各类网络中，交换机的那些组网方式
交换机是网络中至关重要的设备，用于连接多台计算机，使它们可以相互通信。以下是交换机的五种主要组网方式：
一、小型网络：简单高效，满足基本需求
小型网络通常适用于接入用户在 100 人左右的中小型企业。对于这类网络，很多人会问：“100 路网络需要使用核心交换机吗？”答案是：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。100 路监控属于一个中小型的网络，网络承担压力不大，但也可能会有数据延时的情况发生。
核心交换机一般是三层交换机，具备高效路由及 VLAN 划分等网管功能。它通过硬件机构实现 IP 路由功能，优化的路由软件提高了路由过程效率，解决了传统路由器软件路由速度慢的问题。同时，它还能在保证高速度的情况下连接子网，并且具有很好的扩展性，预留了各种扩展模块接口，方便后续设备添加，保护原有投资。
对于这种中小型网络，组网方案如下：把各个办公室划分为独立的 VLAN 并设置单独子网，使用二层交换机作为接入层，中型三层交换机作为核心交换设备进行子网间数据转发，防火墙运行转换后连接互联网。每个二层交换机接入 12 个左右用户，中型三层交换机的每个接口设置到不同 VLAN，使各办公室数据不互相干扰，提高上网速度。由于交换机的线速转发性能，办公室间数据交换不会出现丢包现象。
在选择二层交换机时，建议使用具有 16 个 100M 以太网接口或更多接口的交换机。但如果监控摄像机码率较高，100M 交换机可能不够用。该组网方案中没有汇聚层设备，因为网络规模小，没必要。
二、中型企业网络：汇聚层加入，提升管理效能
当企业接入用户规模达到 300 – 800 人时，就属于中型企业网。随着网络规模扩大，管理难度增加，不能再使用小型网络的组网方式。此时，可以采用以下组网方式：
在中型企业网络中，我们仍然使用二层交换机作为纯粹的接入设备，但在图中增加了一种设备——二层汇聚交换机，用于汇聚多台接入层交换机的数据。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相比，需要更高的性能、更少的接口和更高的交换速率。
汇聚层主要承担以下基本功能：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；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；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；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协议的区域。
在二层汇聚交换机与三层交换机之间采用千兆线路进行连接，避免因数据经过设备数量增加导致网络数据交换延迟。二层汇聚交换机应具备众多 100M 以太网接口（可汇聚多个二层交换机）和多个千兆以太网接口（提供高速上连能力），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。
三、中大型企业网络：多核心分担，保障高速交换
对于用户数量超过 1000 但少于 3000 的中大型企业网络，组网方案如下：
随着网络规模进一步扩大，仅使用一台三层交换机作为网络核心交换可能会降低网络处理性能，压力过大，导致资源不足。所有用户产生的流量都会到达这台设备，其需要处理的协议数据报数量庞大。如果还只使用一台核心设备，CPU 会非常繁忙，应答用户数据时延迟加大，用户感觉网络速度变慢。因此，需要增加一个三层交换机来分担压力，这就是网络中出现多个三层交换机的原因。
在三层交换机之间的连接上，可将多个千兆链路聚合后形成一个更高速率的连接。这样，在多个三层交换机之间不会导致数据阻塞，仍保持网络高速交换特性。
四、大型企业网络组网：引入大型交换设备，优化数据传输路径
当用户数量超过 5000 时，我们将其定位为大型企业网。对于这样的网络，组网方案如下：
对于大规模网络，若采用多台（如超过 4 台）三层交换机作为核心设备，会加大网络数据交换延迟。可能有些数据需要经过所有三层交换机，再加上经过二层接入交换机以及二层汇聚交换机的延迟，将导致数据转发延迟过大，网络速度下降。因此，需要引入大型交换设备（核心交换机或核心路由器）来减少数据经过设备的数量。
核心交换机（或核心路由器）功能强大，可直接与互联网连接。如果企业网需要高安全性，可在核心交换机与互联网之间使用专门的防火墙设备。至于接入层选择百兆交换机还是千兆交换机，可根据用户量带宽而定，前面已讲过相关内容。
五、全光网络组网：光纤连接，打造高效网络架构
对于大型园区或大楼网络，除了传统的交换机组网方式，还可以使用全光网络进行组网。
全光网络采用全光纤连接，网络层次扁平化，办公室多业务统一接入。每个 ONU 的带宽可在 2M – 1Gbps 间动态调整，每个 ONU 平均上行带宽在 30M 左右，即一个 OLT 端口中（主干光纤可带 240 路视频码流）。它具有省、远、快、易的特点：
- 省：分光器代替汇聚交换机，无源、免维护、省机房。
- 远：GPON 光纤长距离覆盖，高达 20KM 无中继。
- 快：扁平化网络，一跳直达，低时延。
- 易：设备集中配置与管理，业务自动发放、即插即用。
在实际施工规划中，可根据项目具体情况选择组网方式。
总之，不同的网络规模和需求对应不同的组网方式。选择合适的组网方案，可以确保网络的高效、稳定运行，满足企业不断增长的业务需求。
