交换机的级联与堆栈
图解交换机设备的级联
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有两种方式：级联跟堆叠。
下文针对这两种连接方式，分别介绍其实现原理及详细连接过程。
1、交换机级联级联是最常见的连接方式，就是使用网线将两个交换机进行连接。
连接的结果是，在实际的网络中，它们仍然各自工作，仍然是两个独立的交换机。
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。
图1使用Upli nk端口级联在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Up link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Upl ink端口的相互连接)。
图2其连接示意如图3所示。
图32、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。
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。
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。
交换机堆叠与级联方法的区别
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MDI-X）或均为MDI-II端口时，则应当使用交叉电缆。（这里可以便捷记忆为相同端口为交叉线，不同端口为直通线）
级联方法： 使用交换机上Uplink端口级联，现在越来越多交换机（Cisco交换机除外）提供了Uplink端口，使得交换机之间的连接变得更加简单。Uplink端口是专门用于与其他交换机连接的端口，可利用直通跳线将该端口连接至其他交换机的除Uplink端口外的任意端口，这种连接方式跟计算机与交换机之间的连接完全相同。需要注意的是，有些品牌的交换机（如3Com）使用一个普通端口兼作Uplink端口，并利用一个开关（MDI/MDI-X转换开关）在两种类型间进行切换； 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。这里要注意的是，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；光纤端口的级联：由于光纤端口的价格比较高，光纤主要被用于核心交换机和骨干交换机之间连接，或被用于骨干交换机之间的级联。光纤端口均没有堆叠的能力，只能被用于级联。同样，当骨干交换机连接至核心交换机时，光纤的收发端口之间也必须交叉连接。
然而，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连接，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，就没有办法实现堆叠了。
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。
交换机的级联与堆栈
网络设备连接（三）交换机的级联与堆栈在交换机的连接中，对于与其他网络设备的连接都简单，只需把连接相应设备和网线水晶头插入相应的端口即可。
除了与其他网络设备连接外，交换机有时还需与其他交换机互连，在这种连接中，主要涉及到级联和堆叠两种技术(其实还有一种群集技术，但不常用)。
这两种技术都是交换机自身的扩展技术，以满足网络性能要求的不断提高和连接距离的不断扩大。
1．交换机级联级联扩展模式是最常见的一种端口和距离扩展方式。
目前常见的交换机的级联根据交换机的端口配置情况又有两种不同的连接方式。
一种是如果交换机备有“UpLink(级联)"端口，则可直接采用这个端口进行级联。
不过要注意，在这种级联方式中上一层交换机所采用的仍是普通以太网端口，只是下一层交换机则要采用专门的“UpLink"端口。
这种级联方式性能比较好，因为级联端口的带宽通常是比较高的。
但要注意，如果采用此种级联扩展方式，则交换机间的级联网线必须是直通线，不能采用交叉线，而且每段网线不能超过双绞线单段网线的最大长度——1 00米。
另外一种级联方式就是互连的两台交换机都是通过普通端口进行连接。
