企业园区网络云化改造，机箱式核心交换机或将消失？

核心交换机在企业网络中承担了哪些作用？

核心交换机是一种高容量的交换机，作为通往广域网（WAN）或互联网的网关，为网络提供最后的聚合点，并允许多个模块一起工作。

在企业分层网络设计中，核心层交换机是顶层的，其他接入层和分布层都依赖它。它汇聚了来自分布层设备和接入层设备的所有流量，有时核心交换机还需要处理来自其他出口设备的外部流量。因此，对于核心交换机来说，吞吐量性能、高可用性是非常重要的。

网络功能	将多个接入交换机连接在一起，并在不同的网段之间路由数据
部署位置	通常位于数据中心或服务器机房中
速率要求	专为高速数据传输而设计的高性能网络交换机
设备特性	提供高级功能，如冗余、可靠性和高可用性
设备价格	由于其先进的特性和功能，比接入交换机更昂贵

所以，在经典的园区网络三层拓扑中，一般使用多模块设计的机框式设备作为核心层的交换机。

由于机箱交换机包含一定数量的固定插槽（通常每个插槽 1U），因此可以将各种类型的线卡插入其中。机箱交换机可以配置各种线卡，以提供相应类型和数量的所需网络端口（铜缆和光纤）。此外，这种基于机箱的网络交换机的核心具有适用于所有线卡的通用背板，背板上包括电源模块、冷却风扇模块、控制平面/处理模块等。

作为核心层交换机，盒式设备能否取代机框设备？

如果在企业网络中工作过，您可能已经很熟悉这类大型机框设备了。很长一段时间以来，在网络核心层使用这类机框式交换机设备已经快成了架构大型网络时的事实标准。但实际上，随着云计算的发展，云数据中心网络已经率先抛弃了机框型交换机，转而使用一种更为先进的分布式交换结构——Leaf-spine架构。

Leaf-spine是Clos网络的衍生产品，该架构允许网络中多达一半的交换设备离线，对网络的唯一影响仅仅是减少了冗余和吞吐量。在这架构下，我们可以采用全盒式的设备来组网，无需任何机框式设备，并且这套架构完全可以平移到园区网络。

高可用性

机箱交换的主要卖点之一是高可用性。在机箱内，每个组件都应以 N+1 冗余部署。并且会需要双机部署以确保高可靠性，但不怕一万就怕万一，核心层的机框交换机往往集中承担着路由和网关功能，一旦出现问题时受影响的设备数量多，故障域极大。

扩展性

其实，大多数机箱交换机都依赖于 Clos 网络技术来实现机箱内的可扩展性。通过高速背板和多个线卡插槽的组合，机箱交换机确实具有相当大的灵活性。但这里的挑战在于，为了应对交换机生命周期内的网络扩容需求，一开始就必须购买足够大的交换机，对于一些公司来说，核心层交换机的使用寿命预计会超过 7-10 年。作为网络的运营管理者，要么需要足够的先见之明，精准拿捏未来五年的业务需求，要么就会在建设初期就大幅超额购买（这也是大多数人的选择），但随之带来了很长一段时间的性能资源浪费。

基于Spine-leaf的分布式交换架构在扩展性方面明显更灵活：如果需要更多接入端口，就增加Leaf交换机，如果需要更多网络吞吐容量，就添加更多spine交换机，并且可以做到平滑扩容。这种架构非常适应各个行业不断变化的网络需求。

可升级性

对于机箱交换机来说，如此多的服务如此紧密地打包在一个控制平面中，升级是一项非常复杂的任务。为了解决这个问题，很多机框式交换机供应商创建了专门的“热升级”方式。但是对于如此高度耦合，位置如此关键的网络设备来说，当每一次升级都高度依赖于这套控制平面的正常运行，尽管厂商提供了升级选项，但一线的工程师还是宁可不升级去确保稳定运行。

在分布式的园区网络架构（Spine/Leaf）之下则无需有此顾虑。由于服务都是分布在许多设备上（比如分布式的网关），因此，单设备的问题对网络的影响很小。另外，由于网络中的设备之间只有松散的耦合，并非所有设备都必须像机框式交换机那样处于相同的软件版本。这意味着，您完全可以先升级一小部分网络作为试点。如果效果不佳将其回滚即可。如果效果不错再应用到整网。

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