交换机的分类与选择

交换在搭建网络中起到关键性作用，也是弱电工程用的最多的设备之一。交换机各类繁多，不同种类的交换机性能各异，我们在选择前就需要知道自己需要的种类，交换机可以从不同的方式进行分类，那么交换机如何进行分类？

一、交换机的分类

交换机的分类如同人的属性一样，我们都会有不同的角色，在家庭环境下一个女子可能是女儿、妈妈、妻子，在工作环境中，她可能是同事、领导，不同的场景下身份不一样，这些都是一个人身上的标签，交换机在不同的场景下也会有不同的标签，根据划分依据的不同，突出的重点也不一样，如下图所示：

在以上7种场景下，可以扩展出多种交换机的类型，其实这些分类下并不冲突，一台核心交换机是一台三层交换机，具有可堆叠、可管理的功能，那么不管是称它为核心交换机还是三层交换机、可堆叠交换机，说的其实都是一个设备。

虽然说交换机的叫法很多，不过现在常见的是按照网络构成划分，也就是说一般比较接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机的人更常见，接下来重点分析一下这三种类型的交换机该如何选择。

接入层、汇聚层、核心层为三层网络架构，其中核心层为主干网络，汇聚层提供基于策略的连接，接入层主要连接设备，就像是公司的组织结构一样，高层管理、中层管理和基层员工，各司其职，共同保证公司的正常运转。

二、接入层交换机的特点

1、接入层交换机的特点：

2、接入层交换机选择建议：

接入层交换机的需求量是最大的，在终端连接的交换机需要满足多端口低成本的特性，因此主要考虑性价比因素，在功能上要求不是很高。

三、汇聚层交换机的特点

1、汇聚层交换机的特点：

汇聚层交换机从名字上看就是多台接入层交换机的汇聚部分，用来传递核心层交换机和接入层交换机的信息，汇聚层交换机可以实现策略，根据编辑好的程序实现VLAN之间的路由、工作组接入、地址过滤等功能。

2、汇聚层交换机的选择建议：

由于它所处的地位它的性能必须必接入层更高才、交换速度更快才能满足上传下递的需要。

那么有人会有疑问了，倘若是核心层的交换机端口数足够多，性能足够好，应用环境传输距离近，汇聚层交换机是不是可以省略了，直接将核心交换机与接 入层交换机连接。

答案是可以的，这就像有些小公司只有一个经理具有领导权一样，其他人都是平起平坐，这样的话可以省去很多中间成本，而且网络线路检查维护起来也更方便。

四、核心层交换机的特点

端口类型/速率/数量

在选择核心交换机的端口类型、速率和数量时，应参考汇聚层交换机的端口类型、速率和数量，选择相应的即可。当然若是预算充足，可选择端口类型丰富或者端口数量多的核心交换机，这样未来即便是网络需求增长也能满足需求。

背板带宽

对于核心交换机来说，若想实现全双工无阻塞，就必须满足最低标准要求（背板带宽=端口数量*端口速率*2），背板带宽越高，数据交换速度就越大，核心交换机的数据处理能力就越强。

转发速率

由于核心交换机承载着庞大的网络流量，因此通常情况下，核心交换机的转发速率比接入/汇聚交换机都要高【例：转发速率【吞吐量】(Mpps)=万兆位端口数量×14.88Mpps+千兆位端口数量×1.488Mpps+百兆位端口数量×0.1488Mpps ）】。事实上，核心交换机所需的转发速率取决于网络中设备的数量，可通过查询各种流量报告和用户群分析确定核心交换机所需的转发速率，切勿盲目选择，造成网络瓶颈或资源浪费。

注：对于三层交换机而言，当背板带宽和转发速率均达到最低标准要求以上，该交换机才算合格。

链路聚合

链路聚合指将多个物理端口聚合在一起形成一个逻辑端口，可增加链路带宽，且确保网络稳定性。因此选择一款带有链路聚合功能的核心交换机更好，这样可为汇聚交换机发送到核心交换机的流量提供足够的带宽，且让汇聚交换机尽可能高效的向核心交换机传输流量。

VLAN & QoS

随着全球数据流量的不断攀升，网络中的语音、视频、数据等流量将会不断增加，当网络流量较大时，交换机可能会出现无法合理控制、分配资源甚至出现网络阻塞等问题，若这时只是一味地增加核心层带宽并不是明智之举。VLAN划分主要是针对不同的应用进行区域划分，可有效地对网络进行控制和管理。QoS可在现有的带宽条件下对实时性强且重要的数据流量优先处理，从而可有效解决网络延迟、阻塞等问题。因此选择一款支持VLAN划分和QoS的核心交换机是一种经济且有效的方式。

冗余

核心交换机的冗余能力是网络安全的保障，因此尽量选择一款可以提供较多冗余的核心交换机是很重要的，这样当硬件出现故障时可快速进行切换避免网络瘫痪，而且就算未来网络需求增长也能满足需求。除了端口冗余（插槽冗余）、模块冗余、电源冗余等硬件冗余以外，核心交换机的路由冗余也很重要，当核心交换机所连接某台汇聚交换机出现故障时，可凭借HSRP、VRRP协议快速切换实现双线路的冗余备份，确保网络的稳定性。

注：收敛时间越短的路由协议，核心交换机性能越好。

安全性

核心层作为网络主干部分，若是被病毒或黑客等攻击，那么整个网络将会出现故障甚至瘫痪。因此必须要选择一款安全性能较高的核心交换机。比如：

• 网管功能可通过ACL（访问控制列表）、流量控制等进行网络管控；
• ARP（地址解析协议）防护功能可有效减少网络中ARP欺骗；
• VPN（虚拟专用网）通过特殊加密的通讯协议在多个企业内部网之间建立一条安全且专有的通讯线路。

核心层交换机的选择建议：

选择核心交换机应重点比较交换机的吞吐量、带宽、VLAN、冗余、安全等因素，选择千兆甚至万兆以上的可管理交换机。