交换机的堆叠和级联

摘录文献:

https://www.cnblogs.com/xinghen1216/p/9639582.html
https://www.cnblogs.com/lwb6688/p/4193190.html
https://www.cnblogs.com/lf666/p/10886560.html

堆叠

  • 堆叠是指将一台以上的交换机组合起来共同工作,以便在有限的资源内提供尽可能多的端口、尽可能高的转发性能以及提供冗余。
  • 多台交换机经过堆叠形成一个堆叠单元。可堆叠的交换机性能指标中有一个"最大可堆叠数"的参数,它是指一个堆叠单元中所能堆叠的最大交换机数。
  • 当正确的连上后,一条链路上的堆叠交换机对于网络管理员来说就如同一台单一的交换机,通过单独的IP地址可以管理所有交换机和端口。不仅仅是允许统一配置,还可以在各个交换机上建立单独的背板。该共享的背板允许在本地交换机端口和多个到企业网络汇聚层的级联端口之间实现更快的吞吐量。
  • 当若干台交换机堆叠后,会有一台交换机负责管理功能,称其为主交换机(master switch),主交换机会向其它交换机自动更新配置文件,路由信息,堆叠信息。而主交换机采用的是1:N的冗余备份方式,堆叠中的所有交换机在主交换机出问题时都可以成为主交换机并取而代之。
  • 环上的每台交换机都会有一个MAC地址表保存自己本地的MAC地址信息,还会有一个MAC表维护其它交换机的MAC地址信息。MAC地址表是由主交换机负责更新的。
  • 主交换机负责下载CAM转发表到各个交换机,3层交换机的路由信息也由主交换机负责维护与分发。其它一些QoS特性或访问控制列表的操作也是由主交换机告诉其它交换机如何控制。当有新的交换机加入或现有的交换机移走,主交换机会送出一个通知,其它交换机会随之更新自己的堆叠信息。
  • 堆叠一定要成环,否则只有一半的带宽(16G)
  • 当一个数据帧需要传输时,交换机的软件会进行计算看哪条环路更可用,然后数据帧会被送到该环路上。如果一条堆叠电缆出故障,故障两端的交换机都会侦测到该故障,并将受影响的环路断开,而逻辑交换机仍然可以以单环的状态工作。

级联

  • 级联可以定义为两台或两台以上的交换机通过一定的方式相互连接,根据需要,多台交换机可以以多种方式进行级联。在较大的局域网例如园区网(校园网)中,多台交换机按照性能和用途一般形成总线型、树型或星型的级联结构。
  • 城域网是交换机级联的极好例子,目前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般分为3个层次:核心层、汇聚层、接入层。核心层一般采用千兆以太网技术,汇聚层采用1000M/100M以太网技术,接入层采用100M/10M以太网技术,所谓"千兆到大楼,百兆到楼层,十兆到桌面"。

级联和堆叠的区别

1、对设备要求不同。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,或者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,并且该交换机必须具有堆叠功能才可实现。
2、对连接介质要求不同。级联时只需一根跳线,而堆叠则需要专用的堆叠模块和堆叠线缆,当然堆叠模块是需要另外订购的。
3、最大连接数不同。交换机间的级联,在理论上没有级联数的限制。但是,叠堆内可容纳的交换机数量,各厂商都会明确地进行限制。
4、管理方式不同。堆叠后的数台交换机在逻辑上是一个被网管的设备,可以对所有交换机进行统一的配置与管理。而相互级联的交换机在逻辑上是各自独立的,必须依次对其进行配置和管理每台交换机。
5、设备间连接带宽不同。多台交换机级联时会产生级联瓶颈,并将导致较大的转发延迟。例如,4台百兆位交换机通过跳线级联时,彼此之间的连接带宽也是100Mbps。当连接至不同交换机上的计算机之间通信时,也只能通过这条百兆位连接,从而成为传输的瓶颈。同是,随着转发次数的增加,网络延迟也将变得很大。而4台交换机通过堆叠连接在一起时,堆叠线缆将能提供高于1Gbps的背板带宽,从而可以实现所有交换机之间的高速连接。尽管级联时交换机之间可以借助链路汇聚技术来增加带宽,但是,这是以牺牲可用端口为代价的。
6、网络覆盖范围不同。交换机可以通过级联成倍地扩展网络覆盖范围。例如,以双绞线网络为例,一台交换机所覆盖的网络直径为100m,2台交换机级联所覆盖的网络直径就是300m,而3台交换机级联时的直径就可达400m。而堆叠线缆通常只有0.5~1m,仅仅能够满足交换机之间互联的需要,不会对网络覆盖范围产生影响。

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