如果交换机没有专门提供Uplink级联端口，那就可采用交换机的普通以太网端口进行交换机的级联，不过这种方式的性能稍差，因为下级交换机的有效总带宽实际上就相当于上级交换机的一个端口带宽。
不过，在这种级联方式中要求采用交叉双绞线，同样单段长度不能超过1 00米。
级联扩展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。
级联模式也面临着挑战，当级联层数较多，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。
解决方法是会聚上级端口来减小收敛比，提高上端设备性能或者减少级联的层次。
在级联模式下，为了保证网络的效率，一般建议层数不要超过4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。
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。
级联、堆叠、集群的区别
最简单的局域网(LAN)通常由一台集线器(或交换机)和若干台微机组成。
随着计算机数量的增加、网络规模的扩大，在越来越多的局域网环境中，交换机取代了集线器，多台交换机互连取代了单台交换机。
在多交换机的局域网环境中，交换机的级联、堆叠和集群是3种重要的技术。
级联技术可以实现多台交换机之间的互连；堆叠技术可以将多台交换机组成一个单元，从而提高更大的端口密度和更高的性能；集群技术可以将相互连接的多台交换机作为一个逻辑设备进行管理，从而大大降低了网络管理成本，简化管理操作。
考虑到局域网的发展现状，因此本文提高的局域网，如无特别指出均指10BaseT、100BaseT(F)、1000BaseT(F)的交换式以太网。
一、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"。
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)。
交换机堆叠与级联ppt课件
2. 交换机的分类
1．按网络覆盖范围划分 可以分为广域网交换机和局域网交换机。
3.按传输介质和传输速度划分 分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（G比特）以太网交换机、10千 兆以太网交换机和ATM交换机等。 3．按交换机工作的协议层次划分 分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机和第七层交换机。 4．按交换机的结构划分 可分为固定端口交换机、模块化交换机。 5．按网络互连三层模型划分 可分为核心层交换机、汇聚层交换机、接入层交换机。 6. 按外观进行划分 可分为机箱式交换机机、架式交换机、桌面型交换机。
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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。
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5 交换机的连接技术
当单一的交换机所能提供的端口数量不足以满 足网络计算机的需求时，可以通过增加模块或通过 两个以上的交换机互连来达到目的。
交换机级联是什么意思
交换机级联是什么意思交换机级联是什么意思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区分级联和堆叠交换技术中有两个重要的概念，就是级联（uplink）和堆叠（stack）。
级联是通过双绞线或光纤，⼀般在交换机的前⾯板上有专门的级联⼝，如果没有，也可以⽤交叉接法来级联，级联后两台交换机是上下级的关系。
级联是通过端⼝进⾏的，现在的交换机有千兆扩展能⼒，千兆级联性能也不错，但级联得越多，性能下降的就越多。
堆叠通常是为了扩充带宽⽤的，通常⽤专门的堆叠卡插在交换机的后⾯，⽤专门的的堆叠电缆连接⼏台交换机，堆叠后这⼏台交换机相当于⼀台交换机。
堆叠是采⽤交换机背板的叠加，使多个⼯作组交换机形成⼀个⼯作组堆，从⽽提供⾼密度的交换机端⼝，堆叠中的交换机就像⼀个交换机⼀样，配制⼀个ip地址即可。
