集线器交换机基本工作原理及配置.ppt

网络互连设备的基本工作原理 及配置 许乐- 网络互连 u要求掌握各个层次的网络互连设备，熟悉他们的功能与特性，以 及它们之间的区别，能够按实际需求使用这些设备，特别重点掌握路由器和交换 机设备 网络互连设备 物理层 中继器（Repeater）、HUB 数据链路层 网桥、交换机、网卡 网络层 路由器（Router） 传输层-应用层 网关(Gateway） 网络互连 中继器（Repeater）:是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络 节点之间物理信号的双向转发工作。 1.主要作用 放大、再生二进制位信号（物理信号），延长电缆长度.联结两个不同 的物理网段(只有两个端口) 2.特性 只具有简单的放大、再生物理信号的功能 只能连接相同或不同传输介质的同类局域网 把多个独立的物理网段连成一个大的物理网络 用中继器连接的局域网在物理上、逻辑上都是一个 网络 没有任何隔离功能 集线器:是中继器的一种形式，也称为多端口中 继器 主要功能: 所有网络站点都通过HUB接入到网络中 是共享10Base-T、100Base-T的核心设备 放大、再生二进制位信号的功能 具有自动检测和处理冲突信号的功能 具有自动隔离故障站点的功能 网络互连 集线器内部是总线共享连接 1.所有工作站接在同一物理总线上 2.同一时刻只能有一台工作站发送数据,否则将会产生冲突 怎么协调不同工作站顺利发送数据呢? CSMA/CD工作原理 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 载波监听多点接入/碰撞检测 多点接入 许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上 ，是总线型网络。 载波监听 是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上 是否有其他计算机在发送数据；如果有，则暂时不 要发送数据，以免发生碰撞。 碰撞检测 就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大 小，由信号电压摆动值的大小来判断是否发生了碰 撞。正常发送时，计算机发送的数据都是使用曼彻 斯特编码的信号；发生碰撞时，信号会产生严重的 失真。一旦发生碰撞，就立即停止发送。 vCSMA/CD的广播方式发送 n 总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发送的数据信号。 n 由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有 D 才接 收这个数据帧。 n 其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是发送给它们的数据帧，因此就 丢弃这个数据帧而不能够收下来。 n 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。 B向 D 发送数据 C D A E 不接受不接受不接受 接受 B 只有 D 接受 B 发送的数据 工作原理:广播 共享 从一个端口接收到一个数据幀后，便把从端口接收到的所有 二进制位信号，无选择的进行放大再生，并把放大后的信号 ，通过广播的方式向其他所有端口分发出去。 网络互连 HUB ABCD HUB ABCD 集线器的特性 集线器工作在OSI参考模型的第1层，即物理层。 集线器是一种共享型设备，所有连在集线器上的站点共享一条传输通 道，共享带宽。 集线器采用半双工（Half Duplex）通信方式 存在争用信道的问题。以太网集线器使用CSMA/CD介质访问控制方法 来控制信道的分配 网络互连 思考 1.集线器能不能够无限制的级连?将会出现什么问题? 在共享式网络中，随着用户数量的增加，每用户所使 用的平均带宽减小，网络冲突加剧，网络带宽利用率 下降。 10 base-T网络中的5-4-3原则:指的是“5-4-3规则”，是 指在10M以太网中中，网络总长度不得超过5个区段 ，4台网络延长设备，且5个区段中只有3个区段可接 网络设备 网络互连 网桥(Bridge) 网桥能将两个以上独立的物理网络连接在一起，构成一个单个的逻 辑LAN 网桥的工作原理 第一步： 首先，SYS1向SYS6发送数据帧，帧的目的MAC地址 =MAC6，源MAC地址=MAC1。这时，网桥B1不管帧的目的 MAC地址是什么，它将从#1端口收下该帧。由于B1的自学习表 为空，这样它不知道这个帧应从哪个端口转发出去，所以，采 用广播方式扩散到除入端口（这里是#1端口）外的所有其它端 口（这里是#2端口）。同时将源MAC地址MAC1写到网桥B1的 中，如表1所示。 网桥 B1的自 学习表 顺序 PORT1 PORT2PORT3帧扩散、 帧丢弃、 帧发到指 定PORT、 其他 1MAC1帧扩散 2 3 接着，网桥B2从它的#1端口收下网桥B1转发而来的帧 。