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交换机级联,堆叠,集群技术介绍

最简单的局域网(LAN)平日由一台集线器(或互换机)和多少台微机组成。跟着谋略机数量的增添、收集规模的扩大年夜,在越来越多的局域网情况中,互换机取代了集线器,多台互换机互连取代了单台互换机。

在多互换机的局域网情况中,互换机的级联、堆叠和集群是3种紧张的技巧。级联技巧可以实现多台互换机之间的互连;堆叠技巧可以将多台互换机组成一个单元,从而前进更大年夜的端口密度和更高的机能;集群技巧可以将互相连接的多台互换机作为一个逻辑设备进行治理,从而大年夜大年夜低落了收集治理资源,简化治理操作。

斟酌到局域网的成长现状,是以本文提到的局域网,如无分外指出均指10BaseT、100BaseT(F)、1000BaseT(F)的互换式以太网。

一、级联

级联可以定义为两台或两台以上的互换机经由过程必然的要领互相连接。根据必要,多台互换机可以以多种要领进行级联。在较大年夜的局域网例如园区网(校园网)中,多台互换机按照机能和用途一样平常形成总线型、树型或星型的级联布局。

城域网是互换机级联的极好例子。今朝各地电信部门已经建成了许多市地级的宽带IP城域网。这些宽带城域网自上向下一样平常分为3个层次:核心层、汇聚层、接入层。核心层一样平常采纳千兆以太网技巧,汇聚层采纳1000M/100M以太网技巧,接入层采纳100M/10M以太网技巧,所谓"千兆到大年夜楼,百兆到楼层,十兆到桌面".

这种布局的宽带城域网实际上便是由各层次的许多台互换机级联而成的。核心互换机(或路由器)下连多少台汇聚互换机,汇聚互换机下联多少台小区中间互换机,小区中间互换机下连多少台楼宇互换机,楼宇互换机下连多少台楼层(或单元)互换机(或集线器)。

互换机间一样平常是经由过程通俗用户端口进行级联,有些互换机则供给了专门的级联端口(Uplink Port)。这两种端口的差别仅仅在于通俗端口相符MDI标准,而级联端口(或称上行口)相符MDIX标准。由此导致了两种要领下接线要领度不合:当两台互换机都经由过程通俗端口级联时,端口间电缆采纳纵贯电缆(Straight Throurh Cable);当且仅傍边一台经由过程级联端口时,采纳交叉电缆(Crossover Cable)。

为了方便进行级联,某些互换机上供给一个两用端口,可以经由过程开关或治理软件将其设置为MDI或MDIX要领。更进一步,某些互换机上整个或部分端口具有MDI/MDIX自校准功能,可以自动区分网线类型,进行级联时加倍方便。

用互换机进行级联时要留意以下几个问题。原则上任何厂家、任何型号的以太网互换机均可进行级联,但也不扫除一些特殊环境下两台互换机无法进行级联。互换机间级联的层数是有必然限度的。成功实现级联的最更滥觞基本则便是随意率性两站点之间的间隔不能跨越媒体段的最大年夜跨度。多台互换机级联时,应包管它们都支持天生树(Spanning-Tree)协议,既要防止网内呈现环路,又要容许冗余链路存在。

进行级联时,应该尽力包管互换机间中继链路具有足够的带宽,为此可采纳全双工技巧和链路汇聚技巧。互换机端口采纳全双工技巧后,不只响应端口的吞吐量越发,而且互换机间中继间隔大年夜大年夜增添,使得异地散播、间隔较远的多台互换机级联成为可能。链路汇聚也叫端口汇聚、端口绑缚、链路扩容组合,由 IEEE802.3ad标准定义。即两台设备之间经由过程两个以上的同种类型的端口并进行连接,同时传输数据,以便供给更高的带宽、更好的冗余度以及实现负载均衡。链路汇聚技巧不只可以供给互换机间的高速连接,还可以为互换机和办事器之间的连接供给高速通道。必要留意的是,并非所有类型的互换机都支持这两种技巧。

二、堆叠

堆叠是指将一台以上的互换机组合起来合营事情,以便在有限的空间内供给尽可能多的端口。多台互换机颠末堆叠形成一个堆叠单元。可堆叠的互换机机能指标中有一个"最大年夜可堆叠数"的参数,它是指一个堆叠单元中所能堆叠的最大年夜互换机数,代表一个堆叠单元中所能供给的最大年夜端口密度。