常见的堆叠有两种：菊花链堆叠和矩阵堆叠。
所谓菊花链就是从上到下串起来，形成单⼀的⼀个菊花链堆叠总线，Cisco的菊花链堆叠最多⽀持9台，3500、2900XL插GigaStack GBIC模块即可。
矩阵堆叠就是单独拿⼀个交换机作为堆叠中⼼，其他的交换机⽤堆叠线连接到堆叠中⼼交换机上，如Cat 3508G作为堆叠中⼼，其他的3500、2900XL连到3508G上。
矩阵堆叠性能⽐菊花链要好，包转发速率快。
交换技术中有两个重要的概念，就是级联（uplink）和堆叠（stack）。
级联是通过双绞线或光纤，⼀般在交换机的前⾯板上有专门的级联⼝，如果没有，也可以⽤交叉接法来级联，级联后两台交换机是上下级的关系。
级联是通过端⼝进⾏的，现在的交换机有千兆扩展能⼒，千兆级联性能也不错，但级联得越多，性能下降的就越多。
堆叠通常是为了扩充带宽⽤的，通常⽤专门的堆叠卡插在交换机的后⾯，⽤专门的的堆叠电缆连接⼏台交换机，堆叠后这⼏台交换机相当于⼀台交换机。
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。
大规模无线组网中无线无线交换机的级联与堆叠
交换机的堆叠与级联信锐网科技术有限公司2016年5 月15 日第1章堆叠与级联1.1.文档背景交换机是网络中最常见的网络设备，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。
我们一线的同事们在实施项目的时候经常会和交换机打交道，我们公司也有POE交换机，也经常需要将我司的设备“嵌入”到客户原有的网络中，因此对于网络中多台交换机该如何连接的问题我们有必要搞清楚多台交换机的连接方式有两种方式：级联跟堆叠。
下文针对这两种连接方式，分别介绍其实现原理及详细连接过程1.2.级联级联是最常见的连接方式，就是使用网线将两个交换机进行连接。
连接的结果是，在实际的网络中，它们仍然各自工作，仍然是两个独立的交换机。
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：使用普通端口级联和使用Uplink端口级联1.2.1．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。
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)。
其连接如下图所示需要注意的是，现在很多交换机的端口都已经能够达到自适应的，所以两台交换机之间进行级联使用交叉线和直通线都是可以的1.2.2．使用Uplink端口级联在有的交换机端口中，会在旁边包含一个Uplink端口，如下图所示。
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)其连接示意如下图所示1.3.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。
交换机的级联与堆叠
《 企业技术开发》创刊于 １９８２ 年， 属学术类科技 期刊， 由湖南省科技厅主管， 湖南省科技信息研究所 主办， 国际标准刊号为 ＩＳＳＮ１００６－ ８９３７， 国内统一刊 号为 ＣＮ４３－ １１７２／ＴＢ， 国内外公开发行《。 企业技术开 发》是中国核心期刊（ 遴选） 数据库收录期刊、中国期 刊全文数据库收录期刊、中国学 术期刊综 合评价数 据库收录期刊、中文科技期刊数据库收录期刊， 其装 帧设计精美大方， 编排严谨规范， 刊登的论文质量 高， 受到广大高校师生、科研院所工作人员的好评。
普通端口（ＭＤＩ－ Ｘ） 中心交换机
二级交换机
直
通
电
二级交换机
缆
收稿日期： ２００６－ ０３－ １４ 作者 简 介 ： 杨 续 波 （１９６３ — ）， 男 ， 湖 南 桃 江 人 ， 大 学 本 科 ， 工 程 师 ，
主要从事计算机教学工作。
二级交换机
Ｕｐｌｉｎｋ 端口 （ＭＤＩ－ ＩＩ）
图 ２ 交换机星形级联模式
中心交换机 普通端口
二级交换机
交叉电缆
三级交换机
交叉电缆
图 ３ 交换机总线链级联模式
总线级联模式与星形级联模式各有优点与缺 点， 总线级联模式的优点是可以延长网络传输距 离， 但是级联层次越深， 最后一级交换机到达中心 交 换 机 的 信 号 延 迟 越 大 。星 形 级 联 模 式 的 优 点 是 可