由于B2的自学习表也为空，于是它采用广播方式扩散到 除入端口（这里是#1端口）外的所有其它端口（这里是#2 端口和#3端口）。同时将源MAC地址MAC1写到网桥B2的 中，如表2所示。 网桥 B2的 自学 习表 顺序 PORT1 PORT2PORT3帧扩 散、帧丢 弃、帧发 到指 定PORT、其他 1MAC1帧扩 散 2 3 SYS4向SYS1发送数据帧，帧的目的MAC地址=MAC1，源MAC 地址=MAC4。这时，网桥B2从#2端口收下该帧。网桥B2查其自 学习表可知，刚收下的帧应从#1端口转发出去。同时将源MAC 地址MAC4写到网桥B2的中 网桥 B2 的自 学习 表 顺序 PORT1 PORT2PORT3帧扩 散、帧丢 弃、帧发 到指 定PORT、其他 1 MAC1帧扩 散 2 MAC4 帧发 到指定PORT 3 接着，网桥B1从它的#2端口收下网桥B2转发而来的帧。网桥B1 查其自学习表可知，刚收下的帧应从#1端口转发出去。同时将源 MAC地址MAC4写到网桥B1的中，如表4所示。 网桥 B1的 自学 习表 顺序 PORT1 PORT2PORT3帧扩 散、帧丢 弃、帧发 到指 定PORT、其他 1MAC1帧扩 散 2MAC4帧发 到指定PORT 3 网桥 2.网桥的特性 工作在数据链路层 是一种存储转发设备 支持任何网络层及高层协议 根据MAC地址过滤数据 不能隔离广播信息 能互连不同的网络 用网桥互连起来的网络是一个单个的逻辑网 网桥的主要作用 将两个以上局域网（物理网络）互连为一个逻 辑网络 扩大网络覆盖的地理范围，实现更大范围的局 域网互连。 隔离一个物理网段的故障，提高了网络的可靠 性。 根据MAC地址对数据帧进行过滤 局域网交换机（LAN Switch） 1.交换机工作的逻辑机理 u摆脱了CSMA/CD的约束 u同时存在多个数据通道 u是一个受控制的多端口开关矩阵 控制逻辑 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 局域网交换机（LAN Switch） 交换机的结构与工作过程 图 交换机的结构与工作过程 交换机进行数据交换解决了集线器那种共享单车道容易出现“塞 车“现象.在交换机技术上把这种 “独享“道宽(网络上称之为“带宽“) 情况称之为“交换“,这种网络环境称为“交换式网络“,交换式网络必 须采用交换机(Switch) 来实现. 交 换 技 术 交换机工作方式 从一个端口发过 来的数据,其中会含有目的地的 MAC 地址,交换 机在保存在自己缓存中的 MAC 地址表里寻找与这个数据包中包 含的目的 MAC 地址对应 的节点,找到以后,便在这两个节点间架 起了一条临时 性的专用数据传输 通道。 建立虚连接通道 这两个节点便可以不受干扰地进行通信了.在源端口和目的端口 直接建立虚连接通道 全双工“(Full Duplex)状态:即可以同时接收和发送数据,数据流 是双向的 。 半双工:在任一时刻只能有一个方向的数据流,即处于“半双工 “(Half Duplex)模式, 交换机的工作特点 拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵 所有的端口都挂接在这条背板总线上 控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的 地址对照表以确定目的MAC地址的网卡（NIC）挂接 在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送 到目的端口 交换机的主要功能 在发送节点和接收节点之间建立一条虚连接 转发数据帧 建立并维护交换表 交换机的主要特性 局域网交换技术操作在OSI的第二层 根据MAC地址进行帧转发、帧过滤 每个交换机端口独占带宽 系统带宽为端口带宽 n (端口个数） 内部可同时存在多个通信通道 交换机的地址学习能力 计算机打开电源后,安装在该系统中的网卡会定期发出空闲包或 信号,交换机即可据此得知它的存在以及其 MAC 地址,这就是所 谓自动地址学习. 要注意交换机档次越低,交换机的缓存就越小,也就是说为保存 MAC 地址所准备的空间也就越小,对应的就是它能记住的 MAC 地址数也就越少. 通常一台交换机都具有 1024 个 MAC 地址记忆空间,都能满足实 际需求. MACMAC地址表地址表 MAC地址表 表的结构是MAC地址和端口对。这个MAC地址表存放于交换机的缓 存（RAM）中。 目的MAC地址类型 VLAN ID 目的端口 0050.ba40.8c5c Dynamic 148 FastEthernet0/8 0050.babc.3077 Dynamic 148 FastEthernet0/2 地址学习：学习地址时，交换机要记录两件事： 记录地址本身和入站端口号码 将MAC地址的寿命清0；表中的地址寿命每秒加1，所寿命 达到一个特定值，对应的MAC地址表项就会被删除掉。这个过程 叫老化。 地址学习过程 由于交换机能够自动根据收到的以太网帧中的源 MAC 地址更新 地址表的内容,所以交换机使用的时间越长学到的 MAC 地址就越 多，未知的 MAC 地址就越少,因而广播的包就越少,速度就越快. 