交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍
交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍
交换机是一种最为基础的网络连接设备。
它一般都不需要任何软件配置即可使用的一种纯硬件式设备；单个交换机与网络的连接，相信读者朋友们已经能够掌握。
本文结合图例，主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题。
多台交换机的连接方式无外乎两种：级联跟堆叠。
下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。
1、交换机级联这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。
需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。
级联又分为以下两种：使用普通端口级联所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。
需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用反线，即是说双绞线的两端要跳线（第1-3与2-6线脚对调）。
其连接示意如图1所示。
使用Uplink端口级联在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口，如图2所示。
此端口是专门为上行连接提供的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。
2、交换机堆叠此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。
交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。
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、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。
它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。
堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。
其连接示意图4所示。
提示：采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制。
首先实现堆叠的交换机必须是支持堆叠的；另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在1M左右，故只能在很近的距离内使用堆叠功能。
交换机的堆叠与级联
交换机的堆叠与级联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，必须要由2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。
1. GBIC和SFP（1）GBICCisco GBIC (Gigastack Gigabit 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叠堆，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。
∙级联GBIC模块级联使用的GBIC模块分为4种，一是1000Base-T 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1000Ba se-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1000Base-LX/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70~100千米。
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。
如图3所示为安装在Cisco Catalyst 4006千兆以太网模块中的GBIC。
∙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，GigaSt ack 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。
交换机级联与堆叠技术
交换机级联与堆叠技术随着网络规模的不断扩大和复杂性的增加，企业和组织对于网络交换机的需求也越来越高。
为了满足这一需求，交换机级联和堆叠技术应运而生。
本文将介绍交换机级联和堆叠技术的原理、特点和应用。
一、交换机级联技术1. 原理交换机级联技术是通过将多个交换机连接在一起形成一个逻辑上的大型交换机，扩展网络规模和端口数量。
它利用交换机的多个端口之间的链路进行数据转发，将数据从源端口发送到目标端口。
2. 特点交换机级联技术具有以下特点：（1）扩展性强：通过级联多个交换机，可以扩展网络的规模和容量。
（2）灵活性高：可以根据需求灵活地增加或减少级联的交换机数量。
（3）降低成本：相比于购买一台大型交换机，级联多台小型交换机的成本更低。
（4）容错性好：级联多台交换机可以提高网络的冗余性和可靠性，一台交换机故障时不会影响整个网络的正常运行。
3. 应用交换机级联技术广泛应用于大型企业、数据中心和校园网络等环境中。
通过级联多个交换机，可以实现大规模网络的构建和管理，满足高带宽、低延迟的数据传输需求。
二、交换机堆叠技术1. 原理交换机堆叠技术是将多个交换机通过堆叠模块或堆叠线缆连接在一起，形成一个逻辑上的大型交换机。
在堆叠后的交换机中，所有的交换机被视为一个整体，由主交换机负责管理和控制。
2. 特点交换机堆叠技术具有以下特点：（1）一体化管理：堆叠后的交换机可以被视为一个整体进行管理，简化了网络管理和配置。
（2）高可用性：主交换机故障时，备用交换机可以自动接管，实现无缝切换，提高网络的可用性。
（3）灵活的端口扩展：堆叠后的交换机可以通过插拔模块或线缆来扩展端口数量，满足不同规模网络的需求。
（4）高性能：堆叠后的交换机可以实现内部端口的全双工通信，提供更高的带宽和更低的延迟。
3. 应用交换机堆叠技术被广泛应用于企业和组织的核心交换机部署。
通过堆叠多个交换机，可以实现高可用性、高性能的核心交换机架构，提供稳定可靠的网络服务。
监控交换机级联方法
监控交换机级联方法
监控交换机级联方法有两种：
1. 堆叠式级联：在堆叠式交换机中，多个交换机通过堆叠线连接，形成一个逻辑整体。
其中一个交换机作为主交换机，其他交换机作为从交换机。
主交换机负责管理所有从交换机，并提供统一管理和控制的功能。
通过主交换机可以监控整个堆叠的交换机，并进行集中管理。
2. 链式级联：在链式级联中，多个交换机通过链式连接，形成一个链式结构。
每个交换机都连接到一个上级交换机以及一个下级交换机，形成一个闭环。
在链式级联中，每个交换机都可以独立进行监控，但是需要分别对每个交换机进行管理。
无论是堆叠式级联还是链式级联，都可以通过设备管理系统（NMS）来进行监控和管理。
