交换机技术与应用—堆叠与端口绑定

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从上面可看出级联相对容易，但堆叠这种技 术有级联不可达到的优势。首先，多台交换 机堆叠在一起，从逻辑上来说，它们属于同 一个设备。这样，如果你想对这几台交换机 进行设臵，只要连接到任何一台设备上，就 可看到堆叠中的其他交换机。而级联的设备 逻辑上是独立的，如果想要网管这些设备， 必须依次连接到每个设备。
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便于管理
一个叠堆的若干台交换机可视为一台交 换机进行管理，只需赋予其1个IP地址，即 可通过该IP地址对所有的交换机进行管理， 从而大大减少了管理的强度和难度，极大地 节约了管理成本。
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双绞线端口的级联 级联既可使用普通端口也可使用特殊的MDI-II端口。当相互级 联的两个端口分别为普通端口（即MDI-X）端口和MDI-II端口时， 应当使用直通电缆。当相互级联的两个端口均为普通端口（即MDIX）或均为MDI-II端口时，则应当使用交叉电缆。 无论是10Base-T以太网、100Base-TX快速以太网还是1000BaseT千兆以太网，级联交换机所使用的电缆长度均可达到100米，这个 长度与交换机到计算机之间长度完全相同。因此，级联除了能够扩 充端口数量外，另外一个用途就是快速延伸网络直径。当有4台交换 机级联时，网络跨度就可以达到500米。这样的距离对于位于同一座 建筑物内的小型网络而言已经足够了！
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堆叠(Stack)和级联(Uplink)是多台交换机或集线器 连接在一起的两种方式。它们的主要目的是增加端 口密度。但它们的实现方法是不同的。简单地说， 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，集线器之间，或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，且此设备必须 具有堆叠功能才可实现。级联只需单做一根双绞线 (或其他媒介)，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线 缆，而这些设备可能需要单独购买。交换机的级联 在理论上是没有级联个数限制的(注意：集线器级联 有个数限制，且10M和100M的要求不同)，而堆叠 各个厂家的设备会标明最大堆叠个数。
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其次，多个设备级联会产生级联瓶颈。例如， 两个百兆交换机通过一根双绞线级联，则它 们的级联带宽是百兆。这样不同交换机之间 的计算机要通讯，都只能通过这百兆带宽。 而两个交换机通过堆叠连接在一起，堆叠线 缆将能提供高于1G的背板带宽，极大地减 低了瓶颈。现在交换机有一种 新的技术— —Port Trunking，通过这种技术，可使用多 根双绞线在两个交换机之间进行级联，这样 可成倍地增加级联带宽。
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交换机的堆叠 提供堆叠接口的交换机之间可以通过专用的堆 叠线连接起来。通常，堆叠的带宽是交换机端口速 率的几十倍，例如，一台100Mbps交换机，堆叠后 两台交换机之间的带宽可以达到几百兆甚至上千兆。 多台交换机的堆叠是靠一个提供背板总线带宽的多 口堆叠母模块与单口的堆叠子模块相联实现的，并 插入不同的交换机实现交换机的堆叠。 但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这 取决于交换机的品牌、甚至是型号是否支持堆叠。
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光纤跳线及光纤端口类型 光纤跳线分为单模光纤和多模光纤。交换机光纤端口、跳线都必须与综 合布线时使用的光纤类型相一致，也就是说，如果综合布线时使用的多模光 纤，那么，交换机的光纤接口就必须执行 1000Base-SX标准，也必须使用多 模光纤跳线；如果综合布线时使用的单模光纤，那么，交换机的光纤接口就 必须执行1000Base-LX/LH标准，也必须使用单模光纤跳线。 需要注意的是，多模光纤有两种类型，即 62.5/125μm和50/125μm。虽然 交换机的光纤端口完全相同，而且两者也都执行1000Base-SX标准，但光纤 跳线的芯径必须与光缆的芯径完全相同，否则，将导致连通性故障。 另外，相互连接的光纤端口的类型必须完全相同，或者均为多模光纤端 口，或者均为单模光纤端口。一端是多模光纤端口，而另一端是单模光纤端 口，将无法连接在一起。
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级联是通过集线器的某个端口与其它集线器 相连的，而堆叠是通过集线器的背板连接起 来的。虽然级联和堆叠都可以实现端口数量 的扩充，但是级联后每台集线器或交换机在 逻辑上仍是多个被网管的设备，而堆叠后的 数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管 的设备。
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堆叠技术
堆叠带宽1Gbps
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级联还有一个堆叠达不到的目的，是增加连 接距离。比如，一台计算机离交换机较远， 超过了单根双绞线的最长距离100米，则可 在中间再放臵一台交换机，使计算机与此交 换机相连。堆叠线缆最长也只有几米，所以 堆叠时应予考虑。 堆叠和级联各有优点， 在实际的方案设计中经常同时出现，可灵活 应用。
主交换机
8 7
6
从交换机
5 4 3 2 1
8台 Max.
