交換機(jī)技術(shù)與應(yīng)用-堆疊與級(jí)聯(lián)

堆疊與級(jí)聯(lián)1堆疊技術(shù)問(wèn)題的提出在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，若有大量的節(jié)點(diǎn)需要入網(wǎng)，如何處理？解決方法兩種方法：多交換機(jī)級(jí)連交換機(jī)堆疊堆疊是一種交換機(jī)管理技術(shù)?？蓪⑽锢砩系娜舾膳_(tái)交換機(jī)堆疊在一起，實(shí)現(xiàn)端口密度的擴(kuò)充；邏輯上當(dāng)成一臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行管理，所有端口都可以通過(guò)一個(gè)控制端口來(lái)進(jìn)行管理。2當(dāng)單一交換機(jī)所能夠提供的端口數(shù)量不足以滿足網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的需求時(shí)，必須要有兩個(gè)以上的交換機(jī)提供相應(yīng)數(shù)量的端口，這也就要涉及到交換機(jī)之間連接的問(wèn)題。從根本上來(lái)講，交換機(jī)之間的連接不外乎兩種方式，一是堆疊，一是級(jí)聯(lián)。31．GBIC和SFP（1）GBICCiscoGBIC（GigaStackGigabitInterfaceConverter）是一個(gè)通用的、低成本的千兆位以太網(wǎng)堆疊模塊，可提供Cisco交換機(jī)間的高速連接，既可建立高密度端口的堆疊，又可實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器或千兆位主干的連接，為快速以太網(wǎng)向千兆以太網(wǎng)的過(guò)渡，提供了廉價(jià)的、高性能的選擇方案。此外，借助于光纖，還可實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程高速主干網(wǎng)絡(luò)的連接。GBIC模塊分為兩大類，一是普通級(jí)聯(lián)使用的GBIC模塊，二是堆疊專用的GBIC模塊。4級(jí)聯(lián)GBIC模塊級(jí)聯(lián)使用的GBIC模塊分為4種，一是1000Base-TGBIC模塊（如圖1所示），適用于超五類或六類雙絞線，最長(zhǎng)傳輸距離為100米；二是1000Base-SXGBIC模塊（如圖2所示），適用于多模多纖（MMF），最長(zhǎng)傳輸距離為500米；三是1000Base-LX/LHGBIC模塊，適用于單模光纖（SMF），最長(zhǎng)傳輸距離為10千米；四是1000Base-ZXGBIC，適用于長(zhǎng)波單模光纖，最長(zhǎng)傳輸距離為70千米~100千米。56GBIC模塊安裝于千兆以太網(wǎng)模塊的GBIC插槽中，用于提供與其他交換機(jī)和服務(wù)器的千兆位連接。7堆疊GBIC模塊堆疊GBIC模塊用于實(shí)現(xiàn)交換機(jī)之間的廉價(jià)千兆連接。如圖4所示為適用于CiscoCatalyst2950/3550的GigaStackGBIC堆疊模塊。需要注意的是，GigaStackGBIC專門用于交換機(jī)之間的千兆位堆疊，GigaStackGBIC之間的連接采用專門的堆疊電纜。89SFPSFP（SmallForm-factorPluggables）可以簡(jiǎn)單的理解為GBIC的升級(jí)版本。SFP模塊（如圖5所示）體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。由于SFP模塊在功能上與GBIC基本一致，因此，也被有些交換機(jī)廠商稱為小型化GBIC（Mini-GBIC）。1011交換機(jī)的堆疊提供堆疊接口的交換機(jī)之間可以通過(guò)專用的堆疊線連接起來(lái)。通常，堆疊的帶寬是交換機(jī)端口速率的幾十倍，例如，一臺(tái)100Mbps交換機(jī)，堆疊后兩臺(tái)交換機(jī)之間的帶寬可以達(dá)到幾百兆甚至上千兆。多臺(tái)交換機(jī)的堆疊是靠一個(gè)提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，并插入不同的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的堆疊。