NMS可以通过SNMP（简单网络管理协议）来实现对交换机的远程管理和监控。
通过NMS，管理员可以实时监控交换机的状态、流量、端口使用情况等，并进行配置和故障排查。
级联与堆叠的区别
堆叠指的是通过堆叠模块连在一起，几个堆叠在一起的交换机可以视同一个交换机来管理。
级联则是通过级联口将交换机联在一起。
有些交换机可以堆叠，有的交换机不支持堆叠功能。
级连扩展级连扩展模式是最常规，最直接的一种扩展方式，一些构建较早的网络，都使用了集线器（HUB）作为级连的设备。
因为当时集线器已经相当昂贵了，多数企业不可能选择交换机作为级连设备。
那是因为大多数工作组用户接入的要求，一般就是从集线器上一个端口级连到集线架上。
在这种方式下，接入能力是得到了很大的提高，但是由于一些干扰和人为因素，使得整体性能十分低下，只单纯地满足了多端口的需要，根本无暇考虑转发交换功能。
现在的级连扩展模式综合考虑到不同交换机的转发性能和端口属性，通过一定的拓扑结构设计，可以方便地实现多用户接入。
级连模式的典型结构如图一所示。
级连模式是组建大型LAN最理想的方式，可以综合利用各种拓扑设计技术和冗余技术，实现层次化网络结构，如通过双归等拓扑结构设计冗余，通过Link Aggregation 技术实现冗余和Up Link的带宽扩展，这些技术现在已经非常成熟，广泛使用在各种局域网和城域网中。
级连模式使用通用的以太网端口进行层次间互联，如100M FE端口、GE端口以及新兴的10GE端口。
级连模式是以太网扩展端口应用中的主流技术。
它通过使用统一的网管平台实现对全网设备的统一管理，如拓扑管理和故障管理等等。
级连模式也面临着挑战，当级连层数较多，同时层与层之间存在较大的收敛比时，边缘节点之间由于经历了较多的交换和缓存，将出现一定的时延。
解决方法是汇聚上行端口来减小收敛比，提高上端设备性能或者减少级连的层次。
在级连模式下，为了保证网络的效率，一般建议层数不要超过四层。
如果网络边缘节点存在通过广播式以太网设备如HUB 扩展的端口，由于其为直通工作模式，不存在交换，不纳入层次结构中，但需要注意的是，HUB工作的CSMA/CD机制中，因冲突而产生的回送可能导致的网络性能影响将远远大于交换机级连所产生的影响。
交换机的级连与堆叠
二、交换机的堆叠
1． 堆叠
堆叠是指使用专用的堆叠线缆，将几台交换机通过专用的堆叠模块连 接起来。堆叠可以成倍地提高网络接入端口的密度和端口带宽。 与级连模式不同，交换机堆叠通常是放在一起，连接电缆也较短，其 主要目的是扩充交换端口，而不是扩展距离。
2． 硬件连接方式
通过厂家提供的一条专用堆 叠电缆，从一台交换机的“UP”堆 叠端口直接连接到另一台交换花链式堆叠：
基于级连结构的堆叠技术，构建一个多交换机的层叠结构。堆叠 连接时，每台交换机都有两个堆叠接口，通过堆叠电缆和相邻的交换机 堆叠接口相连。将最后一台交换机的“UP”接口与第一台交换机的 “DOWN”接口相连。
（2）星型堆叠（主从式堆叠）
星型堆叠技术需要提供一个独立的或者集成的高速交换中心（堆 叠中心），所有的堆叠主机通过专用的高速堆叠端口上行到统一的堆叠 中心。堆叠中心一般是一个基于专用ASIC的硬件交换单元，根据其交 换容量，带宽一般在10～32Gbps之间，其ASIC交换容量限制了堆叠的 层数。
堆叠主交换的优先级要最高
步骤3 验证堆叠主机的配置。 S2126G-1# show member 显示堆叠成员信息 S2126G-1# show version devices 显示堆叠主机设备信息 S2126G-1# show version slots 显示堆叠主机设备插槽信息
步骤4 将S2126G-1与S2126G-2用堆叠专用线缆连接起来，此 时S2126G-1与S2126G-2自动成为一个堆叠组。 注意： 注意：一定要断电状态插拔堆叠线缆
步骤5 在堆叠主机S2126G-1上验证堆叠组的配置信息。 S2126G-1# show member S2126G-1# show version devices S2126G-1# show version slots S2126G-1# show vlan
交换机级联和堆叠
很多正在使用交换机的朋友都听过级联和堆叠两个词，那么交换机的级联和堆叠究竟是什么呢？又有什么区别呢？下文将详细介绍。
一、交换机级联交换机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"。
这种结构的宽带城域网实际上就是由各层次的许多台交换机级联而成的。
核心交换机(或路由器)下连若干台汇聚交换机，汇聚交换机下联若干台小区中心交换机，小区中心交换机下连若干台楼宇交换机，楼宇交换机下连若干台楼层(或单元)交换机(或集线器)。
交换机间一般是通过普通用户端口进行级联，有些交换机则提供了专门的级联端口(Uplink Port)。
这两种端口的区别仅仅在于普通端口符合MDI标准，而级联端口(或称上行口)符合MDIX标准。
由此导致了两种方式下接线方式度不同：当两台交换机都通过普通端口级联时，端口间电缆采用直通电缆(Straight Throurh Cable);当且仅当中一台通过级联端口时，采用交叉电缆(Crossover Cable)。
为了方便进行级联，某些交换机上提供一个两用端口，可以通过开关或管理软件将其设置为MDI或MDIX方式。
更进一步，某些交换机上全部或部分端口具有MDI/MDIX自校准功能，可以自动区分网线类型，进行级联时更加方便。
用交换机进行级联时要注意以下几个问题。
原则上任何厂家、任何型号的以太网交换机均可进行级联，但也不排除一些特殊情况下两台交换机无法进行级联。
交换机堆叠与级联
Trunk的配置
Cisco默认的trunk封装协议为dot1q（802.1q）。 配置方法：
Switch(config)#interface FastEthernet 1/1 Switch(config-if)#switchport mode trunk Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan vlan-id Switch(config-if)#exit
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Trunk的概念
trunk是基于OSI第二层数据链路层 （DataLinkLayer)的技术。两台交换机上分别 创建了多个VLAN（VLAN是基于Layer 2的）， 在两台交换机上相同的VLAN（比如VLAN10） 要通信，需要将交换机A上属于VLAN10的一 个端口与交换机B上属于VLAN10的一个端口 互连；如果这两台交换机其它相同VLAN间需 要通信，那么交换机之间需要更多的互连线， 端口利用率就太低了。
（3）RJ-45端口
目前的绝大多数局域网交换机都提供 10/100Mbit/s自适应连接端口。
它们都支持10Mbit/s和100Mbit/s的设备接入， 而且这些端口一般支持Cat3、Cat5、 Cat5e UTP （或STP）双绞线连接，目前一些较新的交换机 还支持Cat6 UTP连接。
交换机的两种RJ-45端口
Trunk的概念
在路由/交换领域，VLAN的中继端口叫做 trunk。trunk技术用在交换机之间互连，使不 同VLAN通过共享链路与其它交换机中的相同 VLAN通信。交换机之间互连的端口就称为 trunk端口。
Trunk的概念