交换机中的内存毕竟有限,因此,能够记忆的 MAC 地 址数量也是 有限 地址转发表设定了一个自动老化时间(Auto-aging),若某 MAC 地 址在一定时间内(默认为 300 秒)不再出现,那么,交换机将自动把 该 MAC 地址从地 址表中清除.当下一次该 MAC 地址重新出现时 ,将会被当作新地址处理. 交换机交换机MACMAC地址表学习（一）地址表学习（一） MAC 地址表 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444 F0/1F0/3 F0/2F0/4 C 交换机初始化时MAC地址表是空的。 AB D 交换机交换机MACMAC地址表学习（二）地址表学习（二） MAC 地址表 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444 F0/1: 0260.8c01.1111 F0/1F0/3 F0/2F0/4 主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。 A C B D 交换机帧转发原理 局域网交换机根据数据帧的MAC（Media Access Control）地址 （即物理地址）进行数据帧的转发操作。 交换机转发数据帧时，遵循以下规则：如果数据帧的目的MAC 地址是广播地址或者组播地址，则向局域网交换机所有端口转发 （除数据帧来的端口）；如果数据帧的目的地址是单播地址，但 是这个地址并不在交换机的地址表中，那么也会向所有的端口转 发（除数据帧来的端口）； 交换机帧转发原理（一）交换机帧转发原理（一） 未知单播帧，广播帧：未知单播帧，广播帧： 执行广播操作执行广播操作Flooding(Flooding(泛洪泛洪) ) 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444 F0/1F0/3 F0/2F0/4 F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444 MAC 地址表 A C B D 交换机帧转发原理 如果数据帧的目的地址在交换机的地址表中，那么就根据地址表 转发到相应的端口； 如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会 丢弃这个数据帧，交换也就不会发生。 交换机帧转发原理（二）交换机帧转发原理（二） 已知单播帧已知单播帧 过滤操作过滤操作FilteringFiltering F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444 X X MAC地址表 F0/1F0/3 F0/2F0/4 A C B D ARP协议及工作原理 ARP协议:地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。 在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机 进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。 而在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地 址。 所谓地址解析（address resolution）就是主机在发送帧前将目 标IP地址转换成目标MAC地址的过程。 ARP过程 将IP映射到MAC地址 ARP 协议具有两项基本功能： IP地址解析为 MAC 地址 维护映射的缓存 1 2 ARP过程 将IP映射到MAC地址 ARP过程 将IP映射到MAC地址 3 ARP过程 将IP映射到MAC地址 4 ARP过程 将IP映射到MAC地址 5 ARP过程 将IP映射到MAC地址 6 ARP过程 目的主机在本地网络外 1 ARP过程 目的主机在本地网络外 2 ARP过程 目的主机在本地网络外 3 ARP过程 目的主机在本地网络外 ARP过程 目的主机在本地网络外 ARP过程 目的主机在本地网络外 6 ARP过程 目的主机在本地网络外 。 ARP过程 删除地址映射 。 ARP缓存表老化机制 ARP缓存表采用了老化机制（即设置了生存时间TTL），在一段 时间内（一般15到20分钟）如果表中的某一行没有使用，就会 被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。 查看ARP缓存表 在主机上进入DOS命令方式：arp a 二层交换机上很可能没有ARP缓存表。 请思考： 如果不给交换机配置IP地址，交换机能 否正常传递数据包？ 存储转发(Store and Forward) 特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到 缓冲器中，进行CRC循环冗余校验,如果这个数据 包有CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整 ，交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。 