浅析网络设备之间的连接策略

网络设备之间的连接策略（图）

【IT168 专稿】网络设备大致分为集线设备和路由设备两类，而集线设备又划分为集线器和交换机。当然，交换机又可根据性能划分为多个类别。虽然不同网络所采用的设备千差万别，拓朴结构也并不相同，但集线器与交换机的连接，以及不同性能交换机之间的连接所遵循的策略却是相同的。

一、交换机连接策略

交换机的种类非常多，不同类型的交换机之间在连接时，应当有针对性地采用遵循不同的连接策略，以获得最佳的网络性能。

1. 不对称交换网络连接策略

所谓不对称网络，是指由不对称交换机构建的网络。则不对称交换机，则是指交换机拥有不同速率的端口，或者是10Mbps和100Mbps，或者是100Mbps和1000Mbps。通常情况下，高速端口用于连接其他交换机或服务器，而低速率端口则用于直接连接计算机或集线器（如图1所示）。该连接方式同时解决了设备之间以及服务器与设备之间的连接瓶颈，充分考虑了服务器的特殊地位，通过增加服务器连接带宽，可有效地防止服务器端口拥塞的问

题，同时，由于交换机之间通过高速端口通讯，可使网络内所有的计算机都平等地享有对服务器的访问权限.

2. 对称交换网络连接策略

所谓对称网络，是指由对称交换机构建的网络。对称交换机，是指交换机所有端口拥有相同的传输速率。对称网络的连接策略非常简单，就是选择其中一台交换机作为中心交换机，然后，将其他所有被频繁访问的设备，如其他交换机、服务器、打印机等，都连接至该交换机，而其他设备则连接至其他交换机（如图2所示）。由于所有端口只需一次交换即可实现与频繁访问的设备的连接，因此，大幅度地提高了网络传输效率。需要注意的是，在该拓朴结构中，对中心交换机性能的要求比较高。如果中心交换机的背板带宽和转发速率较差，那么，将会影响整个网络的通讯效率。

3. 不同性能交换机连接策略

从交换机背板带宽和转发速率上看，交换机之间的性能区别很大。性能最高的交换机（通常是三层交换机）作为中心交换机（或企业交换机）位于网络的中心位置，用于实现整个网络中不同子网之间数据交换；性能稍逊的交换机（可以是三层交换机）作为骨干交换机，用于实现某一网络子网内数据之间的交换；性能最差的交换机作为工作组交换机，用于直接连接至桌面计算机，为用户直接提供网络接入，如图3所示。

二、共享网络连接策略

所谓共享网络，是指由全部集线器构建的网络。在共享网络中，所有端口共享集线器的连接带宽，并且处于同一碰撞域，因此，在网络用户较多且通讯量较大的情况下，通讯

效率极其低下。所以，当计算机数量较多时，建议构建交换式网络，或利用交换机作中心设备构建混合网络。

1. 10Base-T共享网络连接策略

（1）10Base-T共享网络的5-4-3规则

虽然经过集线器的放大后，信号可以传输到更远的距离，那么，是不是可以将这个距离延伸到很远很远的距离，从而根据自己的需要随意扩大网络直径呢？不是的，凡事都有个限度，集线器间的级联也不能无休止的进行下去，10Base-T网络的范围也不能无限制地扩大。否则，将由于经过的集线设备太多，到达目的地的距离太远，信号传输所使用的时间太长，使发送数据的源计算机误认为信号无法到达，从而导致通讯失败。那么，经过多少集线器，或者说经过多长的距离是被允许的呢？换句话说，什么样的拓朴结构是10Base-T网络认为可以忍受的呢？这就是5-4-3规则。不过，需要注意的是，该规则只适用于单纯由集线器而组建的10Base-T共享式网络，而由交换机所构建的网络，并不遵循这一规则。

所谓5-4-3规则，是指任意两台计算机间最多不能超过5段线（既包括集线器到集线器的连接线缆，也包括集线器到计算机间的连接线缆）和4台集线器，并且只能有3台集线器直接与计算机等网络设备连接。如图4所示即为10Base-T网络所允许的最大拓朴结构，以及所能级联的集线器层数。其中，Hub 4是网络中唯一不能与计算机直接连接的集线器。

事实上，许多人为了连接方便而在集线器间采用了过多的级联（在搭建大型机房时经常出现），使集线器级联的层数达到4层（如图5所示），虽然计算机之间的连接没有超过5段线和4台集线器，但由于所有的集线器都连接了计算机，依然仍违反了10Base-T网络5-4-3规则中只有3台集线器可以直接连接计算机的规定，从而造成网络通讯的失败。在这种情况下，如果不了解或不熟悉5-4-3规则，恐怕将无从下手去判断和排除网络故障，将一直会为“一切都是好好的，可为什么就是不通？”的问题而困扰，而这也正是我们为什么要在这里介绍“古董级”的5-4-3规则的初衷。

（2）10Base-T共享网络的连接策略

10Base-T共享网络通常只适用于小型网络，计算机数量通常不应当多于50台。事实上，集线器的端口数量通常都比较少，市面上的10Base-T集线器通常为16口。因此，当网络内的计算机数量多于16台计算机时，就必须采用级联的方式以成倍地扩展端口。由于两台集线器之间的连接需要占用两个端口，因此，当计算所需要的集线器台数时，应当将集线器连接所需要的端口数量考虑在内。

集线器连接时，应当尽量选用一台端口数量较多的集线器作为中心集线器，然后，将其他所有集线器和服务器均连接至该中心集线器（如图6所示），从而确保不会违反5-4-3规则，并便于故障的判断和排除，并有利于对网络的管理。网络内的其他计算机可以就近直接连接在各集线器上。由于集线器间、集线器与计算机之间的连接距离均可达100米，因此，该拓朴策略的网络直径最大可达300米，对于小型网络而言已经绰绰有余了.

如果网络直径的确大于300米，也可以再级联一级集线器，从而使网络直径扩大至400米（如图7所示）。但是，需要注意的是，作为中心连接设备的集线器不能直接连接任何计算机或服务器。更大的网络直径，建议选用光缆及光纤设备或选用交换设备，此时由10Base-T集线器构建的共享网络已经不能再满足需要了。

2. 100Base-TX共享网络连接策略

（1）100Base-TX共享网络规则

快速以太网规则也是仅适用于单纯由集线器所组成的共享式网络。当网络中加入交换机作为集线设备后，由于将分隔原有的网段，所以，只是在每一个网段中适用该规则，而不是在整个网络中适用该规则。这么说吧，每个交换机端口就是一个网段，凡是级联至同一端口的所有集线器都处于同一网段，这些集线器的拓朴结构必须遵循快速以太网的规则。同