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思科認(rèn)證輔導(dǎo)：詳解數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)
小編為大家整理了思科認(rèn)證復(fù)習(xí)備考資料，供大家參考，在此，預(yù)祝大家在考試中取得優(yōu)異的成績!
隨著數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升，顯然普通的交換機(jī)已經(jīng)無法滿足數(shù)據(jù)中心的需要，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)具有高容量、大緩存、虛擬化、二層TRILL等技術(shù)方面的特征，可以滿足需求。到底數(shù)據(jù)中心交換機(jī)應(yīng)該具備哪些關(guān)鍵參數(shù)?
端口線速轉(zhuǎn)發(fā)：現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，端口線速轉(zhuǎn)發(fā)是最基本的要求，新的背板技術(shù)也可滿足。對數(shù)據(jù)中心交換機(jī)是數(shù)據(jù)中心的重要組成部分，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與外界信息交互不可或缺的設(shè)備。數(shù)據(jù)中心從出現(xiàn)到現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)展到了第四代，數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)也在不斷地進(jìn)步。雖然數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新特性，比如：FCoE、TRILL、EVI、XVLAN、SPB等等，但真正決定交換機(jī)性能、質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)依然是那些基本的參數(shù)。交換機(jī)的基本功能就是交換，所以交換性能仍是交換機(jī)的最關(guān)鍵參數(shù)。除了交換性能要求，對數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)還有更多其它的技術(shù)參數(shù)，下面就來說一說數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)，以便對采購、使用、擴(kuò)容數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時供參考。
數(shù)據(jù)中心也分為盒式交換機(jī)和機(jī)架式交換機(jī)，盒式交換機(jī)是一種有固定端口數(shù)，有時也會帶有少量擴(kuò)展槽的交換機(jī)。機(jī)架式交換機(jī)是一種插槽式的交換機(jī)，這種交換機(jī)擴(kuò)展性較好，可支持不同的網(wǎng)絡(luò)類型，可支持更大端口密度的網(wǎng)絡(luò)。一般在數(shù)據(jù)中心的接入層都會采用盒式交換機(jī)，盒式交換機(jī)有的只有二層功能，也有的支持三層功能，基本是以二層為主。在數(shù)據(jù)中心的匯聚、核心出口都會采用機(jī)架式交換機(jī)。相比盒式交換機(jī)，機(jī)架式交換機(jī)都具有三層功能，需要關(guān)注更多的關(guān)鍵參數(shù)。
之所以這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備叫交換機(jī)，就是其有強(qiáng)大的交換功能。那么衡量一個交換機(jī)交換性能的參數(shù)主要有背板帶寬、端口密度和交換容量。
背板帶寬是交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量，背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，背板帶寬是機(jī)架式交換機(jī)的技術(shù)參數(shù)，對于盒式交換機(jī)一般沒有背板帶寬的概念。一般背板帶寬從幾個Gbps到幾百Gbps不等，背板帶寬也不是越高越好，只要滿足端口線速轉(zhuǎn)發(fā)就可以，設(shè)計太高就會造成成本上的浪費(fèi)。早期的背板技術(shù)不高，無法滿足設(shè)備所有于無法達(dá)到完全線速的背板，背板帶寬的計算和內(nèi)部實現(xiàn)有關(guān)，比如多少插槽、能為每個插槽提供多達(dá)帶寬，這樣得出背板帶寬。對于可以線速轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)，背板的帶寬計算方法就很簡單：端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2(全雙工模式)，當(dāng)然背板也可以設(shè)計成冗余模式，可以多提供一些背板帶寬，這樣插槽之間的轉(zhuǎn)發(fā)有多個背板通道，一旦部分出現(xiàn)問題，業(yè)務(wù)會自動切換，達(dá)到冗余備份的目的。現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心高端的交換機(jī)背板帶寬早已是T級別了。
