虛擬交換機軟體 交換機級聯 堆疊與集群的區別

2021-10-12 17:08:41 字數 3217 閱讀 4867

交換機的級聯、堆疊、集群這 3 種技術既有區別又有聯絡:

1、級聯和堆疊是實現集群的前提,集群是級聯和堆疊的目的。

2、級聯和堆疊是基於硬體實現的。

3、集群是基於軟體實現的;級聯和堆疊有時很相似 ( 尤其是級聯和虛擬堆疊 ),有時則差別很大 ( 級聯和真正的堆疊 )。

一、級聯

級聯可以定義為兩台或兩台以上的交換機通過一定的方式相互連線。根據需要,多台交換機可以以多種方式進行級聯。在較大的區域網例如園區網中,多台交換機按照效能和用途一般形成匯流排型、樹型或星型的級聯結構。

核心層一般採用千兆乙太網技術,匯聚層採用1000m/100m 乙太網技術,接入層採用100m/10m 乙太網技術,所謂 "千兆到大樓,百兆到樓層,十兆到桌面 " 。

這種結構的寬頻都會網路實際上就是由各層次的許多臺交換機級聯而成的。核心交換機 ( 或路由器 ) 下連若干臺匯聚交換機,匯聚交換機下聯若干臺小區中心交換機,小區中心交換機下連若干臺樓宇交換機,樓宇交換機下連若干臺樓層 ( 或單元 ) 交換機 ( 或集線器 )。

交換機間一般是通過普通使用者埠進行級聯,有些交換機則提供了專門的級聯埠(uplink port) 。這兩種埠的區別僅僅在於普通埠符合 mdi 標準,而級聯埠 ( 或稱上行口 ) 符合 mdix 標準。

由此導致了兩種方式下接線方式不同:當兩台交換機都通過普通埠級聯時,採用交叉電纜(crossover cable) ;當且僅當中一台通過級聯埠時,埠間電纜採用直通電纜 (straight throurh cable)。

為了方便進行級聯,某些交換機上提供乙個兩用埠,可以通過開關或管理軟體將其設定為mdi 或 mdix 方式。更進一步,某些交換機上全部或部分埠具有 mdi/mdix 自校準功能,可以自動區分網線型別,進行級聯時更加方便。

用交換機進行級聯時要注意以下幾個問題。原則上任何廠家、任何型號的乙太網交換機均可進行級聯,但也不排除一些特殊情況下兩台交換機無法進行級聯。交換機間級聯的層數是有一定限度的。

成功實現級聯的最根本原則就是任意兩站點之間的距離不能超過**段的最大跨度。多台交換機級聯時,應保證它們都支援生成樹 (spanning-tree )協議,既要防止網內出現環路,又要允許冗餘鏈路存在。

進行級聯時,應該盡力保證交換機間中繼鏈路具有足夠的頻寬,為此可採用 全雙工技術和鏈路匯聚技術。

交換機埠採用全雙工技術後,不但相應埠的吞吐量加倍,而且交換機間中繼距離大大增加,使得異地分布、距離較遠的多台交換機級聯成為可能。

鏈路匯聚也叫埠匯聚、埠**、鏈路擴容組合,由ieee802.3ad 標準定義。即兩台裝置之間通過兩個以上的同種型別的埠並進行連線,同時傳輸資料,以便提供更高的頻寬、更好的冗餘度以及實現負載均衡。

鏈路匯聚技術不但可以提供交換機間的高速連線,還可以為交換機和伺服器之間的連線提供高速通道。需要注意的是,並非所有型別的交換機都支援這兩種技術。

二、堆疊

堆疊是指將一台以上的交換機組合起來共同工作, 以便在有限的空間內提供盡可能多的埠。

多台交換機經過堆疊形成乙個堆疊單元。可堆疊的交換機效能指標中有乙個 " 最大可堆疊數 " 的引數,它是指乙個堆疊單元中所能堆疊的最大交換機數,代表乙個堆疊單元中所能提供的最大埠密度。

堆疊與級聯這兩個概念既有區別又有聯絡。堆疊可以看作是級聯的一種特殊形勢。它們的不同之處在於:級聯的交換機之間可以相距很遠 ( 在**許可範圍內 ) ,而乙個堆疊單元內的多台交換機之間的距離非常近,一般不超過幾公尺; 級聯一般採用普通埠,而堆疊一般採用專用的堆疊模組和堆疊電纜 。

一般來說,不同廠家、不同型號的交換機可以互相級聯,堆疊則不同 ,它必須在可堆疊的同型別交換機 ( 至少應該是同一廠家的交換機 ) 之間進行;級聯僅僅是交換機之間的簡單連線, 堆疊則是將整個堆疊單元作為一台交換機來使用,這不但意味著埠密度的增加,而且意味著系統頻寬的加寬。

目前,市場上的主流交換機可以細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中,又有 虛擬堆疊和真正堆疊之分 所謂的虛擬堆疊,實際就是交換機之間的級聯。交換機並不是通過專用堆疊模組和堆疊電纜,而是通過 fast ethernet 埠或 giga ethernet 埠進行堆疊,實際上這是一種變相的級聯 。

即便如此,虛擬堆疊的多台交換機在網路中已經可以作為乙個邏輯裝置進行管理 ,從而使網路管理變得簡單起來。真正意義上的堆疊 應該滿足:採用專用堆疊模組和堆疊匯流排進行堆疊,不占用網路埠;

多台交換機堆疊後,具有足夠的系統頻寬 ,從而保證堆疊後每個埠仍能達到線速交換;多台交換機堆疊後,vlan 等功能不受影響 。

目前市場上有相當一部分可堆疊的交換機屬於虛擬堆疊型別而非真正堆疊型別。很顯然,真正意義上的堆疊比虛擬堆疊在效能上要高出許多,但採用虛擬堆疊至少有兩個好處 :虛擬堆疊往往採用標準fast ethernet或 giga ethernet 作為堆疊匯流排,易於實現,成本較低 ;堆疊埠可以作為普通埠使用,有利於保護使用者投資 。

採用標準fast ethernet 或 giga ethernet埠實現虛擬堆疊,可以大大延伸堆疊的範圍 ,使得堆疊不再侷限於乙個機櫃之內。

堆疊可以大大提高交換機埠密度和效能。堆疊單元具有足以匹敵大型機架式交換機的埠密度和效能,而投資卻比機架式交換機便宜得多,實現起來也靈活得多。這就是堆疊的優勢所在。

機架式交換機可以說是堆疊發展到更高階段的產物。機架式交換機一般屬於部門以上級別得交換機,它有多個插槽,埠密度大,支援多種網路型別,擴充套件性較好,處理能力強,但**昂貴。

三、集群

所謂集群,就是將多台互相連線 ( 級聯或堆疊 ) 的交換機作為一台邏輯裝置進行管理。集群中,一般只有一台起管理作用的交換機,稱為命令交換機,它可以管理若干臺其他交換機。

在網路中,這些交換機只需要占用乙個ip 位址 ( 僅命令交換機需要 ) 節約了寶貴的 ip 位址。 在命令交換機統一管理下,集群中多台交換機協同工作,大大降低管理強度。

例如, 管理員只需要通過命令交換機就可以對集群中所有交換機進行版本公升級。

集群技術給網路管理工作帶來的好處是毋庸置疑的。但要使用這項技術,應當注意到,不同廠家對集群有不同的實現方案,一般廠家都是採用專有協議實現集群的。這就決定了集群技術有其侷限性。不同廠家的交換機可以級聯,但不能集群。即使同一廠家的交換機,也只有指定的型號才能實現集群 。

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