堆叠与级联这两个观点既有差别又有联系。堆叠可以看作是级联的一种特殊形式。它们的不合之处在于:级联的互换机之间可以相距很远(在媒体许可范围内),而一个堆叠单元内的多台互换机之间的间隔异常近,一样平常不跨越几米;级联一样平常采纳通俗端口,而堆叠一样平常采纳专用的堆叠模块和堆叠电缆。一样平常来说,不合厂家、不合型号的互换机可以相互级联,堆叠则不合,它必须在可堆叠的同类型互换机(至少应该是同一厂家的互换机)之间进行;级联仅仅是互换机之间的简单连接,堆叠则是将全部堆叠单元作为一台互换机来应用,这不只意味着端口密度的增添,而且意味着系统带宽的加宽。

今朝,市场上的主流互换机可以细分为可堆叠型和非堆叠型两大年夜类。而号称可以堆叠的互换机中,又有虚拟堆叠和真正堆叠之分。所谓的虚拟堆叠,实际便是互换机之间的级联。互换机并不是经由过程专用堆叠模块和堆叠电缆,而是经由过程Fast Ethernet端口或Giga Ethernet端口进行堆叠,实际上这是一种变相的级联。即便如斯,虚拟堆叠的多台互换机在收集中已经可以作为一个逻辑设备进行治理,从而使收集治理变得简单起来。

真正意义上的堆叠应该满意:采纳专用堆叠模块和堆叠总线进行堆叠,不占用收集端口;多台互换机堆叠后,具有足够的系统带宽,从而包管堆叠后每个端口仍能达到线速互换;多台互换机堆叠后,VLAN等功能不受影响。

今朝市场上有相称一部分可堆叠的互换机属于虚拟堆叠类型而非真正堆叠类型。很显然,真正意义上的堆叠比虚拟堆叠在机能上要超过跨过许多,但采纳虚拟堆叠至少有两个好处:虚拟堆叠每每采纳标准Fast Ethernet或Giga Ethernet作为堆叠总线,易于实现,资源较低;堆叠端口可以作为通俗端口应用,有利于保护用户投资。采纳标准Fast Ethernet或Giga Ethernet端口实现虚拟堆叠,可以大年夜大年夜延伸堆叠的范围,使得堆叠不再局限于一个机柜之内。

堆叠可以大年夜大年夜前进互换机端口密度和机能。堆叠单元具有足以匹敌大年夜型机架式互换机的端口密度和机能,而投资却比机架式互换机便宜得多,实现起来也机动得多。这便是堆叠得上风所在。

机架式互换机可以说是堆叠成长到更高阶段得产物。机架式互换机一样平常属于部门以上级别得互换机,它有多个插槽,端口密度大年夜,支持多种收集类型,扩展性较好,处置惩罚能力强,但价格昂贵。

三、集群

所谓集群,便是将多台相互连接(级联或堆叠)的互换机作为一台逻辑设备进行治理。集群中,一样平常只有一台起治理感化的互换机,称为敕令互换机,它可以治理多少台其他互换机。在收集中,这些互换机只必要占用一个IP地址(仅敕令互换机必要),节约了宝贵的IP地址。在敕令互换机统一治理下,集群中多台互换机协同事情,大年夜大年夜低落治理强度。例如,治理员只必要经由过程敕令互换机就可以对集群中所有互换机进行版本进级。

集群技巧给收集治理事情带来的好处是毋庸置疑的。但要应用这项技巧,该当留意到,不合厂家对集群有不合的实现规划,一样平常厂家都是采纳专有协议实现集群的。这就抉择了集群技巧有其局限性。不合厂家的互换机可以级联,但不能集群。纵然同一厂家的互换机,也只有指定的型号才能实现集群。如CISCO 3500XL 系列就只能与1900、 2800 、2900XL系列实现集群。

互换机的级联、堆叠、集群这3种技巧既有差别又有联系。级联和堆叠是实现集群的条件,集群是级联和堆叠的目的;级联和堆叠是基于硬件实现的;集群是基于软件实现的;级联和堆叠无意偶尔很相似(尤其是级联和虚拟堆叠),无意偶尔则区别很大年夜(级联和真正的堆叠)。跟着局域网和城域网的成长,上述三种技巧必将获得越来越广泛的利用。

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