端口密度是一個數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)，代表著交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)能力。比如某款盒式交換機(jī)可以提供48個萬兆端口，某款機(jī)架式交換機(jī)可提供24口 40G的插卡，某款機(jī)架式交換機(jī)可提供18個插槽等等。擁有端口密度越大，代表著這個設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力越強(qiáng)，端口速率越高，代表著這個設(shè)備的處理性能越強(qiáng)。隨著40G/100G端口的普及，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)已經(jīng)可以提供：8口100G板卡、24口40G板卡這些單槽位就可接近1T的機(jī)架式交換機(jī)。未來隨著光模塊技術(shù)提升，光模塊越來越小，則單槽位可提供的100G端口密度會更高，現(xiàn)在單槽位提供48個萬兆端口的機(jī)架式交換機(jī)已經(jīng)普及。由于受數(shù)據(jù)中心機(jī)柜尺寸限制，機(jī)架式交換機(jī)的寬度無法再擴(kuò)寬，所以目前能提供48個萬兆端口已經(jīng)達(dá)到極限。另外能支持越多的模塊類型，則表示設(shè)備的實用性越強(qiáng)，可以應(yīng)用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，比如：LAN接口、WAN接口、ATM接口。端口帶寬類型越豐富越好，即支持40G、100G高速端口，又支持百兆、千兆低速端口，即支持XFP 又支持SFP、SFP+、CFP等等多種光接口類型。這些都是交換機(jī)的重要考量參數(shù)。
數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)基本都是基于二、三層轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)，這樣二、三層轉(zhuǎn)發(fā)表項的容量基本代表了這個設(shè)備所能承載的用戶數(shù)量。現(xiàn)在的交換機(jī)基本能夠達(dá)到：二層MAC地址表項32K,這意味著這個交換機(jī)能最多帶三萬多二層用戶地址，三層路由表項16K.這意味著這個交換機(jī)最多能學(xué)習(xí)一萬多條路由。現(xiàn)在的交換機(jī)規(guī)格越來越大，MAC地址和IP路由基本都可以超過128K,甚至達(dá)到1M,這讓數(shù)據(jù)中心可以任意擴(kuò)容、使用而不必?fù)?dān)心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能力。還有一項規(guī)格對于交換機(jī)也非常重要，就是ACL,即訪問控制列表。通過ACL可以靈活地實現(xiàn)業(yè)務(wù)部署，對網(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行限制，讓交換機(jī)更靈活地工作。一般采用商用芯片的交換機(jī)ACL規(guī)格都不高(10K以下)，并且使用有諸多限制。像思科采用自有芯片，則可以講ACL規(guī)格做的很大，可以提供一百K的ACL規(guī)格。
數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的管理功能是指交換機(jī)如何控制用戶訪問交換機(jī)，以及用戶對交換機(jī)可是程度如何。交換機(jī)的管理能力高低體現(xiàn)在了CPU、 Memory參數(shù)上。一般的交換機(jī)處于成本的考慮，不會采用處理速度太快的CPU,交換機(jī)的CPU主要完成設(shè)備的管理、監(jiān)控和三層表項學(xué)習(xí)，真正的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)并不是靠CPU完成，所以不用運(yùn)行速度太高的CPU.隨著CPU成本越來越低，交換機(jī)的CPU也呈越來越高的方向發(fā)展。目前一般的中高端交換機(jī)CPU主頻都在1000MHz以上。內(nèi)存Memory也如此，從64M到256M、1G等等越來越大，甚至出現(xiàn)了5G的超大內(nèi)存的交換機(jī)，這些性能參數(shù)也是一個交換機(jī)性能的重要體現(xiàn)。
既然是數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，那就必須要具備數(shù)據(jù)中心本身的一些特性。這幾年數(shù)據(jù)中心的新技術(shù)層出不窮，虛擬化、XVLAN、TRILL、SDN、 EVI、SPB、FCOE等技術(shù)都是數(shù)據(jù)中心特有的技術(shù)。比如一虛多，多虛一的虛擬化技術(shù)，一些盒式的交換機(jī)甚至可以提供10臺設(shè)備虛擬化成一臺設(shè)備，一些機(jī)架式交換機(jī)則可以提供一臺設(shè)備虛擬化成10多臺的獨立設(shè)備。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)要具備部署這些新技術(shù)的能力，以便在未來的數(shù)據(jù)中心中發(fā)揮更好的作用。
數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)具有很多設(shè)備參數(shù)，而本文所介紹的這些參數(shù)是其中最重要、最關(guān)鍵的參數(shù)，這些參數(shù)往往可以代表這臺設(shè)備的綜合能力，是我們在采購設(shè)備、擴(kuò)容數(shù)據(jù)中心、使用時要認(rèn)真研究和主要關(guān)注的。每一個參數(shù)都影響到交換機(jī)的性能、功能和不同集成特性。
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