但是，并不是所有的交換機(jī)都支持堆疊的，這取決于交換機(jī)的品牌、甚至是型號(hào)是否支持堆疊。12堆疊不僅通常需要使用專門的堆疊電纜，而且甚至需要專門的堆疊模塊，如CiscoGigaStackGBIC。另外，同一疊堆中的交換機(jī)必須是同一品牌，否則，根本沒(méi)有辦法堆疊。因此，如果準(zhǔn)備使用堆疊的方式擴(kuò)充端口，就必須事先做好購(gòu)置計(jì)劃。13交換機(jī)的堆疊是擴(kuò)展端口最快捷、最便利的方式。堆疊的優(yōu)點(diǎn)實(shí)在多多，主要包括以下幾個(gè)方面：●高密度端口不同品牌的交換機(jī)支持堆疊的層數(shù)有所不同，一般情況下，最少可堆疊2層，而最多可堆疊至8層，因此，可在一個(gè)狹小的空間內(nèi)為密集的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供上百個(gè)端口。14便于管理一個(gè)疊堆的若干臺(tái)交換機(jī)可視為一臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行管理，只需賦予其1個(gè)IP地址，即可通過(guò)該IP地址對(duì)所有的交換機(jī)進(jìn)行管理，從而大大減少了管理的強(qiáng)度和難度，極大地節(jié)約了管理成本。15雙絞線端口的級(jí)聯(lián)級(jí)聯(lián)既可使用普通端口也可使用特殊的MDI-II端口。當(dāng)相互級(jí)聯(lián)的兩個(gè)端口分別為普通端口（即MDI-X）端口和MDI-II端口時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用直通電纜。當(dāng)相互級(jí)聯(lián)的兩個(gè)端口均為普通端口（即MDI-X）或均為MDI-II端口時(shí)，則應(yīng)當(dāng)使用交叉電纜。無(wú)論是10Base-T以太網(wǎng)、100Base-TX快速以太網(wǎng)還是1000Base-T千兆以太網(wǎng)，級(jí)聯(lián)交換機(jī)所使用的電纜長(zhǎng)度均可達(dá)到100米，這個(gè)長(zhǎng)度與交換機(jī)到計(jì)算機(jī)之間長(zhǎng)度完全相同。因此，級(jí)聯(lián)除了能夠擴(kuò)充端口數(shù)量外，另外一個(gè)用途就是快速延伸網(wǎng)絡(luò)直徑。當(dāng)有4臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨度就可以達(dá)到500米。這樣的距離對(duì)于位于同一座建筑物內(nèi)的小型網(wǎng)絡(luò)而言已經(jīng)足夠了！16現(xiàn)在，越來(lái)越多交換機(jī)（Cisco交換機(jī)除外）提供了Uplink端口（如圖1所示），使得交換機(jī)之間的連接變得更加簡(jiǎn)單。17Uplink端口是專門用于與其他交換機(jī)連接的端口，可利用直通跳線將該端口連接至其他交換機(jī)的除Uplink端口外的任意端口（如圖2所示），這種連接方式跟計(jì)算機(jī)與交換機(jī)之間的連接完全相同。需要注意的是，有些品牌的交換機(jī)（如3Com）使用一個(gè)普通端口兼作Uplink端口，并利用一個(gè)開(kāi)關(guān)（MDI/MDI-X轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）在兩種類型間進(jìn)行切換。1819使用普通端口級(jí)聯(lián)如果交換機(jī)沒(méi)有提供專門的級(jí)聯(lián)端口（Uplink端口），那么，將只能使用交叉跳線，將兩臺(tái)交換機(jī)的普通端口連接在一起，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量（如圖3所示）。需要注意的是，當(dāng)使用普通端口連接交換機(jī)時(shí)，必須使用交叉線而不是直通線。20光纖端口的級(jí)聯(lián)由于光纖端口的價(jià)格仍然非常昂貴，所以，光纖主要被用于核心交換機(jī)和骨干交換機(jī)之間連接，或被用于骨干交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)。