网络交换机硬件设备升级指南

    一、升级网络设备

    1、升级网络设备选型原则

    在为网络升级选择网络设备时，应当遵循以下原则：

    可靠性

    由于升级的往往是核心和骨干网络，其重要性不言而喻，一旦瘫痪则影响巨大。因此，必须将可靠性放在第一位，无论是品牌的选择，还是设备的配置，都将可靠性作为第一考虑。

    性能

    作为骨干网络节点，中心交换机、汇聚交换机和厂区交换机必须能够提供完全无阻塞的多层交换性能，以保证业务的顺畅。

    可管理性

    一个大型网络可管理程度的高低直接影响着运行成本和业务质量。因此，所有的节点都应是可网管的，而且需要有一个强有力且简洁的网络管理系统，能够对网络的业务流量、运行状况等进行全方位的监控和管理。

    灵活性和可扩展性

    由于企业网络结构复杂，需要交换机能够接续全系列接口，例如光口和电口、百兆、千兆和万兆端口，以及多模光纤接口和长距离的单模光纤接口等。其交换结构也应能根据网络的扩容灵活地扩大容量。其软件应具有独立知识产权，应保证其后续研发和升级以保证对未来新业务的支持。

    安全性

    随着网络的普及和发展，各种各样的攻击也在威胁着网络的安全。不仅仅是接入交换机，骨干层次的交换机也应考虑到安全防范的问题，例如访问控制、带宽控制等，从而有效控制不良业务对整个骨干网络的侵害。

    QoS控制能力

    随着网络上多媒体业务流（语音、视频等）越来越多，我们对核心交换节点提出了更高的要求，不仅要能进行一般的线速交换，还要能根据不同的业务流的特点，对它们的优先级和带宽进行有效的控制，从而保证重要业务和时间敏感业务的顺畅。

    标准性和开放性

    由于网络往往是一个具有多种厂商设备的环境，因此，所选择的设备必须能够支持业界通用的开放标准和协议，以便能够和其他厂商的设备有效地互通。

    性价比

    在满足网络需求和网络应用的基础上，还应当充分考虑设备的性价比，以达到最大的投资回报率。

    2、升级中心交换机

    企业网络中的交换机分为三层拓扑结构，即核心层（中心交换机）、汇聚层（骨干交换机）和接入层（工作组交换机）。作为整个网络的中心枢纽，几乎80%的网络传输都由核心交换机完成，因此，核心交换机的性能也就决定着整个网络的性能。所以，在升级网络时，首先应当考虑核心交换机的升级。

    三层网络拓扑结构

    3、由百兆升级至千兆网络

    千兆以太网的升级首先要升级的就是网络骨干，只需将网络中心交换机由原来的快速以太网交换机更换为千兆以太网交换机，即可将网络主干提升至千兆，从而全面改善原有的网络性能，不仅简单易行投资小，而且网络从此将变得畅通无阻。然后，就是将交换机与服务器之间的连接升级至千兆，全面升级服务器至交换机的通信链路，为服务器提供无阻塞的、千兆线速交换能力，为实现网络的多媒体应用奠定基础。如果资金允许，并且有网络需求，可进一步提升骨于交换机与工作组交换机之间的连接，从而搭建真正的千兆网络。

    将网络升级至千兆时，应当注意以下几个方面的问题：

    综合布线条件

    千兆以太网指的是网络主干的带宽，要求主干布线系统必须满足千兆以太网的要求。建筑物间的布线通常均采用多模光纤或单模光纤。由于单模光纤可以非常好地支持千兆以太网，1000Base-Lx的有效距离为2千米，因此，不必任何担心。但如果原有布线采用多模光纤，就应当小心地进行确认了。62.5/125微米的多模光纤的传输距离为220米，50/125微米多模光纤的传输距离为550米。超出该距离时，应当重新布线，更换为单模光纤。

    事实上，单模光纤在干兆网络和10G网络中的传输距离都较多模光纤要长得多，所以，考虑到网络的升级性和投资的保护，建议选择采用单模光纤布线系统。

    对于垂直布线系统和水平布线系统而言，如果最远距离不超过100米，则可以利用原来的超五类或六类布线系统，以1000Base-T设备接入千兆网络。垂直布线系统建议选用多模光纤，水平布线系统则建议选用六类非屏蔽双绞线。需要注意的是，虽然五类线也支持千兆，但设备总体费用太高，反而不如重新铺设超五类或六类电缆。另外，如果需要重新布线，水平布线建议选择六类布线产品，垂直布线建议选择多模光纤，建筑群布线建议选择单模光纤，以保证千兆网络的性能，并适当保留进一步提高带宽的冗余。

    网络总体规划

    网络升级前一定要先做好整体的规划和设计，也就是说，应当确保中心交换机具有较高的背板带宽和数据吞吐能力，能够满足大数据量转发和路由的需要；服务器应当实现集群服务。负载分担。提高对数据请求的响应速度，减少客户等待时间；骨干交换机与中心交换机之间应当建立多条链路，实现负载均衡。实现数据的无阻塞传输。也就是说，优化配置中心交换机、骨干交换机和服务器，避免可能出现的网络瓶颈，从而确保千兆性能的充分发挥。

    4、由傻瓜交换机升级为智能交换机

    除核心交换机外，汇聚层交换机和工作组交换机也应当实现从傻瓜向智能的升级。

    汇聚层交换机放置于计算机数量较多的建筑物内，选用固定端口的千兆可网管交换机，向上实现与核心交换机的千兆连接，并可进行链路捆绑以倍增带宽，实现负载均衡和链路冗余；向下实现与接八层交换机的千兆连接，避免成为网络传输瓶颈。

    据统计，网络内80%以上的数据流量都是外网和访问服务器形成的。因此，汇聚层的设备性能显得尤其重要。如果某个部门的用户数量非常多，或者频繁访问某台专用服务器，也可以考虑选用模块化三层交换机，并在该部门设置一台专用服务器，以减少网络内的数据流量，提高网络传输效率。如果建筑物内的计算机数量较少．可以不再设置汇聚层交换机，而是借助GBICStack技术将接入层交换机堆叠在一起，并借助GBIC模块实现与中心交换机的连接。

    接入层交换机被放置在每一个楼层的设备间内或计算机集中的位置．选用带有千兆端口的10/100Mb/s可网管交换机，以实现与汇聚交换机的千兆连接，并实现对每个接入端口的远程监视、管理与控制，提高网络访问的安全性．以及网络设备的可管理性。在一些对安全性要求不高的场所，也可以采用10/100Mb/s傻瓜交换机，以降低设备购置成本。需要注意的是，为了节约通信成本，特别是实现与远程公司的异地通信，建议在需要频繁通信的办公场所，选择支持VoIP功能的可网管交换机。

    5、由集线器升级为交换机

    由集线器（HUB）组成的网络称为共享式网络，而用交换机组成的网络称为交换式网络。共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时．多个用户都同时”争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用．所以大量的用户经常处于监测等待状态，致使信号传输时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。

    在交换式以太网中，交换机提供给一个用户专用的信息通道，除非两个源端口企图同时将信息发往同一个目的端口，否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不会发生冲突。通过实验测得，工作在全双工状态一的交换式以太网其实际最大传输速度可达到共享式网络的3.8倍。

    局域网交换机将逐渐取代集线器。10/100Mb/s自适应交换机是市场上流行的网络设备。它不仅能提高网络的整体速度，同时还能够与原有网络的10Mb/s设备兼容，使旧的10Mb/s以太网设备无缝集成到100Mb/s宽带以太网内。而且为以后100Mb/s网的全面升级打下基础。