接入层、汇聚层、核心层交换机的特点与功能

接入层交换机

通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层,为用户提供了在本地网段访问应用系统的能力,主要解决相邻用户之间的互访需求,并且为这些访问提供足够的带宽。在大中型网络里,接入层还应当适当负责一些用户管理功能(如地址认证、用户认证、计费管理等),以及用户信息收集工作(如用户的 IP 地址、MAC 地址、访问日志等)。

汇聚层交换机

汇聚层交换机用来连接核心层和接入层,处于中间位置,它的上行是核心交换机,下行是接入层交换,具有实施策略、安全、工作组接入、虚拟局域网(VLAN)之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能,它是实现策略的地方。因为汇聚层交换机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,需要更高的性能和交换速度以及更少的接口。

核心层交换机

核心层是网络主干部分,是整个网络性能的保障,其设备包括路由器、防火墙、核心层交换机等等,主要目的在于通过高速转发通信,提供快速、可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应该具有如下特性:可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性等。因为核心层是网络的枢纽中心,重要性突出,因此核心层交换机应该采用拥有更高带宽、更高可靠性、更高性能和吞吐量的千兆甚至万兆以上可管理交换机。

项目 网络设计分层 连接对象 性能要求 目的 路由功能
核心交换机 三层 三层以上交换设备 最高 路由和调整转发 支持
汇聚交换机 二层/三层 交换机和路由器 中等 提供策略连接 支持
接入交换机 二层 电脑 最低 终端接入 支持

VLAN(Virtual LAN,虚拟局域网)

VLAN(Virtual LAN),翻译成中文是 “虚拟局域网”。LAN 可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计算机构成的企业网络。VLAN 所指的 LAN 特指使用路由器分割的网络——也就是广播域。
广播域,指的是广播帧(目标 MAC 地址全部为 1)所能传递到的范围,亦即能够直接通信的范围。严格地说,并不仅仅是广播帧,多播帧(Multicast Frame)和目标不明的单播帧(Unknown Unicast Frame)也能在同一个广播域中畅行无阻。本来,二层交换机只能构建单一的广播域,不过使用 VLAN 功能后,它能够将网络分割成多个广播域。
我们可以把一个 VLAN 看成一台交换机(只不过它是虚拟交换机),以前的许多问题就比较好理解了,因为虚拟交换机与物理交换机具有相同的基本属性。同一物理交换机上的不同 VLAN 之间就像永远不可能有物理连接,只有逻辑连接的不同物理交换机一样,是肯定不能直接相互通信的,即使这些不同 VLAN 中的成员都处于同一 IP 网段。
位于同一 VLAN 中的成员就相当于同一物理交换机上的成员一样,不同情况仍都可以按照物理交换机来处理。如同一 VLAN 中的成员都属于同一个网段,则没什么,肯定可以相到通信,就像同一物理交换机上连接同一网段的各个用户一样。如果同一 VLAN 内部的成员是处于不同网段,则相当于一台物理交换机上连接处于不同网段的用户一样,这时肯定得通过路由,或者网关配置来实现相互通信了。

二层交换机和三层交换机的区别

传统交换技术是在 OSI 网络标准模型第二层 “数据链路层” 进行操作,即称之为二层交换机;
三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发,既可实现网络路由功能,又可根据不同网络状况做到最优网络性能,即具有部分路由器功能的交换机。
三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。
三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。

百兆和千兆速度/设备判断

1、通过系统的设备管理器查看网卡信息,包含 Gigabit、GBE、10/100/1000M、RTL8169 等信息为千兆网卡,包含 Fast Ethernet、10/100、FE 等信息为百兆网卡。

2、通过电脑的网卡信息来看,如果网卡、网线、交换机或者路由器都支持 1000M,电脑的网卡本地连接状态信息会显示 “速度” 为 1.0 Gbps,显示为 100.0 Mbps 即百兆网卡或只被支持百兆的网络设备。

3、现在很多网络设备对于不同的网络速度有不同的指示灯,每个网口都有左右两个绿灯,左边亮表示 100M 速率,右边亮表示 10M 的速率,两个都亮表示连接的是 1000M 的设备。需要交换机、网线、交换机连接的设备都支持 1000M,1000M 才会亮。

4、五类线支持百兆以太网、超五类线支持千兆以太网、六类线支持千兆以太网、超六类线支持千兆以太网、七类线支持千兆 / 万兆以太网,网线外皮的上面印有类似「24AWG/4P UTP TIA/EIA 568-A CATEGORY 5E LOCAL AREA NETWORK CABLE」,CAT.5 或者以下为百兆网线,CAT.5e 为千兆网线,CAT.6 或者 CAT.7 为万兆网线。