分层模型的核心思想是模块化和职责分离。
通过将网络划分为核心层、汇聚层和接入层，可以实现以下目标：
- 可扩展性：网络可以轻松扩展以适应更多的用户和设备。
- 易管理性：每个层次职责清晰，便于管理和故障排查。
- 高性能：优化各层功能，提升整体网络效率。
- 可靠性：分层设计可以隔离故障，增强网络的稳定性。
1.核心层（Core Layer）
核心层是网络架构的“心脏”，也被称为网络的骨干层。它的主要任务是提供高速、可靠的数据传输通道，将来自不同区域的数据快速路由到目标位置。核心层不直接连接终端用户，而是负责连接各个汇聚层，形成网络的主干道。
- 高速数据传输：确保数据在网络中以最快的速度流动。
- 区域互联：连接不同的汇聚层，实现网络的整体连通性。
- 负载均衡：在多路径网络中分配流量，避免拥堵。
为了完成这些任务，核心层具备以下显著特点：
- 高性能：核心层设备需要支持高带宽、低延迟和大吞吐量，以处理海量数据。例如，在一个数据中心网络中，核心层可能需要支持数百Gbps甚至Tbps的流量。
- 简单性：核心层的配置和策略应尽量简洁，避免复杂的逻辑处理。因为任何额外的复杂性都可能引入延迟或故障点。
- 冗余性：为了保证网络的持续可用性，核心层通常采用冗余设计。例如，使用双核心或多核心架构，当一个核心节点故障时，另一个可以迅速接管。
核心层通常使用高性能路由器或三层交换机。这些设备具备强大的转发能力和可靠性。例如：
- 路由器：如Cisco的ASR系列或Juniper的MX系列，适用于需要复杂路由协议的场景。
- 三层交换机：如Cisco的Nexus 9000系列，适合数据中心环境，提供高吞吐量和低延迟。
在设计核心层时，网络工程师需要特别关注以下几点：
- 避免过载：核心层不应承担过多的策略执行任务（如ACL或QoS），这些任务应下放到汇聚层。
- 冗余路径：通过协议（如OSPF或BGP）实现多路径冗余，确保故障时快速切换。
- 容量规划：根据未来的流量增长预留足够的带宽。
2.汇聚层（Aggregation Layer）
汇聚层位于核心层和接入层之间，扮演着桥梁和中枢的角色。它的主要任务是将来自接入层的大量数据流量聚合起来，并将其传递到核心层，同时执行一些重要的网络策略。汇聚层可以看作是网络的“分拨中心”，负责整理和优化流量。
具体来说，汇聚层的职责包括：
- 流量聚合：将多个接入层交换机的流量集中到核心层。
- 策略执行：实现访问控制、服务质量（QoS）管理等功能。
- VLAN间路由：在多VLAN环境中，汇聚层负责不同VLAN之间的通信。
汇聚层的设计需要平衡性能和功能，因此具备以下特点：
- 流量聚合能力：汇聚层需要支持多个接入层设备的连接，通常通过上行链路（如10Gbps或40Gbps）与核心层通信。
- 策略执行：汇聚层是执行网络策略的理想位置。例如，通过访问控制列表（ACL）限制某些流量，或通过QoS优先级保证关键应用的带宽。
- 高可用性：汇聚层通常也需要冗余设计，避免单点故障影响多个接入层。
汇聚层通常使用三层交换机，有时也可能使用路由器。例如：
- 三层交换机：如Cisco的Catalyst 4500系列或Arista的7050系列，支持VLAN间路由和高性能转发。
- 路由器：在某些中小型网络中，汇聚层可能由路由器实现，但在大规模网络中较少见。
汇聚层的设计需要考虑以下因素：
- 上行带宽：确保汇聚层到核心层的链路不会成为瓶颈。
- 策略优化：合理分配ACL和QoS规则，避免影响性能。
- 模块化扩展：支持未来接入层设备的增加。
接入层（Access Layer）
接入层是网络架构的最外层，直接面向终端用户和设备。它是用户接入网络的“入口”，负责将计算机、打印机、IP电话等设备连接到网络中。接入层可以看作是网络的“最后一公里”，直接决定了用户的网络体验。
接入层的核心职责包括：
- 设备接入：提供物理端口供终端设备连接。
- 用户认证：通过协议（如802.1X）验证用户身份。
- 基本服务：提供电源（如PoE）或简单的流量控制。
接入层的设计注重用户体验和安全性，具有以下特点：
- 物理连接：接入层交换机通常提供大量以太网端口（如48个或更多），支持用户设备的接入。
- 安全控制：通过端口安全、MAC地址过滤或802.1X认证防止未经授权的访问。
- VLAN划分：将用户设备分配到不同的VLAN，实现流量隔离和网络管理。
接入层主要使用二层交换机，这些设备价格相对较低但功能足够。例如：
- 二层交换机：如Cisco的Catalyst 2960系列或HPE的Aruba系列，支持PoE和基本的VLAN功能。
- 智能交换机：在某些场景中，接入层可能使用支持简单三层功能的交换机。
接入层的设计需要关注：
- 端口密度：根据用户数量选择合适的交换机型号。
- PoE支持：为IP电话或无线AP提供电源。
- 安全性：配置端口安全策略，防止网络GJ。
核心层、汇聚层和接入层的分层设计带来了诸多好处：
- 可扩展性：只需在接入层增加交换机，或在汇聚层扩展上行链路，即可支持更多用户。
- 易管理性：各层职责明确，管理员可以专注于特定层次的优化和维护。
- 高性能：通过将高速传输（核心层）、策略执行（汇聚层）和用户接入（接入层）分开，网络性能得到优化。
- 可靠性：故障被隔离在某一层，不会轻易扩散到整个网络。
2. 实际应用场景
分层模型广泛应用于各种网络环境中：
- 企业网络：在办公楼中，接入层连接员工设备，汇聚层管理楼层流量，核心层连接多个楼宇。
- 数据中心：核心层实现服务器间高速通信，汇聚层连接机架，接入层连接物理服务器。
- 校园网络：接入层服务于教室和宿舍，汇聚层整合区域流量，核心层连接整个校园。