优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的 数据转发 缺点：转发速率比直接转发方式慢。 适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量 较为恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处 理，所以，延迟和帧的大小有关。 交换机的交换模式 直通交换(CutThrough) 特点：交换机只读出数据帧的前6个字节，即通过 地址映射表中查找目标地址，将数据帧传送到相应的 端口上。直通交换能够实现较少的延迟，因为在数据 帧的目的地址被读出，确定了转发端口后马上开始转 发这个数据帧。 优点：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率 缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包 适用环境：网络链路质量较好、错误数据包较少的 网络环境，延迟时间跟帧的大小无关。 交换机的交换模式 碎片丢弃（Fragmentfree） 特点：这是介于前两者之间的一种解决方案。它检 查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说 明是假包，则丢弃该包；如果大于等于64字节，则发送 该包。 优点：数据处理速度比存储转发方式快 缺点：比直通式慢 适用环境：一般的通讯链路 交换机的交换模式 交换机与网桥的主要区别 (1)延迟小。交换机通过硬件实现，而网桥通过软件实 现。网桥是通过运行于计算机系统上的桥接协议实现；交 换机使用了专用集成电路（Application-Specific- Integrated Circuit，ASIC)，大大提高了网络转发速度。 (2)端口多。交换机得端口密度远大于网桥。 (3)功能强大。交换机除了转发/过滤的功能，还有诸多 管理功能，如网络管理协议的支持、虚拟局域网的划分等 。 （1）在OSI/RM网络体系结构中的工作层次不同 集线器工作在物理层，而交换机工作在数据链路层。更高 级的交换机可以工作在第三层（网络层）、第四层（传输层）或更 高层。 （2）数据传输方式不同 集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，即所 有端口处在一个冲突域中；而交换机的数据传输一般只发生在源端 口和目的端口之间，即交换机的每个端口处在不同的冲突域。 （3）带宽占用方式不同 集线器所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端 口都具有自己独立的带宽。 （4）传输模式不同 集线器采用半双工方式进行数据传输；交换机采用全双工 方式来传输数据。 交换机与集线器的主要区别 交换机与集线器（HUB）的主要区别 总结： 交换机与集线器有着本质的不同，无论在工作 层次、通讯方式、传输速度和可管理性上，都都 存在明显的差别，交换机与集线器相比具有无与 伦比的优势。目前，交换机已经成为组网中的普 遍使用的网络连接设备，而集线器已经逐渐在退 出历史舞台。 交换机的分类与性能指标 交换机的分类 从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换 机 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供通信基础平 台。 局域网交换机则: 应用于局域网络，用于连接终端设备 ，如PC机及网络打印机等。 注意：我们重点学习的是局域网交换机。 交换机的分类 按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交 换机、汇聚层交换机和核心层交换机。 核心层交换机: 一般采用机箱式模块化设计，机箱中可 承载管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有 很高的背板容量； 汇聚层交换机: 可以是机箱式模块化交换机，也可以是 固定配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包 含光端口、高速电口等端口； 接入层交换机: 一般是固定配置的交换机，端口密度较大 ，具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或 扩展槽方式提供1000Mbps的上联端口。 