中心交换机
光
纤
跳
二级交换机
线
堆叠模块
冗余链路 主交换机 从交换机 从交换机
二级交换机
收发
图 ４ 中心交换机与二级交换机之间的光纤端口级联
同样， 多个二级交换机之间进行连接时， 光纤 收发端口也必须采用交叉连接（ 如图 ５ 所示） 。
弱电交换机堆叠和级联
一、交换机的堆叠：1、交换机之间的堆叠过程，先把电源线拔掉，分别把两台交换机上的模块卸掉，可以使用螺丝刀，模块上面有两个口，一个进口up向上线一个出口down向下线，白色的是up口，黑色是down口，分别连接两个口，最后再插上电源，注意不要把两根线插错了。
把两台计算机分别插在两台交换机上面，看两台计算机能否ping通，能的话就表示堆叠成功，不能的话在检查是否连接正确。
还有一天就是使用堆叠就不要再使用级联了，不然会产生环路。
2、再打开交换机配置界面，在特权模式下，用show interface查看一下交换机的端口，经查看是ethernet0/2/1端口，再使用show interface ethernet 0/2/1，可以看到堆叠的传输速率为1G。
二、交换机堆叠与级联各自的优缺点以及两者的不同之处：1、交换机的堆叠和级联：堆叠就是交换机用堆叠线通过堆叠模块把两台交换机连接起来，而级联就是使用一般的双绞线通过普通口或是uplink口把两台交换机连接起来。
2、堆叠和级联的不同以及优缺点比较：堆叠把两台交换机连接起来当成一台交换机使用，具有很高的带宽一般都在1G 以上，但是堆叠技术是一种非标准化技术，堆叠模式是各厂商自定，各各厂商支持自己产品系列中的部分交换机堆叠，一般混合产品不能使用堆叠。
而级联通常用普通先把几个交换机连接起来，贷款通常为10M/100M，这样下既的工作站只能共享较窄的带宽，从而只能由较低的性能。
堆叠交换机不同交换机任意两端口之间的延时是相等的，就是每一台交换机的延时，而级联式上下级的关系，当层次太多时级联就会产生比较大的延时而且每层的性能不同，最后的性能最差。
３、堆叠的优点：简化本地管理，一组交换机作为一个对象来管理，提供统一的管理模式，一组交换机在网络管理中，可以作为单一的节点出现，和级联不同，堆叠处于同一层次。
堆叠的缺点：堆叠数目比，堆叠口是系统瓶颈；并没有提升交换机的转发效率，需要硬件提供高速端口；不可分布式不止，要求堆叠成员巴方的位置足够近，一般在同一机柜中。
交换机的堆叠与级联方式及主要区别
交换机的堆叠与级联方式及主要区别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(stack)，一是级联(uplink)。
交换机的堆叠是相对级联而言的，堆叠和级联都是扩充交换机端口数量的方法，但是堆叠后的设备理论上还是一台设备，也就是可以实现统一管理。
但是级联的话是不具备这种功能的。
堆叠可以分为物理堆叠和虚拟堆叠，前者是专门的堆叠端口，通过堆叠线把交换机连接在一起，可以分为星型堆叠和环形堆叠;虚拟堆叠不需要专门的堆叠口，交换机一般通过级联连接在一起，但是可以通过软件设置实现单IP统一管理。
是不是有点搞不清楚级联和堆叠。
简单来说，级联：相当于把一个端口进行扩展成多个端口，扩展的端口总带宽=级联口的带宽;堆叠：相当于往交换机上增加端口，所有增加的端口跟之前的端口共享交换机的背板带宽。
交换机的堆叠就是交换机用堆叠线通过堆叠模块把两台或多台交换机连接起来，每台交换机的母板总线连接在一起，将它们作为一个交换机使用和治理，实现高速连接。
不同交换机任意二端口之间的延时是相等的，就是一台交换机的延时。
堆叠是同级关系，每台交换机的性能是一样的。
交换机上的堆叠模块有两个口：一个进口（UP向上线），一个出口（DOWN向下线），用厂商提供的专用连接电缆（堆叠线），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。
堆叠是把所有堆叠的交换机的背板带宽共享。
例如一台交换机的背板带宽为2G，那么3台交换机堆叠的话，每台交换机在交换时就有6G的背板带宽。
所谓级联，是指使用普通的线缆（双绞线、光纤）将交换机连接在一起，实现相互之间的通讯。
级联式结构化网络有利于综合布线，易理解，安装，不用考虑交换机的性能和端口属性，可以方便的实现大量端口的接入。
