思科認證輔導：詳解數據中心交換機的關鍵參數

思科認證輔導：詳解數據中心交換機的關鍵參數

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　　隨著數據流量的爆發式增長，數據中心的建設標準也在不斷提升，顯然普通的交換機已經無法滿足數據中心的需要，數據中心交換機具有高容量、大緩存、虛擬化、二層TRILL等技術方面的特征，可以滿足需求。到底數據中心交換機應該具備哪些關鍵參數?

　　端口線速轉發：現在的數據中心交換機，端口線速轉發是最基本的要求，新的背板技術也可滿足。對數據中心交換機是數據中心的重要組成部分，是實現數據中心與外界信息交互不可或缺的設備。數據中心從出現到現在，已經發展到了第四代，數據中心的交換機也在不斷地進步。雖然數據中心領域出現了很多新特性，比如：FCoE、TRILL、EVI、XVLAN、SPB等等，但真正決定交換機性能、質量好壞的標準依然是那些基本的參數。交換機的基本功能就是交換，所以交換性能仍是交換機的最關鍵參數。除了交換性能要求，對數據中心的交換機還有更多其它的技術參數，下面就來說一說數據中心交換機的關鍵參數，以便對采購、使用、擴容數據中心網絡時供參考。

　　數據中心也分為盒式交換機和機架式交換機，盒式交換機是一種有固定端口數，有時也會帶有少量擴展槽的交換機。機架式交換機是一種插槽式的交換機，這種交換機擴展性較好，可支持不同的網絡類型，可支持更大端口密度的網絡。一般在數據中心的接入層都會采用盒式交換機，盒式交換機有的只有二層功能，也有的支持三層功能，基本是以二層為主。在數據中心的匯聚、核心出口都會采用機架式交換機。相比盒式交換機，機架式交換機都具有三層功能，需要關注更多的關鍵參數。

　　之所以這種網絡設備叫交換機，就是其有強大的交換功能。那么衡量一個交換機交換性能的參數主要有背板帶寬、端口密度和交換容量。

　　背板帶寬是交換機接口處理器和數據總線間所能吞吐的最大數據量，背板帶寬越高，所能處理數據的能力就越強，背板帶寬是機架式交換機的技術參數，對于盒式交換機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發就可以，設計太高就會造成成本上的浪費。早期的背板技術不高，無法滿足設備所有于無法達到完全線速的背板，背板帶寬的計算和內部實現有關，比如多少插槽、能為每個插槽提供多達帶寬，這樣得出背板帶寬。對于可以線速轉發的交換機，背板的帶寬計算方法就很簡單：端口數*相應端口速率*2(全雙工模式)，當然背板也可以設計成冗余模式，可以多提供一些背板帶寬，這樣插槽之間的轉發有多個背板通道，一旦部分出現問題，業務會自動切換，達到冗余備份的目的�，F在數據中心高端的交換機背板帶寬早已是T級別了。

　　端口密度是一個數據中心交換機的關鍵參數，代表著交換機的轉發能力。比如某款盒式交換機可以提供48個萬兆端口，某款機架式交換機可提供24口 40G的插卡，某款機架式交換機可提供18個插槽等等。擁有端口密度越大，代表著這個設備的轉發能力越強，端口速率越高，代表著這個設備的處理性能越強。隨著40G/100G端口的普及，數據中心交換機已經可以提供：8口100G板卡、24口40G板卡這些單槽位就可接近1T的機架式交換機。未來隨著光模塊技術提升，光模塊越來越小，則單槽位可提供的100G端口密度會更高，現在單槽位提供48個萬兆端口的機架式交換機已經普及。由于受數據中心機柜尺寸限制，機架式交換機的寬度無法再擴寬，所以目前能提供48個萬兆端口已經達到極限。另外能支持越多的模塊類型，則表示設備的實用性越強，可以應用于不同的網絡環境，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。這些都是交換機的重要考量參數。

　　數據中心的交換機基本都是基于二、三層轉發的交換機，這樣二、三層轉發表項的容量基本代表了這個設備所能承載的用戶數量。現在的交換機基本能夠達到：二層MAC地址表項32K,這意味著這個交換機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最多能學習一萬多條路由�，F在的交換機規格越來越大，MAC地址和IP路由基本都可以超過128K,甚至達到1M,這讓數據中心可以任意擴容、使用而不必擔心網絡設備的能力。還有一項規格對于交換機也非常重要，就是ACL,即訪問控制列表。通過ACL可以靈活地實現業務部署，對網絡攻擊進行限制，讓交換機更靈活地工作。一般采用商用芯片的交換機ACL規格都不高(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規格做的很大，可以提供一百K的ACL規格。

　　數據中心交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶訪問交換機，以及用戶對交換機可是程度如何。交換機的管理能力高低體現在了CPU、 Memory參數上。一般的交換機處于成本的考慮，不會采用處理速度太快的CPU,交換機的CPU主要完成設備的管理、監控和三層表項學習，真正的數據轉發并不是靠CPU完成，所以不用運行速度太高的CPU.隨著CPU成本越來越低，交換機的CPU也呈越來越高的方向發展。目前一般的中高端交換機CPU主頻都在1000MHz以上。內存Memory也如此，從64M到256M、1G等等越來越大，甚至出現了5G的超大內存的交換機，這些性能參數也是一個交換機性能的重要體現。

　　既然是數據中心交換機，那就必須要具備數據中心本身的一些特性。這幾年數據中心的新技術層出不窮，虛擬化、XVLAN、TRILL、SDN、 EVI、SPB、FCOE等技術都是數據中心特有的技術。比如一虛多，多虛一的虛擬化技術，一些盒式的交換機甚至可以提供10臺設備虛擬化成一臺設備，一些機架式交換機則可以提供一臺設備虛擬化成10多臺的獨立設備。數據中心交換機要具備部署這些新技術的能力，以便在未來的數據中心中發揮更好的作用。

　　數據中心的交換機具有很多設備參數，而本文所介紹的這些參數是其中最重要、最關鍵的參數，這些參數往往可以代表這臺設備的綜合能力，是我們在采購設備、擴容數據中心、使用時要認真研究和主要關注的。每一個參數都影響到交換機的性能、功能和不同集成特性。

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