需要注意的是，光纖端口均沒(méi)有堆疊的能力，只能被用于級(jí)聯(lián)。21光纖跳線的交叉連接所有交換機(jī)的光纖端口都是2個(gè)，分別是一發(fā)一收。當(dāng)然，光纖跳線也必須是2根，否則端口之間將無(wú)法進(jìn)行通訊。當(dāng)交換機(jī)通過(guò)光纖端口級(jí)聯(lián)時(shí)，必須將光纖跳線兩端的收發(fā)對(duì)調(diào)，當(dāng)一端接“收”時(shí)，另一端接“發(fā)”。同理，當(dāng)一端接“發(fā)”時(shí)，另一端接“收”（如圖4所示）。令人欣慰的是，CiscoGBIC光纖模塊都標(biāo)記有收發(fā)標(biāo)志，左側(cè)向內(nèi)的箭頭表示“收”，右側(cè)向外的箭頭表示“發(fā)”。如果光纖跳線的兩端均連接“收”或“發(fā)”，則該端口的LED指示燈不亮，表示該連接為失敗。只有當(dāng)光纖端口連接成功后，LED指示燈才轉(zhuǎn)為綠色。22光纖跳線及光纖端口類型光纖跳線分為單模光纖和多模光纖。交換機(jī)光纖端口、跳線都必須與綜合布線時(shí)使用的光纖類型相一致，也就是說(shuō)，如果綜合布線時(shí)使用的多模光纖，那么，交換機(jī)的光纖接口就必須執(zhí)行1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)，也必須使用多模光纖跳線；如果綜合布線時(shí)使用的單模光纖，那么，交換機(jī)的光纖接口就必須執(zhí)行1000Base-LX/LH標(biāo)準(zhǔn)，也必須使用單模光纖跳線。需要注意的是，多模光纖有兩種類型，即62.5/125μm和50/125μm。雖然交換機(jī)的光纖端口完全相同，而且兩者也都執(zhí)行1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)，但光纖跳線的芯徑必須與光纜的芯徑完全相同，否則，將導(dǎo)致連通性故障。另外，相互連接的光纖端口的類型必須完全相同，或者均為多模光纖端口，或者均為單模光纖端口。一端是多模光纖端口，而另一端是單模光纖端口，將無(wú)法連接在一起。23傳輸速率與雙工模式與1000Base-T不同，1000Base-SX、1000Base-LX/LH和1000Base-ZX均不能支持自適應(yīng)，不同速率和雙工工作模式的端口將無(wú)法連接并通訊。因此，要求相互連接的光纖端口必須擁有完全相同的傳輸速率和雙工工作模式，既不可將1000Mbps的光纖端口與100Mbps的光纖端口連接在一起，也不可將全雙工模式的光纖端口與半雙工模式的光纖端口連接在一起，否則，將導(dǎo)致連通性故障。[page]24堆疊和級(jí)聯(lián)的區(qū)別

級(jí)聯(lián)是通過(guò)集線器的某個(gè)端口與其它集線器相連的，如使用一個(gè)集線器UPLINK口到另一個(gè)的普通端口；而堆疊是通過(guò)集線器的背板連接起來(lái)的，它是一種建立在芯片級(jí)上的連接，如2個(gè)24口交換機(jī)堆疊起來(lái)的效果就像是一個(gè)48口的交換機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生瓶頸的問(wèn)題。25堆疊(Stack)和級(jí)聯(lián)(Uplink)是多臺(tái)交換機(jī)或集線器連接在一起的兩種方式。它們的主要目的是增加端口密度。但它們的實(shí)現(xiàn)方法是不同的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，級(jí)聯(lián)可通過(guò)一根雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機(jī)之間，集線器之間，或交換機(jī)與集線器之間完成。而堆疊只有在自己廠家的設(shè)備之間，且此設(shè)備必須具有堆疊功能才可實(shí)現(xiàn)。級(jí)聯(lián)只需單做一根雙絞線(或其他媒介)，堆疊需要專用的堆疊模塊和堆疊線纜，而這些設(shè)備可能需要單獨(dú)購(gòu)買。