DCS3726S/DCS3628S可堆叠可网管智能交换机
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堆叠技术
堆叠的优点：
1、简化本地
堆叠的缺点：
1、堆叠数目比较多的时候，堆叠口是系统瓶颈； 2、并没有没有提升交换机的转发效率，需要硬件提供高 速端口； 3、不可分布式布臵，要求堆叠成员摆放的位臵足够近， 一般在同一机柜中布臵。
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级联GBIC模块 级联使用的GBIC模块分为4种，一是1000BaseT GBIC模块（如图1所示），适用于超五类或六类 双绞线，最长传输距离为100米；二是1000Base-SX GBIC模块（如图2所示），适用于多模多纤 （MMF），最长传输距离为500米；三是1000BaseLX/LH GBIC模块，适用于单模光纤（SMF），最 长传输距离为10千米；四是1000Base-ZX GBIC， 适用于长波单模光纤，最长传输距离为70千米~100 千米。
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GBIC模块安装于千兆以太网模块的GBIC插 槽中，用于提供与其他交换机和服务器的千 兆位连接。
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堆叠GBIC模块
堆叠GBIC模块用于实现交换机之间的 廉价千兆连接。如图4所示为适用于Cisco Catalyst 2950/3550的GigaStack GBIC堆叠 模块。需要注意的是，GigaStack GBIC专门 用于交换机之间的千兆位堆叠，GigaStack GBIC之间的连接采用专门的堆叠电缆。
堆叠与级联
网络互连与实现
堆叠技术
问题的提出
在一个较小的范围内，若有大量的节点需要入网，如何处理？
解决方法
两种方法：
多交换机级连 交换机堆叠
堆叠是一种交换机管理技术。
可将物理上的若干台交换机堆叠在一起，实现端口密度的扩充； 逻辑上当成一台交换机进行管理，所有端口都可以通过一个控制 端口来进行管理。
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传输速率与双工模式 与1000Base-T不同，1000Base-SX、1000BaseLX/LH和1000Base-ZX均不能支持自适应，不同速 率和双工工作模式的端口将无法连接并通讯。因此， 要求相互连接的光纤端口必须拥有完全相同的传输 速率和双工工作模式，既不可将1000Mbps的光纤 端口与100Mbps的光纤端口连接在一起，也不可将 全双工模式的光纤端口与半双工模式的光纤端口连 接在一起，否则，将导致连通性故障。
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使用普通端口级联
如果交换机没有提供专门的级联端口 （Uplink端口），那么，将只能使用交叉跳 线，将两台交换机的普通端口连接在一起， 扩展网络端口数量（如图3所示）。需要注 意的是，当使用普通端口连接交换机时，必 须使用交叉线而不是直通线。
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堆叠和级联的区别 级联是通过集线器的某个端口与其它集线 器相连的，如使用一个集线器UPLINK口到 另一个的普通端口；而堆叠是通过集线器的 背板连接起来的，它是一种建立在芯片级上 的连接，如2个24口交换机堆叠起来的效果 就像是一个48口的交换机，优点是不会产生 瓶颈的问题。
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堆叠不仅通常需要使用专门的堆叠电缆，而 且甚至需要专门的堆叠模块，如Cisco GigaStack GBIC。另外，同一叠堆中的交换 机必须是同一品牌，否则，根本没有办法堆 叠。因此，如果准备使用堆叠的方式扩充端 口，就必须事先做好购臵计划。
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交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的 方式。堆叠的优点实在多多，主要包括以下 几个方面： ● 高密度端口 不同品牌的交换机支持堆叠的层数有所 不同，一般情况下，最少可堆叠2层，而最 多可堆叠至8层，因此，可在一个狭小的空 间内为密集的计算机网络提供上百个端口。
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当单一交换机所能够提供的端口数量不足以 满足网络计算机的需求时，必须要有两个以 上的交换机提供相应数量的端口，这也就要 涉及到交换机之间连接的问题。从根本上来 讲，交换机之间的连接不外乎两种方式，一 是堆叠，一是级联。
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1． GBIC和SFP （1）GBIC Cisco GBIC（GigaStack G igabit Interface Converter）是一个通用的、低成本的千兆位以太网 堆叠模块，可提供Cisco交换机间的高速连接，既可 建立高密度端口的堆叠，又可实现与服务器或千兆 位主干的连接，为快速以太网向千兆以太网的过渡， 提供了廉价的、高性能的选择方案。此外，借助于 光纤，还可实现与远程高速主干网络的连接。 GBIC模块分为两大类，一是普通级联使用的GBIC 模块，二是堆叠专用的GBIC模块。
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现在，越来越多交换机（Cisco交换机除外） 提供了Uplink端口（如图1所示），使得交 换机之间的连接变得更加简单。