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交换机级联、堆叠、集群技术介绍
最简单局域网(LAN)通常由一台集线器(或交换机)和若干台微机组成。伴随计算机数量增加、网络规模扩大,在越来越多局域网环境中,交换机替换了集线器,多台交换机互连替换了单台交换机。 在多交换机局域网环境中,交换机级联、堆叠和集群是3种关键技术。级联技术能够实现多台交换机之间互连;堆叠技术能够将多台交换机组成一个单元,从而提升更大端口密度和更高性能;集群技术能够将相互连接多台交换机作为一个逻辑设备进行管理,从而大大降低了网络管理成本,简化管理操作。 考虑到局域网发展现实状况,所以本文提升局域网,如无尤其指出均指10BaseT、100BaseT(F)、1000BaseT(F)交换式以太网。 一、级联 级联能够定义为两台或两台以上交换机经过一定方法相互连接。依据需要,多台交换机能够以多个方法进行级联。在较大局域网比如园区网(校园网)中,多台交换机根据性能和用途通常形成总线型、树型或星型级联结构。 城域网是交换机级联极好例子。现在各地电信部门已经建成了很多市地级宽带IP城域网。这些宽带城域网自上向下通常分为3个层次:关键层、汇聚层、接入层。关键层通常采取千兆以太网技术,汇聚层采取1000M/100M以太网技术,接入层采取100M/10M以太网技术,所谓"千兆到大楼,百兆到楼层,十兆到桌面"。 这种结构宽带城域网实际上就是由各层次很多台交换机级联而成。关键交换机(或路由器)下连若干台汇聚交换机,汇聚交换机下联若干台小区中心交换机,小区中心交换机下连若干台楼宇交换机,楼宇交换机下连若干台楼层(或单元)交换机(或集线器)。 交换机间通常是经过一般用户端口进行级联,有些交换机则提供了专门级联端口(Uplink Port)。这两种端口区分仅仅在于一般端口符合MDI标准,而级联端口(或称上行口)符合MDIX标准。由此造成了两种方法下接线方法度不一样:当两台交换机全部经过一般端口级联时,端口间电缆采取直通电缆(Straight Throurh Cable);当且仅当中一台经过级联端口时,采取交叉电缆(Crossover Cable)。 为了方便进行级联,一些交换机上提供一个两用端口,能够经过开关或管理软件将其设置为MDI或MDIX方法。更深入,一些交换机上全部或部分端口含有MDI/MDIX自校准功效,能够自动区分网线类型,进行级联时愈加方便。 用交换机进行级联时要注意以下多个问题。标准上任何厂家、任何型号以太网交换机均可进行级联,但也不排除部分特殊情况下两台交换机无法进行级联。交换机间级联层数是有一定程度。成功实现级联最根本标准就是任意两站点之间距离不能超出媒体段最大跨度。多台交换机级联时,应确保它们全部支持生成树(Spanning-Tree)协议,既要预防网内出现环路,又要许可冗余链路存在。 进行级联时,应该尽力确保交换机间中继链路含有足够带宽,为此可采取全双工技术和链路汇聚技术。交换机端口采取全双工技术后,不仅对应端口吞吐量加倍,而且交换机间中继距离大大增加,使得异地分布、距离较远多台交换机级联成为可能。链路汇聚也叫端口汇聚、端口捆绑、链路扩容组合,由IEEE802.3ad标准定义。即两台设备之间经过两个以上同种类型端口并进行连接,同时传输数据,方便提供更高带宽、愈加好冗余度和实现负载均衡。链路汇聚技术不仅能够提供交换机间高速连接,还能够为交换机和服务器之间连接提供高速通道。需要注意是,并非全部类型交换机全部支持这两种技术。 二、堆叠 堆叠是指将一台以上交换机组合起来共同工作,方便在有限空间内提供尽可能多端口。多台交换机经过堆叠形成一个堆叠单元。可堆叠交换机性能指标中有一个"最大可堆叠数"参数,它是指一个堆叠单元中所能堆叠最大交换机数,代表一个堆叠单元中所能提供最大端口密度。 堆叠和级联这两个概念现有区分又有联络。堆叠能够看作是级联一个特殊形势。它们不一样之处于于:级联交换机之间能够相距很远(在媒体许可范围内),而一个堆叠单元内多台交换机之间距离很近,通常不超出几米;级联通常采取一般端口,而堆叠通常采取专用堆叠模块和堆叠电缆。通常来说,不一样厂家、不一样型号交换机能够相互级联,堆叠则不一样,它必需在可堆叠同类型交换机(最少应该是同一厂家交换机)之间进行;级联仅仅是交换机之间简单连接,堆叠则是将整个堆叠单元作为一台交换机来使用,这不仅意味着端口密度增加,而且意味着系统带宽加宽。
现在,市场上主流交换机能够细分为可堆叠型和非堆叠型两大类。而号称能够堆叠交换机中,又有虚拟堆叠和真正堆叠之分。所谓虚拟堆叠,实际就是交换机之间级联。交换机并不是经过专用堆叠模块和堆叠电缆,而是经过Fast Ethernet端口或Giga Ethernet端口
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