根据传输介质、传输速度以及发展历史上看，局 域网交换机有这样一些类型： 以太网交换机 快速以太网交换机 千兆以太网交换机 万兆以太网交换机 FDDI交换机 ATM交换机 令牌环交换机 交换机的分类 根据架构特点，人们还将局域网交换机分为 机架式 带扩展槽固定配置式 不带扩展槽固定配置式 交换机的分类 按照OSI的七层网络模型，交换机又可以分为： 第二层交换机 第三层交换机 第四层交换机 第七层交换机 基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网 络接入层和汇聚层。基于IP地址和协议进行交换的第三层 交换机应用于网络的核心层，也少量应用于汇聚层。部分 第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据 帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换 机称之为应用型交换机，主要用于互联网数据中心。 交换机的分类 按照交换机的可管理性，可分为： 可管理型交换机 不可管理型交换机 两者区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。 可管理型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相 对较高。大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机 ，在接入层视应用需要而定，核心层交换机则全部是可 管理型交换机。 交换机的分类 交换机的分类 从应用的角度划分，交换机又可分为： 电话交换机（PBX）：主要应用于电信领域，提供语音 通讯。 数据交换机（Switch）： 应用于计算机网络。 注意：我们重点学习的是数据交换机。 背板带宽与端口速率 模块化与固定配置 专用芯片与通用芯片 单/多MAC地址类型 交换机的主要性能指标 背板带宽与端口速率 背板带宽和端口速率是衡量交换机的交换能力 的主要参数。 背板带宽：指通过交换机所有通信的最大值。 交换机的端口速率：每秒通过的比特数。 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10000Mbps 交换机的主要性能指标 模块化与固定配置 模块化交换机：具有很强的可扩展性，可在机箱内提供一系列 扩展模块，如千兆位以太网模块、FDDI模块、ATM模块、快速以 太网模块、令牌环模块等，所以能够将具有不同协议、不同拓扑结 构的网络连接起来。但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机 一般作为骨干交换机来使用。 固定配置交换机：一般具有固定端口配置，比如Cisco公司的 Catalyst l900/2900交换机，Bay公司的BayStack350/450交换机 等。固定配置交换机的可扩充性显然不如模块化交换机，但是价格 要低得多。 交换机的主要性能指标 专用芯片与通用芯片 X86： 通用计算机芯片 ASIC： （Application-Specific-Integrated Circuit ） NP： 专用网络处理器 交换机的主要性能指标 单/多MAC地址类型 单MAC交换机：每个端口只有一个MAC地址 多MAC交换机：每个端口捆绑有多个MAC硬件地址 单MAC交换机主要用于连接最终用户、网络共享 资源或非桥接路由器，它们不能用于连接集线器或含有多 个网络设备的网段；多MAC交换机的每个端口可以看作是 一个集线器，而多MAC交换机可以看作是集线器的集线器 。 交换机的主要性能指标 交换机的接口与连接方式 交换机的接口类型 交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介 质的发展而产生的不同的接口规格，主要有： 双绞线RJ-45接口 光纤接口 AUI接口与BNC Console接口 FDDI接口 双绞线RJ-45接口 数量最多、应用最 广的一种接口类型，它属 于以太网接口类型。它不 仅在最基本的10Base-T以 太网网络中使用，还在目 前主流的100Base-TX快速 以太网和1000Base-TX千兆 以太网中使用。 交换机的接口类型 光纤接口 目前光纤传输介质 发展相当迅速，各种光纤 接口也是层出不穷，分别 应用于100Base-FX、 1000Base-FX等网络中。在 局域网交换机中， SC类型 是一种常见的光纤接口， SC接口的芯在接头里面， 右图所示的是一款100Base -FX网络的SC光纤接口模块 。 交换机的接口类型 AUI接口 这是专门用于连 接粗同轴电缆的，目前这 种网络在局域网中已不多 见。现在部分交换机保留 了AUI接口。 AUI接口是一个15 针“D”形接口，类似于 显示器接口。这种接口在 其他网络设备中也可以见 到，如路由器，甚至服务 器中。右图中所示的是交 换机上的AUI接口示意图 。 交换机的接口类型 BNC 接口 这是专门用于连 接细同轴电缆的接口，目 前提供这种接口的交换机 比较少见。个别交换机保 留BNC接口，主要是用于与 细同轴电缆作为传输介质 的令牌网络连接。 右图是BNC接口的 网卡。 交换机的接口类型 Console接口 用于配置交换机 而使用的接口。 