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。
交换机的堆叠与级联的基础知识
级联的基础知识交换机的堆叠与级联刊登后，我们陆续接到不少读者的来信，与我们讨论有关交换机级联的问题。
所以我们将再介绍一些有关高端交换机级联的相关内容。
光电收发器的连接当建筑物之间或楼层之间的布线采用光缆，而水平布线采用双绞线时，可以采用两种方式实现两种传输介质之间的连接。
一是采用同时拥有光纤端口和RJ-45端口的交换机，在交换机之间实现光电端口之间的互连；二是采用廉价的光电转换设备，一端连接光纤一端连接交换机的双绞线端口，实现光电之间的相互转换。
如图1所示为光电收发器。
图1 光电收发器相比较而言，模块化交换机的传输性能更高，而光电转换设备的价格更低。
因此，应当根据网络的数据传输需要和投资额度决定采用哪种设备。
需要注意的是，并非全部光纤收发器都支持全双工，部分产品只支持半双工。
因此，应当在选购时注意鉴别。
另外，考虑到兼容性，建议选用相同品牌和类型的产品。
光电收发器的一端使用光纤跳线连接至光纤配线架，实现与远端光纤接口的连接；另一端使用双绞线跳线连接至交换机的RJ-45端口，实现与交换机上其他计算机间连接，从而完成网络骨干的光纤传输。
当网络直径过大，已经远远超出双绞线所能支持的传输距离时，都会借助于光纤进行传输。
如果网络用户较量较少，仅仅是为了实现远距离通讯，对网络性能和数据传输速率没有太高要求，可以在两端均使用光电收发器+普通RJ-45端口交换机的方式，从而大幅降低网络成本。
网络设备的连接方式如图2所示。
图2 两端均使用光电收发器如果整个网络连接有多幢建筑，而且对数据传输性能要求较高，只是某个子网无需较高的性能，则可以只在一端使用光电收发器，而另一端使用带有光纤接口的中心或骨干交换机，从而在保证整体网络性能的同时，提高网络的性价比。
连接光电收发器与交换机时，应当注意以下几个方面的问题：●连接光电收发器与交换机的双绞线跳线应当为直通线。
有些光纤收发器提供一个MDI/MDI-X按钮开关，当使用交MDI/MDI-X开关按钮，而使用直通线时，则无需按下该按钮。
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。
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网络设备连接（三）交换机的级联与堆栈在交换机的连接中，对于与其他网络设备的连接都简单，只需把连接相应设备和网线水晶头插入相应的端口即可。
除了与其他网络设备连接外，交换机有时还需与其他交换机互连，在这种连接中，主要涉及到级联和堆叠两种技术(其实还有一种群集技术，但不常用)。
这两种技术都是交换机自身的扩展技术，以满足网络性能要求的不断提高和连接距离的不断扩大。
1．交换机级联级联扩展模式是最常见的一种端口和距离扩展方式。
目前常见的交换机的级联根据交换机的端口配置情况又有两种不同的连接方式。
一种是如果交换机备有“UpLink(级联)"端口，则可直接采用这个端口进行级联。
不过要注意，在这种级联方式中上一层交换机所采用的仍是普通以太网端口，只是下一层交换机则要采用专门的“UpLink"端口。
这种级联方式性能比较好，因为级联端口的带宽通常是比较高的。
但要注意，如果采用此种级联扩展方式，则交换机间的级联网线必须是直通线，不能采用交叉线，而且每段网线不能超过双绞线单段网线的最大长度——1 00米。
另外一种级联方式就是互连的两台交换机都是通过普通端口进行连接。
如果交换机没有专门提供Uplink级联端口，那就可采用交换机的普通以太网端口进行交换机的级联，不过这种方式的性能稍差，因为下级交换机的有效总带宽实际上就相当于上级交换机的一个端口带宽。
不过，在这种级联方式中要求采用交叉双绞线，同样单段长度不能超过1 00米。
级联扩展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。
级联模式也面临着挑战，当级联层数较多，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。
解决方法是会聚上级端口来减小收敛比，提高上端设备性能或者减少级联的层次。
