交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍

交换机是一种最为基础的网络连接设备 它一般都不需要任何软件配置即可使用的一种纯 硬件式设备 单个交换机与网络的连接 相信读者朋友们已经能够掌握 本文结合图例 主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题 多台交换机的连接方式无外乎两种 级联跟堆叠 下面针对这两种连接方式 分别介 绍实现原理及详细的连接过程 1 交换机级联 这是最常用的一种多台交换机连接方式 它通过交换机上的级联口 UpLink 进行连 接 需要注意的是交换机不能无限制级联 超过一定数量的交换机进行级联 最终会引起 广播风暴 导致网络性能严重下降 级联又分为以下两种 使用普通端口级联 所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口 如 RJ 45 端口 进行连接 需要注 意的是 这时所用的连接双绞线要用反线 即是说双绞线的两端要跳线 第 1 3 与 2 6 线 脚对调 其连接示意如图 1 所示 使用 Uplink 端口级联 在所有交换机端口中 都会在旁边包含一个 Uplink 端口 如图 2 所示 此端口是专门 为上行连接提供 的 只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除 Uplink 端口 外的任意端口即可 注意 并不是 Uplink 端口的相互连接 2 交换机堆叠 此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用 交换机的堆叠 是扩展端口最快捷 最便利的方式 同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍 但是 并不是所有的交换机都支持堆叠的 这取决于交换机的品牌 型号是否支持堆叠 并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块 最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同 一品牌 它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆 从一台交换机的 UP 堆叠端口直接连接到 另一台交换机的 DOWN 堆叠端口 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 其连接示意图 4 所示 提示 采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制 首先实现堆叠的交换机 必须是支持堆叠的 另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在 1M 左右 故只能在很近 的距离内使用堆叠功能 总结 综合以上两种方式来看 交换机的级联方式实现简单 只需一根普通的双绞线即可 节约成本而且基本不受距离的限制 而堆叠方式投资相对较大 且只能在很短的距离内连 接 实现起来比较困难 但也要认识到 堆叠方式比级联方式具有更好的性能 信号不易衰竭 且通过堆叠方 式 可以集中管理多台交换机 大大减化了管理工作量 如果实在需要采用级联 也最好 选用 Uplink 端口的连接方式 因为这可以在最大程度上保证信号强度 如果是普通端口之 间的连接 必定会使网络信号严重受损 交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍 当单一交换机所能够提供的端口数量不足以满足网络计算机的需求时 必须要有两个以上 的交换机提供相应数量的端口 这也就要涉及到交换机之间连接的问题 从根本上来讲 交换机之间的连接不外乎两种方式 一是堆叠 一是级联 P1 GBIC 和 SF 1 GBIC Cisco GBIC GigaStack Gigabit Interface Converter 是一个通用的 低成本的千 兆位以太网堆叠模块 可提供 Cisco 交换机间的高速连接 既可建立高密度端口的堆叠 又可实现与服务器或千兆位主干的连接 为快速以太网向千兆以太网的过渡 提供了廉价 的 高性能的选择方案 此外 借助于光纤 还可实现与远程高速主干网络的连接 GBIC 模块分为两大类 一是普通级联使用的 GBIC 模块 二是堆叠专用的 GBIC 模块 级联 GBIC 模块 级联使用的 GBIC 模块分为 4 种 一是 1000Base T GBIC 模块 如图 1 所示 适用于超五类或六类双绞线 