交换机堆叠与级联

1.地址学习（AddressLearning）2.转发/过滤决定(forward/filterdecisions)交换机在进行转发/过滤操作时，遵循以下规则：①如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口转发（数据帧来的端口除外）；②如果数据帧的目的地址是单播地址，但这个地址并不在MAC地址表中，那么也向所有的端口转发（数据帧来的端口除外）；③如果数据帧的目的地址在MAC地址表中，那么就根据地址表转发到相应的端口；④如果数据帧的目的地址指向的端口与接收数据帧的端口是同一个端口，与它就会丢弃这个数据帧，不会发生交换。3.避免环路（(loopavoidance)交换机通过使用生成树协议，避免环路。1.交换机的基本功能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。2.交换机的分类不同品牌的交换机其前后面板的功能布局不尽相同。但是为了便于操作，一般在前面板提供了RJ-45端口、LED指示灯和电源指示灯，一些交换机为了实现与上层设备的远程连接还提供了光纤模块插槽。（1）AUI和BNC端口（2）FDDI端口（3）RJ-45端口（4）光纤端口（5）GBIC模块与插槽（6）SFP模块与插槽（7）10GE模块与插槽（8）交换机的Console端口3交换机的接口（端口）AUI端口专门用于连接粗同轴电缆，是一种D型的15针接口。BNC接口是专门用于与细同轴电缆连接的接口。这两种接口目前很少见。（1）AUI和BNC端口在早期的100Mbps时代，还有一种FDDI（光纤分布式数据接口）网络类型，传输介质是光纤，其接口类型是SC型。目前基本被淘汰。（2）FDDI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、Cat5eUTP（或STP）双绞线连接，目前一些较新的交换机还支持Cat6UTP连接。（3）RJ-45端口交换机的两种RJ-45端口普通端口级联端口（Uplink端口）级联端口是交换机上常见的一种端口，它是为了便于两台交换机之间进行级联的端口。它与其相邻的普通端口使用的是同一通道，因而，如果使用了级联端口，另一个与之相邻的普通端口就不能再使用了。这两个端口称为共享端口，不能同时使用。现在很多交换机都支持端口自动翻转功能，所有端口既可用作级联端口，也可用作普通端口，而且用直通线、交叉线均可连接。这样就没有专门用作级联的端口。低端的交换机一般不具备此端口。光纤端口主要用于与上层设备的连接。光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局域网交换环境，在一些高性能千兆交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。（4）光纤端口注意光纤端口均不支持自适应，不同速率和工作模式（双工、半双工、全双工）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。Console端口是交换机提供的专用管理端口，只要是可管理的交换机都提供此端口。绝大多数交换机的Console端口都采用RJ-45端口，但也有少量采用DB-9串口端口或DB-25串口端口。与计算机的连接方式同路由器与计算机的连接相同。通过专用的Console连接电缆，一端插入交换机的Console端口，另一端与计算机的串口相连。（5）交换机的Console端口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。多台交换机的互连有两种方式：级联(Uplink)堆叠(Stack)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。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。级联可分为以下三种：用普通端口级联用Uplink端口级联光纤端口的级联1．交换机的级联级联的优点和缺点级联的优点；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，通过统一的网管平台，可以实现对全网络设备的统一管理。级联的缺点：即连接层数较多的时候，同时层次之间存在较大的收敛比时，将出现一定的延时，解决方法是提高设备性能或是减少级联的层次。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，将它们作为一个交换机使用和治理，实现高速连接。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。2.交换机的堆叠堆叠的优点：（1）通过堆叠，可以扩展端口密度。（2）方便用户的管理操作。通过堆叠，用户可以将一组交换机作为一个逻辑对象，通过一个IP来管理，减少IP地址的占用并方便管理。（3）扩展上链带宽。如8台S2126G/S2150G交换机堆叠，上链可以有8个千兆端口，8个千兆口形成聚合端口，带宽可以达到8Gbps。堆叠的缺点：堆叠交换机的数目有限制；要求堆叠成员离自己的位置足够近，一般在同一机柜中。