Trunk是一种封装技术，它是一条点到点的链 路，链路的两端可以都是交换机，也可以是交 换机和路由器，还可以是主机和交换机或路由 器。基于端口汇聚（Trunk）功能，允许交换 机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机 或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同 时传输以提供更高带宽、更大吞吐量，大幅度 提供整个网络能力。
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交换机是一种最为基础的网络连接设备。
它一般都不需要任何软件配置即可使用的一种纯硬件式设备；单个交换机与网络的连接，相信读者朋友们已经能够掌握。
本文结合图例，主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题。
多台交换机的连接方式无外乎两种：级联跟堆叠。
下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。
1、交换机级联
这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。
需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。
级联又分为以下两种：
使用普通端口级联
所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。
需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用反线，即是说双绞线的两端要跳线（第1-3与2-6线脚对调）。
其连接示意如图1所示。
使用Uplink端口级联
在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口，如图2所示。
此端口是专门为上行连接提供
的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。
2、交换机堆叠
此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。
交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。
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、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。
它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。
堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。
其连接示意图4所示。
提示：采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制。
首先实现堆叠的交换机必须是支持堆叠的；另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在1M左右，故只能在很近的距离内使用堆叠功能。
总结：
综合以上两种方式来看，交换机的级联方式实现简单，只需一根普通的双绞线即可，节约成本而且基本不受距离的限制；而堆叠方式投资相对较大，且只能在很短的距离内连接，实现起来比较困难。
但也要认识到，堆叠方式比级联方式具有更好的性能，信号不易衰竭，且通过堆叠方式，可以集中管理多台交换机，大大减化了管理工作量；如果实在需要采用级联，也最好选用Uplink端口的连接方式。
因为这可以在最大程度上保证信号强度，如果是普通端口之间的连接，必定会使网络信号严重受损。
交换机两种连接方式堆叠与级联基础介绍
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。
P1．GBIC和SF （1）GBIC Cisco GBIC（GigaStack Gigabit 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。
● 级联GBIC模块级联使用的GBIC模块分为4种，一是1000Base-T 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1000Base-LX/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。
1000Base-T GBIC模块
1000Base-SX GBIC模块
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。
如图3所示为安装在Cisco Catalyst 4006千兆以太网模块中的GBIC。
安装在GBIC插槽中的GBIC模块
● 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。
Cisco GigaStack GBIC堆叠模块和电缆
（2）SFP SFP（Small Form-factor Pluggables）可以简单的理解为GBIC的升级版本。
SFP 模块（如图5所示）体积比GBIC模块减少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口数量。
由于SFP模块在功能上与GBIC基本一致，因此，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC（Mini-GBIC）。
SFP模块
2．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。
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，就必须事先做好购置计划。
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。
● 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。
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。
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置，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。
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。
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，则可在中间再放置一台交换机，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。
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。
参考资料：/cdcy108/blog/item/6699d89545ca3f4bd0135e50.html。