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交换机的四种组网方式详细介绍

为了更好地理解网络中的监控组网方式,本文将深入探讨不同规模的企业网络所需采用的不同交换机配置策略,以实现高效、安全的数据传输
在开始讨论交换机配置之前,需要明确不同规模网络对带宽和数据处理能力的需求。小型企业网通常包含大约100个用户,使用的基本是中小型企业网。在这种网络中,尽管数据量不是特别庞大,但为了确保数据传输的稳定性和速度,仍需采取适当的组网策略。
### 小型企业网络配置
小型企业网络通常由1-2台2层交换机组成,这些交换机直接连接到路由器,然后通过路由器连接互联网。这种配置方式简单,成本低,适合数据量不是特别大的情况。
### 中型企业网络配置
随着企业规模的扩大,网络中用户数量增加到几百甚至上千,就需要引入更为复杂的组网方式。中型企业网络通常采用2层交换机作为接入层设备,通过2层汇聚交换机连接到3层核心交换机。这样的配置可以有效地管理流量,并减少因单点故障而导致的网络中断。
### 大型企业网络配置
对于大型企业网络,网络规模和用户数量进一步扩大,需要采用更为复杂的组网方式。在这种情况下,除了使用2层交换机和3层核心交换机外,还需要引入2层汇聚交换机和4层交换机。4层交换机可以提供更为高级的功能,如负载均衡访问控制,从而提高网络的可靠性安全性
### 虚拟局域网(VLAN)的使用
大型网络中,为了提高网络的性能和安全性,通常会采用虚拟局域网(VLAN)技术。VLAN可以将物理上分散的网络设备划分为逻辑上独立的子网络,这样可以减少网络冲突,提高网络性能
### 核心交换机选择
在选择核心交换机时,需要考虑交换机的处理能力和扩展性。为了确保数据传输的稳定性和速度,需要选择具有高处理能力和良好扩展性的交换机。同时,为了适应未来网络规模的扩大,还需要选择具有丰富端口数量的交换机。
### 总结
网络配置策略需要根据网络规模和需求来制定。小型企业网络可以使用简单的组网方式,而中型和大型企业网络则需要采用更为复杂的组网方式。同时,为了提高网络的性能和安全性,还需要采用VLAN技术和选择具有高处理能力和良好扩展性的交换机。
此外,随着物联网云计算等新技术的兴起,企业网络也将面临新的挑战和机遇。因此,企业需要不断更新网络配置策略,以适应新技术的发展。

前天弱电行业网发布监控的几种组网方式,有朋友问到600个监控点位用什么交换机合适?200路监控,如何选择交换机?如何进行组网等?在选择交换机之前,我先要了解项目的组网框架,确实了组网框架,选择相关设备显得更加清楚。

交换机的四种组网方式详细介绍

我们今天来看下交换机的四种组网方式,算是前天文章的加强版了。

一、小型网络

接入的用户在100左右的为中小型企业网。这里面涉及到一个问题,很多朋友问到过,100路网络需要使用核心交换机吗?

基本在50路以下无需用核心交换机,二层交换机加路由器即可,而100路监控属于一个中小型的网络,他的网络承担压力不大,也不小,随时可能会有数据延时的情况发生。

核心交换机一般都是为三层交换机,具有高效路由及vlan划分等一些网管功能。三层核心交换机通过使用硬件机构实现了IP的路由功能,其优化的路由软件使得路由过程效率提高,解决了传统路由器软件路由的速度问题。三层核心交换机还有重要的作用就是在保证速度高效率的情况下连接子网。

另外也具有很好的扩展性,由于预留了各种扩展模块接口,后续如有设备添加,不需要对原来的网络布局和原来的设备进行改动就可以直接扩充设备,保护了原有的投资。

所以对于这种中小型网络,我们的组网方案为:

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在此方案中,把各个办公室划分为独立的vlan并设置一个单独的子网,使用2层交换机来进行接入层,使用中型3层交换机作为核心交换设备来在各个子网间进行数据转发防火墙运行转换后连接到互联网;

每个2层交换机接入12个左右个用户,并把中型3层交换机的每个接口都设置到不同的vlan之间去,这样做的目的是使各个办公室之间的数据不互相干扰,相应也就提高了每个办公室的上网速度;每个办公室之间的数据都是通过中型3层交换机进行3层转发的,因为交换机的线速转发性能,办公室之间的数据交换并不会出现丢包现象。