堆叠的优点和缺点（1）实现的方式不同级联是通过一根双绞线在任何厂家的交换机之间或集线器之间实现；堆叠技术只能在自家的设备之间，且设备必须具有堆叠功能才可实现。（2）设备数目限制不同交换机级联在理论上没有级联数限制(注意：集线器级联有个数限制且10M和100M的要求不同)，而堆叠设备会标明最大堆叠个数。3.堆叠和级联的区别（3）连接后性能不同级联有上下级关系，多个设备级联会产生级联瓶颈；堆叠是通过交换机的背板连接起来的，是建立在芯片级上的连接，任意两端口之间的延时是相等的。（4）连接后逻辑属性不同堆叠后的数台交换机在逻辑上是一个被管理的设备，可以对所有交换机进行统一的配置与管理。相互级联的交换机在逻辑上是各自独立的，必须依次对每台交换机进行配置和管理。3.堆叠和级联的区别（5）连接距离限制不同一般级联可以增加连接距离，堆叠线缆最长只有几米，一般堆叠的交换机处于同一个机柜中。3.堆叠和级联的区别Trunk的概念“trunk”在网络用语中一般译为：“主干线、中继线、长途线”。在路由/交换网络中，trunk通常被称为“中继（透传）”。在语音级应用的线路中，trunk一般指“主干网络、电话干线”，即两个交换局或交换机之间的连接电路或信道，它为两端设备之间进行转接，作为信令和终端设备数据传输链路。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。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Layer2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。Trunk的概念交换机通过trunk功能，事情就简单了，只需要两台交换机之间有一条互连线，将互连线的两个端口设置为trunk模式，这样就可以使交换机上不同VLAN共享这条线路。trunk不能实现不同VLAN间通信，需要通过三层设备（路由/三层交换机）来实现。Trunk的概念交换端口两种模式：access和trunk。连接终端（如PC）用access模式，设备级连接用trunk模式。把access端口加入到某个VLAN，那么这个端口就只将这个VLAN的数据转发给PC，PC发送的数据通过这个端口后会打上这个VLAN的ID，转发到相同VLAN。Trunk的应用TRUNK功能比较适合于以下方面具体应用：1、TRUNK功能用于与服务器相联，给服务器提供独享的高带宽。2、TRUNK功能用于交换机之间的级联，通过牺牲端口数来给交换机之间的数据交换提供捆绑的高带宽，提高网络速度，突破网络瓶颈，进而大幅提高网络性能。Trunk的应用3、Trunk可以提供负载均衡能力以及系统容错。由于Trunk实时平衡各个交换机端口和服务器接口的流量，一旦某个端口出现故障，它会自动把故障端口从Trunk组中撤消，进而重新分配各个Trunk端口的流量，从而实现系统容错。Trunk的配置Cisco默认的trunk封装协议为dot1q（802.1q）。配置方法：Switch(config)#interfaceFastEthernet1/1Switch(config-if)#switchportmodetrunkSwitch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanvlan-idSwitch(config-if)#exitTrunk的配置Cisco默认的trunk封装协议为dot1q（802.1q）。配置方法：Switch(config)#interfaceFastEthernet1/1Switch(config-if)#switchportmodetrunkSwitch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanvlan-idSwitch(config-if)#exitTrunk的配置在一个TRUNK中，数据总是从一个特定的源点到目的点。在配置TRUNK时，必须遵循下列规则：1：正确选择TRUNK的端口数目，必须是2，4或8.2：必须使用同一组中的端口，在交换机上的端口分成了几个组，TRUNK的所有端口必须来自同一组（见下图1所示）。Trunk的配置3：使用连续的端口；TRUNK上的端口必须连续，如你可以用端口4，5，6和7组合成一个端口汇聚。4：在一组端口只产生一个TRUNK；如对于安奈特的AT－8224XL以太网交换机有3组，假定没有扩展槽。所以该交换机可以支持3个端口聚合。加上扩展槽可以使得该交换机多支持一个端口汇聚。Trunk的配置5：基于端口号维护接线顺序：在接线时最重要的是两头的连接线必须相同。在一端交换机的最低序号的端口必须和对方最低序号的端口相连接，依次连接。举例来说，假定你从OPF-8224E交换机端口聚合到另一台OPF-8288XL交换机，在OPF-8224E上（见下图2所示）你选择了第二组端口12、13、14、15，在OPF-8288XL上（见下图3所示）你选择了第一组端口5、6、7、8，为了保持连接的顺序，你必须把OPF-8224XL上的端口12和OPF-8288XL上的端口5连接，端口1