在级联模式下，为了保证网络的效率，一般建议层数不要超过4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。
2．交换机堆栈高新科技型企业的迅猛发展，以及传统大中型企业信息化程度的日益提高，使得越来越多的企业在构筑或扩展企业网络时，必须考虑部门或工作组级的高密度接入需求及日后的可扩展能力。
在一些网络交换中心可以购置端口接入能力较高的机箱式交换设备来解决问题，但网络边界接入区域，采用机箱式交换机则意味着极高的成本投入，最优化的解决方案是选择可堆栈交换机。
堆栈扩展模式是目前在以太网交换机上扩展端口使用较多的另一类技术，是一种非标准化技术，各个厂商之间不支持混合堆栈，堆栈模式由各厂商制定。
前面介绍的级联模式主要是为了解决连接距离过长和扩展端口这两方面的矛盾，而此处的堆栈扩展模式则主要是解决扩展端口和扩展带宽两方面的问题，因为堆栈通常是几台交换机堆栈在一起，采用专用堆栈电缆进行连接的，如图7—73所示。
当多个交换机连接在一起时，其作用就像一个模块化交换机一样，堆栈在一起交换机可以当做一个单元设备来进行管理。
也就是说，堆栈中所有的交换机从拓扑结构上可视为一个交换机。
堆栈在一起的交换机可以当做一台交换机来统一管理。
一般情况下，当有多个交换机堆栈时，其中存在一个可管理交换机，利用可管理交换机可对此可堆栈式交换机中的其他“独立型交换机" 进行管理。
可堆栈式交换机可非常方便地实现对网络的扩充，是新建网络时最为理想的选择。
交换机堆栈技术采用了专门的管理模块和堆栈连接电缆，这样做的好处是，一方面增加了用户端口，能够在交换机之间建立一条较宽的宽带链路，这样每个实际使用的用户带宽就有可能更宽(只有在并不是所有端口都在使用情况下)。
另一方面多个交换机能够作为一个大的交换机，便于统一管理。
交换机堆栈与级联不一样，必须使用专门的端口，而且并不是所有交换机都支持堆栈(而所有的交换机都可以级联，只是级联方式可能不一样)，所以如果见到交换机上没有专门的堆栈接口，则此交换机不支持堆栈。
因为一台交换机既可能要与上一层交换机连接，又可能要与下一层交换机连接，所以支持堆栈的交换机都有两个用于堆栈的接口，分别标为“UP"和“DOWN"。
它们都是D形25孔接口。
但是是否同时具有这两个接口要视交换机所允许的堆栈级数。
不同的可堆栈交换机也是有堆栈级数限制的，不是可以无限制堆栈。
低档的一般只允许4级以下，而高档交换机则可能允许更多级数，如图7-74所示的就是一个8个交换机的堆栈。
交换机的堆栈通常是通过堆栈套件进行的，不同的堆栈级数所需的堆栈套件也不一样。
如需要两台3COM的SS3 4400交换机堆栈在一起，则只需要配一套SS3 4400堆栈套件(Stackin~ Kit)就可以了，如图7-75所示。
一个堆栈套件包括两块模块及一条连接电缆。
如果要把3 台或3台以上的交换机堆栈在一起，就需要用1个堆栈套件加若干堆栈扩展套件的模式来实现。
堆栈扩展模块如图7-76所示，一个扩展套件包括两个模块及一颗连接线。
如果3台4400 堆栈，需要一个堆栈套件加一个扩展套件；如果4台堆栈，需要一个堆栈套件加两个扩展套件……依此类推，如果8台4400堆栈，需要一个堆栈套件加6个扩展套件。
另外，在进行交换机堆栈时，需要注意以下几点。
有些交换机只允许与同型号的交换机进行堆栈，如3COM的SS3 4400SE交换机就只能与SS3 4400SE型号的交换机进行堆栈，不能与其他型号，甚至是同一系列的SS3 4400系列其他交换机。
这要求在选购时一定要结合自己企业网络实际需求询问清楚。
了解交换机的最大堆栈级数，这也决定了堆栈后的交换机最多支持的端口数。
如3COM 的SS3 4400交换机则是允许一个堆栈最多只能有192个端口，即不能超过4台48个端口的SS3 4400或8台24个端口的SS3 4400交换机。
而且各个交换机的软件版本应保持一致。
最好在堆栈前对其软件版本进行检查，并将每台设备的配置清空到出厂值后再堆栈。
3．交换机群集对于交换机之间的连接，除了前面介绍的“级联"和“堆叠"外，还有一种比较新的扩展连接技术，那就是交换机集群技术。
它可较好地解决前两种扩展模式的一些不足。