上图中的2层交换机建议使用具有16个100M以太网接口或者更多接口的交换机,当然,如果是监控摄像机码率比较高的话,100M交换机估计不行。

组网方案中并没有出现汇聚层的设备,因为网络的规模太小,就没有必要了。

二、中型企业网络

我们把接入用户规模在300-800的企业网称为中小型企业网,网络一旦规模大了,就不好管理了,就不能使用原理的小型网络的组网方式了,对于这样的网络,可以使用下面的组网方式:

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随着网络中用户数量的增加,我们仍然使用2层交换机作为纯粹的接入设备,在图中增加一种设备(2层汇聚交换机)来进行汇聚。

这里面我们来补充下汇聚层的作用:

汇聚层,是多台接入层交换机的汇聚点,它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量,并提供到核心层的上行链路,因此汇聚层交换机与接入层交换机比较,需要更高的性能,更少的接口和更高的交换速率。

汇聚层主要承担的基本功能有:

1、汇聚接入层的用户流量,进行数据分组传输的汇聚、转发和交换;

2、根据接入层的用户流量,进行本地路由、过滤、流量均衡QOS优先级管理,以及安全机制IP地址转换、流量整形、组播管理等处理;

3、根据处理结果将用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理;

4、完成各种协议的转换(如路由的汇总和重新发布等),以保证核心层连接运行不同的协议的区域。

在2层汇聚交换机与3层交换机之间采用千兆线路进行连接,这样做可以避免由于在网络中数据经过的设备数量增加,为了不导致网络中的数据交换产生较大的延迟。

2层汇聚交换机应该具备众多的100M以太网接口(可汇聚多个2层交换机)和多个千兆以太网接口(提供高速上连能力)。该交换机应该支持全线速转发,支持IEEE802.1q、端口聚合Trunk)、端口速率控制、优先级队列管理等功能,以满足各种接入场合下的特殊要求。

比较小型企业网的组网方案与中型来说,可以看到,网络只是添加了几台汇聚层的2层交换机和接入层几台交换机,以前的设备都仍然可以使用,因此网络升级的费用相对来说不高。在实际企业中,企业网络会随着用户数量的增加而需要重新规划,那么这种升级方式就使用的比较多。

三、中大型企业网络

对于用户数量超过1000但是少于3000的企业网络,我们的组网方案为:

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首先看这个网络拓扑图看似有点复杂,但仔细分析它也是与上面的中型网络原理一样,随着网络规模的进一步扩大,只使用一台3层交换机作为网络核心交换可能会降低网络的处理性能,压力过大,会存在一些资源不足的问题。

所有用户产生的流量都会到达这台设备,那么它需要处理的协议数据报数量也就非常庞大,因此如果对于这样规模的网络如果还只使用一台核心设备,那么其CPU将会非常繁忙,在应答用户的数据时延迟必然加大,给用户的感觉就是网络的速度好像变慢了。因此,需要增加一个3层交换机来分担这种压力,这就是网络中出现多个3层交换机的原因。

在3层交换机之间的连接上,可以把多个千兆链路聚合后形成1个更高速率的连接,这样,在多个3层交换机之间并不会导致数据阻塞,仍然保持了网络的高速交换特性。

四、大型网络组网

如果用户的数量超过了5000,我们将其定位为大型企业网,对于这样的网络,我们的组网方案为:

首先我们可以分析下这个拓扑图,多了一些交换机。

对于这样大规模的网络,如果采用多台(比如超过4台)3层交换机作为核心设备,那就会加大网络数据交换的延迟(可能有些数据需要经过所有的3层交换机,再算上经过2层接入交换机以及2层汇聚交换机的延迟,将导致数据转发延迟过大,从而导致网络速度的下降)。

所以,需要引入大型交换设备(核心交换机或者核心路由器)来减少数据经过设备的数量。

核心交换机(或者核心路由器)的功能一般都非常强大,因此可以将它直接与互联网相连接,如果企业网需要非常高的安全性,当然也可以在核心交换机与互联网之间使用专门的防火墙设备。

至于接入层是选择百兆交换机还是千兆交换机,这个可以根据用户量带宽而定,前面有讲到过相关内容。

编辑:黄飞

 

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