交換機(jī)的級(jí)聯(lián)在理論上是沒(méi)有級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)限制的(注意：集線器級(jí)聯(lián)有個(gè)數(shù)限制，且10M和100M的要求不同)，而堆疊各個(gè)廠家的設(shè)備會(huì)標(biāo)明最大堆疊個(gè)數(shù)。26從上面可看出級(jí)聯(lián)相對(duì)容易，但堆疊這種技術(shù)有級(jí)聯(lián)不可達(dá)到的優(yōu)勢(shì)。首先，多臺(tái)交換機(jī)堆疊在一起，從邏輯上來(lái)說(shuō)，它們屬于同一個(gè)設(shè)備。這樣，如果你想對(duì)這幾臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行設(shè)置，只要連接到任何一臺(tái)設(shè)備上，就可看到堆疊中的其他交換機(jī)。而級(jí)聯(lián)的設(shè)備邏輯上是獨(dú)立的，如果想要網(wǎng)管這些設(shè)備，必須依次連接到每個(gè)設(shè)備。27其次，多個(gè)設(shè)備級(jí)聯(lián)會(huì)產(chǎn)生級(jí)聯(lián)瓶頸。例如，兩個(gè)百兆交換機(jī)通過(guò)一根雙絞線級(jí)聯(lián)，則它們的級(jí)聯(lián)帶寬是百兆。這樣不同交換機(jī)之間的計(jì)算機(jī)要通訊，都只能通過(guò)這百兆帶寬。而兩個(gè)交換機(jī)通過(guò)堆疊連接在一起，堆疊線纜將能提供高于1G的背板帶寬，極大地減低了瓶頸。現(xiàn)在交換機(jī)有一種新的技術(shù)——PortTrunking，通過(guò)這種技術(shù)，可使用多根雙絞線在兩個(gè)交換機(jī)之間進(jìn)行級(jí)聯(lián)，這樣可成倍地增加級(jí)聯(lián)帶寬。28級(jí)聯(lián)還有一個(gè)堆疊達(dá)不到的目的，是增加連接距離。比如，一臺(tái)計(jì)算機(jī)離交換機(jī)較遠(yuǎn)，超過(guò)了單根雙絞線的最長(zhǎng)距離100米，則可在中間再放置一臺(tái)交換機(jī)，使計(jì)算機(jī)與此交換機(jī)相連。堆疊線纜最長(zhǎng)也只有幾米，所以堆疊時(shí)應(yīng)予考慮。堆疊和級(jí)聯(lián)各有優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的方案設(shè)計(jì)中經(jīng)常同時(shí)出現(xiàn)，可靈活應(yīng)用。29級(jí)聯(lián)是通過(guò)集線器的某個(gè)端口與其它集線器相連的，而堆疊是通過(guò)集線器的背板連接起來(lái)的。雖然級(jí)聯(lián)和堆疊都可以實(shí)現(xiàn)端口數(shù)量的擴(kuò)充，但是級(jí)聯(lián)后每臺(tái)集線器或交換機(jī)在邏輯上仍是多個(gè)被網(wǎng)管的設(shè)備，而堆疊后的數(shù)臺(tái)集線器或交換機(jī)在邏輯上是一個(gè)被網(wǎng)管的設(shè)備。30堆疊技術(shù)128345678臺(tái)Max.堆疊帶寬1Gbps主交換機(jī)從交換機(jī)DCS3726S/DCS3628S可堆疊可網(wǎng)管智能交換機(jī)31堆疊的優(yōu)點(diǎn)：1、簡(jiǎn)化本地管理，一組交換機(jī)作為一個(gè)對(duì)象來(lái)管理；2、和級(jí)聯(lián)不同，堆疊交換機(jī)處于同一層次；堆疊的缺點(diǎn)：1、堆疊數(shù)目比較多的時(shí)候，堆疊口是系統(tǒng)瓶頸；2、并沒(méi)有沒(méi)有提升交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)效率，需要硬件提供高速端口；3、不可分布式布置，要求堆疊成員擺放的位置足夠近，一般在同一機(jī)柜中布置。堆疊技術(shù)32經(jīng)濟(jì)堆疊的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PC1PC2192.168.2.21192.168.2.2192.168.2.133經(jīng)濟(jì)堆疊的實(shí)現(xiàn)第一步:安裝堆疊模塊，連接堆疊線纜第二步:交換機(jī)恢復(fù)出廠設(shè)置，設(shè)置ip