我们知道，对于级联的方式比较容易造成交换机之间的瓶颈，虽然堆栈技术可以提高背板速率，能够消除交换机之间连接的瓶颈问题，但是受到距离等的限制很大，而且对堆栈交换机的数量限制也比较严格。
因为交换机集群技术实际上应用得比较少，而且也只有少数品牌交换机具有这一功能，所以在此只作简单介绍。
Cisco公司推出的交换机集群技术，可以看成是堆叠和级联技术的综合。
这种技术可以将分布在不同地理范围内的交换机逻辑地组合到一起，可以进行统一的管理。
具体的实现方式就是在集群之中选出一个Commander，而其他的交换机处于从属地位，由Commander统一管理。
交换机集群技术最多支持1 6台交换机，可以提供多达1 6 X 48个端口。
思科的Catalyst 3 5 00 XL系列交换机中的Catalyst 35 12XL、Catalyst 3524XL和Catalyst 3508G XL 3个型号均可以成为Commander，而对于被管理者2900和1 900系列均可以加入交换机集群，使用Cisco最新的交换集群技术将传统的堆栈技术提高到新的水平。
目前3 COM公司的一些交换机产品，如SuperStack 3 Switch 4400也具有类似集群功能。
它是采用一种称之为“堆栈范围内的链路聚合"技术实现的，具体不作介绍。
在Cisco的交换机集群技术中，采用了专门的集群管理套装软件进行网络管理。
Cisco 集群管理套件(CMS)是嵌入在Catalyst 3550、2950、3500XL、2900 XL、2900 LRE XL 和1 900 交换机中的一种基于Web的软件。
利用Cisco交换机集群技术，用户可以利用任何标准的Web 浏览器访问Cisco CMS，并同时管理高达1 6个这样的路由器，而不管它们的实际距离有多远，如果需要的话，可以为整个集群使用一个IP地址。
随着Catalyst 3 5 50交换机的加入，Cisco CMS 软件现在可以跨越路由边界，在管理一个Cisco集群时实现更高的灵活性。
Cisco CMS可以为提供一个集成化的管理界面，用于提供智能化服务，让用户通过一个强大的工具管理他们的整个LAN，而无须学习命令行界面(CLI)。
通过将传统LAN交换的简便性引入到智能化服务[例如，多层交换、QoS、多播、安全访问控制列表(ACL)]中，Cisco CMS使管理员可以利用过去只有最复杂的网络才能享有的优势。
Cisco CMS新推出的向导模式使用户可以逐步配置高端功能，并提供增强的在线帮助，以实现对环境敏感的辅助。
另外，一个配置向导可以提供交换机的自动配置，实现视频流或者视频会议。
今后推出的版本将为基于IP的语音传输(VoIP)、关键任务型应用和安全提供配置向导。
这些向导可以帮助网络管理员节约数小时的时间，消除人为故障，确保交换机的配置最符合这些应用的需要。
Cisco CMS支持基于标准的连接，例如，以太网、快速以太网、快速EtherChannel、千兆位以太网和千兆位EtherChannel连接。
因为Cisco交换机集群技术不会受到专有堆栈模块、堆栈电缆或者互连介质的限制，所以Cisco CMS可以将传统的集群域扩展到一个单独的布线室以外，让用户可以混用和匹配互连方式，以满足特定的管理、性能和成本需求。
Cisco Catalyst 3550交换机可以配置为Cisco交换机集群中的核心交换机或者成员交换机。
Cisco CMS还使网络管理员可以指定一个备用的或者冗余的核心交换机，它可以在主核心层交换机发生故障时承担核心职能。
其他的重要功能包括同时配置多个端口和交换机，以及立刻在整个集群中进行软件升级。
带宽图示和连接报告可以提供有用的诊断信息和拓扑图，让网络管理员可以迅速了解网络的运行状态。
4．光纤端口的级联由于光纤端口的价格仍然非常昂贵，所以光纤主要被用于核心交换机和骨干交换机之间连接，或被用于骨干交换机之间的级联。
需要注意的是，光纤端口均没有堆叠的能力，只能被用于级联。
(1)光纤跳线的交叉连接所有交换机的光纤端口都是2的倍数个，分别用于信号的收、发。
当然，光纤跳线也必须是2的倍数根，否则端口之间将无法进行通信。
当交换机通过光纤端口级联时，必须将光纤跳线两端的收发对调，当一端接“收"时，另一端接“发"。
同理，当一端接“发"时，另一端接“收"。
在Cisco GBIC光纤模块都标记有收发标志，左侧向内的箭头表示“收"，右侧向外的箭头表示“发"。