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三层网络结构接入、汇聚、核心交换层，应该怎么划分才对？

news 2025/9/17 15:43:24

简单来说，这三层的划分遵循了**“功能分离”**和“层次化”的设计原则，就像公司的组织结构一样：

这是最靠近用户终端的一层，是网络“最后一公里”的接入点。

核心功能：
- 终端接入：为用户设备提供网络接入端口（有线或无线）。
- 用户隔离：传统上，接入交换机端口之间不直接通信，所有数据包都发往汇聚层，保证了基础安全。现代网络也可通过配置实现受限的本地通信。
- VLAN 初步划分：根据端口或用户身份（如802.1X认证）将用户划分到不同的VLAN，实现初步的广播域隔离。
- 安全准入：实施如802.1X、MAC认证等，确保只有授权设备可以入网。
- PoE供电：为无线AP、IP电话、摄像头等设备提供以太网供电（PoE）。
设备特点：
- 高端口密度：通常是盒式交换机，拥有24或48个下行百兆/千兆电口。
- 上行端口：配备少量（通常2-4个）万兆光口，用于连接汇聚层交换机。
- 策略执行者：主要执行由汇聚层统一下发的策略（如ACL、QoS）。
部署建议：
- 部署在每个楼层的弱电间或配线间。
- 一个接入交换机通常连接一个物理区域（如一个办公室、一个会议室）的用户。

这是承上启下的关键一层，是策略实施和网络管理的核心。

核心功能：
- 流量汇聚：汇聚多台接入层交换机的流量。
- 策略实施：
  - 路由决策：在VLAN间进行路由（Inter-VLAN Routing），这是它最重要的功能之一。
  - 访问控制：通过访问控制列表（ACL）实施安全策略，控制不同部门（VLAN）之间的访问权限。
  - 服务质量 (QoS)：对流量进行标记、整形和调度，优先保证语音、视频等关键业务。
- 冗余和高可用性：通常采用双机冗余（如堆叠或M-LAG技术）上联到核心层，下联到接入层，提供链路冗余，避免单点故障。
- 区域边界：通常是一个子网（广播域）或一个路由域的边界。
设备特点：
- 高性能：需要较强的三层路由能力和数据处理能力。
- 高可靠性：支持冗余电源、冗余引擎等。
- 多端口类型：拥有大量高速光口（万兆及以上），下联接入层，上联核心层。
部署建议：
- 通常部署在楼宇的核心机房或数据中心的汇聚机房。
- 一台汇聚交换机可以汇聚一栋楼或一个物理区域的多台接入交换机。

这是网络的骨干和心脏，唯一的目标就是高速、可靠地转发数据。

核心功能：
- 高速数据交换：以尽可能快的速度在不同汇聚层交换机之间、网络出口之间、数据中心之间转发数据包。
- 高可用性和冗余：设计上必须杜绝单点故障，通常采用全网状或部分网状链接，使用如OSPF、BGP等动态路由协议实现快速故障收敛。
- 连接关键资源：连接企业数据中心、互联网出口、广域网（WAN）出口等。
设备特点：
- 极高吞吐量：拥有极高的背板带宽和包转发率（PPS），通常是机框式交换机。
- 高端口密度和速度：提供大量高速端口（如40G, 100G, 400G）。
- 高可靠性：所有关键部件（引擎、电源、风扇）都支持热插拔和冗余。
- 功能简化：核心层不应实施复杂的策略（如ACL、QoS标记），因为这些操作会降低转发速度。策略应在汇聚层实施。
部署建议：
- 部署在企业总部的主数据中心或核心机房。
- 核心层设备数量不宜过多，通常是2-4台高端核心交换机，相互之间高速互联。

假设一个大学校园网：

接入层：
- 教学楼A的每个教室部署一台接入交换机，连接老师和学生的电脑、投影仪。
- 宿舍楼的每个楼层部署一台接入交换机，连接学生的电脑和手机。
- 这些交换机都配置了VLAN，比如教学VLAN（10）、宿舍VLAN（20）。
汇聚层：
- 在教学楼A的机房部署一台汇聚交换机，汇聚本楼所有教室的接入交换机。
- 在宿舍区的中心机房部署一台汇聚交换机，汇聚所有宿舍楼的接入交换机。
- 在汇聚交换机上配置：
  - Inter-VLAN Routing：让VLAN 10和VLAN 20能够通信。
  - ACL：设置策略，比如宿舍VLAN（20）不能访问教学服务器的某些敏感端口，但可以访问图书馆资源。
核心层：
- 在校园网络中心部署两台核心交换机（做冗余）。
- 教学楼汇聚交换机、宿舍汇聚交换机、图书馆数据中心、互联网出口网关全部双链路上联到这两台核心交换机。
- 核心层只负责在这些关键节点之间高速转发数据，不做任何访问限制。