不同交换机的 Console接受有所不同 ，有些与Cisco路由器 一样采用RJ-45类型 Console接口，而有的 则采用串口作为 Console接口。 交换机的接口类型 FDDI接口 在早期的100Mbps 时代，还有一种FDDI网络 类型，即“光纤分布式数 据接口”，其传输介质也 是光纤，其接口类型如右 图。目前由于它的优势不 明显，已经很少见了。 交换机的接口类型 交换机的连接方式 我们常见的网络都是多台网络设备连接在一起 ，我们来看交换机之间有哪些连接方式： 级联 冗余 堆叠 级联 是最常见的连接方式，即使用网线将两个交换机连接起来。 有使用光纤介质连接和双绞线介质连接两种情况。 光纤介质连接： 直接连接的两个交换机端口要保证一致的光纤规格、端口速 率，发送信号光纤端口与接收信号光纤端口相连。 双绞线介质连接： 分普通端口和使用Uplink端口级联两种情况。普通端口之间 相连，使用交叉双绞线；一台交换机使用UPlink端口相连使用直 通双绞线。 注意：目前有些交换机已实现智能判断，即使用交叉线或直 通线均可在两台交换机之间建立连接。 交换机的连接方式 冗余 SpanningTree冗余连接：工作方式是StandBy，一 条链路在工作，其余链路处于待机(StandBy)状态，效率 没有提高，可靠性提高。 PortTrunking连接：多条冗余连接链路实现负载分担 。交换机之间联结带宽成倍提高，可靠性已得到增强。 交换机的连接方式 堆叠 只有支持堆叠的交 换及之间才可进行堆叠，使 用专用的堆叠线通过交换机 上提供的堆叠接口使用一定 的连接方式连接起来。 多台交换机的堆叠 是靠一个提供背板总线带宽 的多口堆叠母模块与单口的 堆叠子模块相连实现的，并 插入不同的交换机实现交换 机的堆叠。 交换机的连接方式 交换机堆叠连接方法 当网络规模增长时，固定端口交换机的扩展能力会受 到制约。 为了使交换机满足大型网络对端口的数量要求，一般 在较大型网络中都采用交换机的堆叠方式来解决。要注意的是只有 可堆叠交换机才具备这种端口，所谓可堆叠交换机，就是指一个交 换机中一般同时具有“UP“和“DOWN“堆叠端口。当多个交换机连 接在一起时，其作用就像一个模块化交换机一样，堆叠在一起交换 机可以当作一个单元设备来进行管理。一般情况下，当有多个交换 机堆叠时，其中存在一个可管理交换机，利用可管理交换机可对此 可堆叠式交换机中的其他“独立型交换机”进行管理。 交换机堆叠连接方法 堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管 理，也就是说，堆叠中所有的交换机从拓扑结构上可视为一个交换 机。堆栈在一起的交换机可以当作一台交换机来统一管理。交换机 堆叠技术采用了专门的管理模块和堆栈连接电缆，这样做的好处是 ，一方面增加了用户端口，能够在交换机之间建立一条较宽的宽带 链路，这样每个实际使用的用户带宽就有可能更宽（只有在并不是 所有端口都在使用情况下）。另一方面多个交换机能够作为一个大 的交换机，便于统一管理。 可堆叠交换机常用的堆叠方式有两种： 菊花型 菊花型堆叠要求堆 叠交换机通过堆叠接口或模块首 尾相连，是一种类似于普通的交 换机之间级联连接，通过相对高 速的端口串接和软件的支持，最 终实现构建一个多交换机的层叠 结构。 可堆叠交换机常用的堆叠方式有两种： 星型 星型堆叠是需要一 个主交换机，其它是从交换机， 每台从交换机都通过堆叠接口或 模块与主交换机相连。这种方式 要求主交换机的交换容量（背板 带宽）要比从交换机的要大。 堆叠和级联的区别 连接方式不同：级联是两台交换机通过两个PORT互联，而 堆叠是交换机通过专门的背板堆叠模块相连。堆叠可以增加设备 总带宽，而级联是不能增加设备的总带宽。 通用性不同：级联可通过光纤或双绞线在任何网络设备厂 家的交换机之间进行连接，而堆叠只有在自己厂家的设备之间， 且设备必须具有堆叠功能才可实现。 连接距离不同：级联的设备之间可以有较远的距离（100米 -几百米），而堆叠的设备之间距离十分有限，必须在几米以内 。 交换机的连接方式 交换机产品简介 交换机产品简介 目前市场上的交换机产品很多，网络基础设 施建设成为当前一项热门应用，近20年来，网络技术 日新月异，网络产品层出不穷，更新换代十分迅速。 所以网络产品市场品种繁多。市面上网络产品的厂家 很多。如CISCO、HP、3COM、华为、华三（H3C）、锐 捷、神州数码、D-LINK等。 思科产品 Cisco（思科）的交换机产品以“Catalyst” 为商标， 曾经生产了500、1900、2800、2900、3500、 4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多个 系列的交换机产品，产品线经过交换技术的不断发展， 以及逐渐规范，目前思科在产的产品线为：500、2900 、3500、3700、4500、4900和6500。顺序为由低端到高 端。 思科产品 低端产品 2900的背板带宽为3.2G， 最多48个10/100M自适应端口，所 有端口均支持全双工通讯。 型号有普通10/1