交換機(jī)的三種連接方式：級聯(lián)、堆疊和集群
瀏覽次數(shù)：發(fā)布時(shí)間：2020-06-28
交換機(jī)的連接方式大家應(yīng)該都知道，一共有三種，分別是：級聯(lián)、堆疊和集群。今天， 就由
飛暢科技的小編來為大家詳細(xì)介紹下交換機(jī)的這三種連接方式及彼此間的區(qū)別，感興趣的朋友就一起來看看吧！
交換機(jī)的級聯(lián)技術(shù)一般用來實(shí)現(xiàn)多臺(tái)交換機(jī)之間的互相連接；堆疊技術(shù)用來將多臺(tái)交換機(jī)組成一個(gè)單元，從而提高更大的端口密度和更高的性能；集群技術(shù)用來將相互連接的多臺(tái)交換機(jī)作為一個(gè)邏輯設(shè)備進(jìn)行管理，從而降低網(wǎng)絡(luò)管理成本，簡化管理操作。
1. 級聯(lián)
級聯(lián)可以定義為兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的交換機(jī)通過一定的方式相互連接。根據(jù)需要，多臺(tái)交換機(jī)可以以多種方式進(jìn)行級聯(lián)。在較大的局域網(wǎng)例如校園網(wǎng)中，多臺(tái)交換機(jī)按照性能和用途一般形成總線型、樹型或星型的級聯(lián)結(jié)構(gòu)。
城域網(wǎng)是交換機(jī)級聯(lián)的極好例子。目前各地電信部門已經(jīng)建好了許多市地級的寬帶IP城域網(wǎng)。這些大款城域網(wǎng)自上向下一般分為3個(gè)層次：核心層、匯聚層、接入層。核心層一般采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)、匯聚層采用1000M/100M 以太網(wǎng)技術(shù)，接入層采用100M/10M 以太網(wǎng)技術(shù)，所謂 "千兆到大樓，百兆到樓層，十兆到桌面 " 。
這種結(jié)構(gòu)的寬帶城域網(wǎng)實(shí)際上就是由各層次的許多臺(tái)交換機(jī)級聯(lián)而成的。核心交換機(jī)（或路由器）下連若干臺(tái)匯聚交換機(jī)，匯聚交換機(jī)下聯(lián)若干臺(tái)小區(qū)中心交換機(jī)，小區(qū)中心交換機(jī)下連若干臺(tái)樓宇交換機(jī)，樓宇交換機(jī)下連若干臺(tái)樓層（或單元）交換機(jī)（或集線器）。
交換機(jī)一般是通過普通用戶端口進(jìn)行級聯(lián)，有些交換機(jī)則提供了專門的級聯(lián)端口。這兩種端口的區(qū)別僅僅在于普通端口符合MDI 標(biāo)準(zhǔn)，而級聯(lián)端口 ( 或稱上行口 ) 符合 MDIX標(biāo)準(zhǔn)。 由此導(dǎo)致了兩種方式下接線方式不同： 當(dāng)兩臺(tái)交換機(jī)都通過普通端口級聯(lián)時(shí)， 端口間電纜采用直通電纜 (Straight Throurh Cable) ；當(dāng)且僅當(dāng)中一臺(tái)通過級聯(lián)端口時(shí)，采用交叉電纜(Crossover Cable) 。
為了方便進(jìn)行級聯(lián)，某些交換機(jī)上提供了一個(gè)兩用端口（MDI 或 MDIX），可以通過開關(guān)或管理軟件將其設(shè)置為MDI（MDI是正常的UTP或STP連接） 或 MDIX（連接器的發(fā)送和接收對是在內(nèi)部反接的，這就使得不同的設(shè)備(如集線器-集線器或集電器-交換機(jī))，可以利用常規(guī)的UTP或STP電纜實(shí)現(xiàn)背靠背的級聯(lián)）方式。更進(jìn)一步，某些交換機(jī)上全部或部分端口具有 MDI/MDIX 自校準(zhǔn)功能，可以自動(dòng)區(qū)分網(wǎng)線類型，進(jìn)行級聯(lián)時(shí)更加方便。
進(jìn)行級聯(lián)的時(shí)候需要注意，原則上任何廠家、任何型號的
以太網(wǎng)交換機(jī)均可進(jìn)行級聯(lián)，單頁不排除一些特殊情況下兩臺(tái)交換機(jī)無法進(jìn)行級聯(lián)。交換機(jī)間級聯(lián)的層數(shù)是有一定限度的。成功實(shí)現(xiàn)級聯(lián)的最根本原則就是任意兩站點(diǎn)之間的距離不能超過媒體段的最大跨度。多臺(tái)交換機(jī)級聯(lián)時(shí)，應(yīng)保證它們都支持生成樹協(xié)議，既要防止網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路，又要允許冗余鏈路存在。
進(jìn)行級聯(lián)時(shí)，應(yīng)該盡力保證交換機(jī)間的中繼鏈路具有足夠的帶寬，為此可采用全雙工技術(shù)和鏈路匯聚技術(shù)。交換機(jī)端口采用全雙工技術(shù)后，不但相應(yīng)端口的吞吐量加倍，而且交換機(jī)間終極距離大大增加，使得異地分布、距離較遠(yuǎn)的多臺(tái)交換機(jī)級聯(lián)成為可能。鏈路匯聚也叫端口匯聚、端口捆綁、鏈路擴(kuò)容組合，由IEEE802.3ad 標(biāo)準(zhǔn)定義。即兩臺(tái)設(shè)備之間通過兩個(gè)以上的同種類型端口并進(jìn)行連接，同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以便提供更高的帶寬、更好的冗余度以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
