流量統(tǒng)計信息和記賬信息、應(yīng)用層QoS策略和訪問控制等能力。很多公司網(wǎng)絡(luò)使用靜態(tài)路由，這是由于目前網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為星性決定的。等到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的時候，公司網(wǎng)絡(luò)就得考慮使用動態(tài)得路由協(xié)議，提供網(wǎng)絡(luò)的冗余功能。

    (4)、基于端口交換的交換機已經(jīng)淘汰，取而代之的為幀交換機。

    (5)、IEEE802.1X協(xié)議，此協(xié)議用于用戶認證，可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。在支持此協(xié)議的交換機上，只有通過系統(tǒng)認證的用戶才能收發(fā)信息，認證信息保留在專用服務(wù)器上，可以方便的查詢。公司應(yīng)盡量選用支持802.1X的交換機，在靠近用戶端選用支持認證信息透傳的交換機，這樣可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可管理性。

    2、交換機選購考慮因素

     綜合以上幾點，再考慮到交換機傳統(tǒng)性能參數(shù)，可以得出實際應(yīng)用中應(yīng)該重點考慮的參數(shù)。

    (1)、背板帶寬、二/三層交換吞吐率。這個決定著網(wǎng)絡(luò)的實際性能，不管交換機功能再多，管理再方便，如果實際吞吐量上不去，網(wǎng)絡(luò)只會變得擁擠不堪。所以這三個參數(shù)是最重要的。背板帶寬包括交換機端口之間的交換帶寬，端口與交換機內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換帶寬和系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換帶寬。二/三層交換吞吐率表現(xiàn)了二/三層交換的實際吞吐量，這個吞吐量應(yīng)該大于等于交換機∑（端口×端口帶寬）。

    (2)、VLAN類型和數(shù)量，一個交換機支持更多的VLAN類型和數(shù)量將更加方便地進行網(wǎng)絡(luò)拓撲的設(shè)計與實現(xiàn)。

    (3)、TRUNKING，目前交換機都支持這個功能，在實際應(yīng)用中還不太廣泛，所以個人認為只要支持此功能即可，并不要求提供最大多少條線路的綁定。

    (4)、交換機端口數(shù)量及類型，不同的應(yīng)用有不同的需要，應(yīng)視具體情況而定。

    (5)、支持網(wǎng)絡(luò)管理的協(xié)議和方法。需要交換機提供更加方便和集中式的管理。

    (6)、Qos、802.1q優(yōu)先級控制、802.1X、802.3X的支持，這些都是交換機發(fā)展的方向，這些功能能提供更好的網(wǎng)絡(luò)流量控制和用戶的管理，應(yīng)該考慮采購支持這些功能的交換機。

    (7)、堆疊的支持，當(dāng)用戶量提高后，堆疊就顯得非常重要了。一般公司擴展交換機端口的方法為一臺主交換機各端口下連接分交換機，這樣分交換機與主交換機的最大數(shù)據(jù)傳輸速率只有100M，極大得影響了交換性能，如果能采用堆疊模式，其以G為單位得帶寬將發(fā)揮出巨大的作用。主要參數(shù)有堆疊數(shù)量、堆疊方式、堆疊帶寬等。

    (8)、交換機的交換緩存和端口緩存、主存、轉(zhuǎn)發(fā)延時等也是相當(dāng)重要的參數(shù)。

    (9)、對于三層交換機來說，802.1d生產(chǎn)樹也是一個重要的參數(shù)，這個功能可以讓交換機學(xué)習(xí)到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對網(wǎng)絡(luò)的性能也有很大的幫助。

    (10)、三層交換機還有一些重要的參數(shù)，如啟動其他功能時二/三是否保持線速轉(zhuǎn)發(fā)、路由表大小、訪問控制列表大小、對路由協(xié)議的支持情況、對組播協(xié)議的支持情況、包過濾方法、機器擴展能力等都是值得考慮的參數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際情況考察。

     通過以上的介紹，相信能對您選購交換機有所幫助。交換機的選購，其實并不是那么復(fù)雜。