最长传输距离为 100 米 二是 1000Base SX GBIC 模块 如图 2 所示 适用于多模多纤 MMF 最长传输距离为 500 米 三是 1000Base LX LH GBIC 模块 适用于单模光纤 SMF 最长传输距离为 10 千米 四是 1000Base ZX GBIC 适用于长波单模光纤 最长传输距离为 70 千米 100 千米 1000Base T GBIC 模块 1000Base SX GBIC 模块 GBIC 模块安装于千兆以太网模块的 GBIC 插槽中 用于提供与其他交换机和服务器的千 兆位连接 如图 3 所示为安装在 Cisco Catalyst 4006 千兆以太网模块中的 GBIC 安装在 GBIC 插槽中的 GBIC 模块 堆叠 GBIC 模块 堆叠 GBIC 模块用于实现交换机之间的廉价千兆连接 如图 4 所示为适 用于 Cisco Catalyst 2950 3550 的 GigaStack GBIC 堆叠模块 需要注意的是 GigaStack GBIC 专门用于交换机之间的千兆位堆叠 GigaStack GBIC 之间的连接采用专门的堆叠电 缆 Cisco GigaStack GBIC 堆叠模块和电缆 2 SFP SFP Small Form factor Pluggables 可以简单的理解为 GBIC 的升级版本 SFP 模块 如图 5 所示 体积比 GBIC 模块减少一半 可以在相同面板上配置多出一倍以 上的端口数量 由于 SFP 模块在功能上与 GBIC 基本一致 因此 也被有些交换机厂商称 为小型化 GBIC Mini GBIC SFP 模块 2 交换机的堆叠 提供堆叠接口的交换机之间可以通过专用的堆叠线连接起来 通常 堆叠的带宽是交换机端口速率的几十倍 例如 一台 100Mbps 交换机 堆叠后两台交换 机之间的带宽可以达到几百兆甚至上千兆 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联实现的 并插入不同的交换机实现交换机的堆 叠 但是 并不是所有的交换机都支持堆叠的 这取决于交换机的品牌 甚至是型号是否 支持堆叠 堆叠不仅通常需要使用专门的堆叠电缆 而且甚至需要专门的堆叠模块 如 Cisco GigaStack GBIC 另外 同一叠堆中的交换机必须是同一品牌 否则 根本没有办 法堆叠 因此 如果准备使用堆叠的方式扩充端口 就必须事先做好购置计划 交换机的 堆叠是扩展端口最快捷 最便利的方式 堆叠的优点实在多多 主要包括以下几个方面 高密度端口 不同品牌的交换机支持堆叠的层数有所不同 一般情况下 最少可堆叠 2 层 而最多可堆叠至 8 层 因此 可在一个狭小的空间内为密集的计算机网络提供上百个 端口 便于管理 一个叠堆的若干台交换机可视为一台交换机进行管理 只需赋予其 1 个 IP 地址 即可通过该 IP 地址对所有的交换机进行管理 从而大大减少了管理的强度和 难度 极大地节约了管理成本 堆叠 Stack 和级联 Uplink 是多台交换机或集线器连接在一起的两种方式 它们的主要目 的是增加端口密度 但它们的实现方法是不同的 简单地说 级联可通过一根双绞线在任 何网络设备厂家的交换机之间 集线器之间 或交换机与集线器之间完成 而堆叠只有在 自己厂家的设备之间 且此设备必须具有堆叠功能才可实现 级联只需单做一根双绞线 或 其他媒介 堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆 而这些设备可能需要单独购买 交换机 的级联在理论上是没有级联个数限制的 注意 集线器级联有个数限制 且 10M 和 100M 的要求不同 而堆叠各个厂家的设备会标明最大堆叠个数 从上面可看出级联相对容易 但堆叠这种技术有级联不可达到的优势 首先 多台交换机堆叠在一起 从逻辑上来说 它们属于同一个设备 这样 如果你想对这几台交换机进行设置 只要连接到任何一台设 备上 就可看到堆叠中的其他交换机 而级联的设备逻辑上是独立的 如果想要网管这些 设备 必须依次连接到每个设备 其次 多个设备级联会产生级联瓶颈 例如 两个百兆 交换机通过一根双绞线级联 则它们的级联带宽是百兆 这样不同交换机之间的计算机要 通讯 都只能通过这百兆带宽 而两个交换机通过堆叠连接在一起 堆叠线缆将能提供高 于 1G 的背板带宽 极大地减低了瓶颈 现在交换机有一种 新的技术 Port Trunking 通过这种技术 可使用多根双绞线在两个交换机之间进行级联 这样可成倍地增加级联带 宽 级联还有一个堆叠达不到的目的 是增加连接距离 比如 一台计算机离交换机较 远 超过了单根双绞线的最长距离 100 米 则可在中间再放置一台交换机 使计算机与此