需要注意的是，并非所有類型的交換機(jī)都支持這兩種技術(shù)。
2. 堆疊
堆疊是指將一臺(tái)以上的交換機(jī)組合起來共同工作，以便在有限的空間內(nèi)提供盡可能多的端口。
多臺(tái)交換機(jī)經(jīng)過堆疊形成一個(gè)堆疊單元，可堆疊的交換機(jī)性能指標(biāo)中有一個(gè)“最大可堆疊數(shù)”，它指的就是一個(gè)堆疊單元中所能堆疊的最大交換機(jī)數(shù)，代表一個(gè)堆疊單元中多能提供的最大端口密度。
堆疊與級聯(lián)這兩個(gè)概念既有區(qū)別又有聯(lián)系。堆疊可以看作是級聯(lián)的特殊情況。它們的不同之處在于：級聯(lián)的交換機(jī)之間可以相距很遠(yuǎn)（在媒體許可范圍內(nèi)），而一個(gè)堆疊單元內(nèi)的多臺(tái)交換機(jī)之間的距離非常近，一般不超過幾米；級聯(lián)一般采用普通端口，而堆疊一般采用專用的堆疊模塊和堆疊電纜。一般來說，不同廠家、不同型號的交換機(jī)可以互相級聯(lián)，堆疊則不同，它必須在可堆疊的同類型交換機(jī)之間進(jìn)行；級聯(lián)僅僅是交換機(jī)之間的簡單連接，堆疊則是將整個(gè)堆疊單元作為一臺(tái)交換機(jī)來使用，這不但意味著端口密度的增加，而且意味著系統(tǒng)帶寬的加寬。
目前，市場上的主流交換機(jī)可以細(xì)分為可堆疊型和非堆疊型兩大類。而號稱可以堆疊的交換機(jī)中，又有虛擬堆疊和真正堆疊之分。所謂的虛擬堆疊，實(shí)際就是交換機(jī)之間的級聯(lián)。交換機(jī)并不是通過專用堆疊模塊和堆疊電纜，而是通過Fast Ethernet 端口或 Giga Ethernet 端口進(jìn)行堆疊，實(shí)際上就是一種變相的級聯(lián)。即便如此，虛擬堆疊的多臺(tái)交換機(jī)多臺(tái)交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)可以作為一個(gè)邏輯設(shè)備進(jìn)行管理，從而使網(wǎng)絡(luò)管理變得簡單起來。真正意義上的堆疊需要滿足：采用專用堆疊模塊和堆疊總線進(jìn)行堆疊，不占用網(wǎng)絡(luò)端口，多臺(tái)交換機(jī)堆疊后，具有 足夠的系統(tǒng)帶寬 ，從而保證堆疊后每個(gè)端口仍能達(dá)到 線速交換 ；多臺(tái)交換機(jī)堆疊后， VLAN等功能不受影響 。
目前市場上有相當(dāng)一部分可堆疊的交換機(jī)屬于虛擬堆疊類型而非真正堆疊類型。 很顯然，真正意義上的堆疊比虛擬堆疊在性能上要高出許多，但采用虛擬堆疊至少有兩個(gè)好處 ：虛擬堆疊往往采用標(biāo)準(zhǔn) Fast Ethernet 或 Giga Ethernet 作為堆疊總線， 易于實(shí)現(xiàn)，成本較低 ；堆疊端口可以作為普通端口使用， 有利于保護(hù)用戶投資 。采用標(biāo)準(zhǔn) Fast Ethernet 或 Giga Ethernet端口實(shí)現(xiàn)虛擬堆疊，可以 大大延伸堆疊的范圍 ，使得堆疊不再局限于一個(gè)機(jī)柜之內(nèi)。
堆疊可以大大提高交換機(jī)端口密度和性能。 堆疊單元具有足以匹敵大型機(jī)架式交換機(jī)的端口密度和性能， 而投資卻比機(jī)架式交換機(jī)便宜得多 ，實(shí)現(xiàn)起來也靈活得多。 這就是堆疊的優(yōu)勢所在。
機(jī)架式交換機(jī)可以說是堆疊發(fā)展到更高階段的產(chǎn)物。 機(jī)架式交換機(jī)一般屬于部門以上級別得交換機(jī)，它有多個(gè)插槽，端口密度大，支持多種網(wǎng)絡(luò)類型，擴(kuò)展性較好，處理能力強(qiáng)，但價(jià)格昂貴。
3. 集群
所謂集群，就是將多臺(tái)互相連接（級聯(lián)或堆疊）的交換機(jī)作為一臺(tái)邏輯設(shè)備進(jìn)行管理。急群眾，一般只有一臺(tái)起到管理作用的交換機(jī)，成為命令交換機(jī)，它可以管理若干臺(tái)其他交換機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)中，這些交換機(jī)只需要占用一個(gè)IP地址節(jié)約了IP地址。在命令交換機(jī)統(tǒng)一管理下，集群中多臺(tái)交換機(jī)協(xié)同工作，大大降低管理強(qiáng)度。
例如， 管理員只需要通過命令交換機(jī)就可以對集群中所有交換機(jī)進(jìn)行版本升級。
集群技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)管理工作帶來的好處是毋庸置疑的。 但要使用這項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)當(dāng)注意到，不同廠家對集群有不同的實(shí)現(xiàn)方案， 一般廠家都是采用專有協(xié)議實(shí)現(xiàn)集群的 。這就決定了集群技術(shù)有其局限性。不同廠家的交換機(jī)可以級聯(lián)，但不能集群。 即使同一廠家的交換機(jī)，也只有指定的型號才能實(shí)現(xiàn)集群 。
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