交換機級聯

考慮區域網展狀，提區域網，指均指 10BaseT、 100BaseT(F)、1000BaseT(F)的交換式乙太網。

級聯義台台交換式互連，根據需，台交換式級聯。較區域網例園區網(校園網)，台交換按照途般形線型、樹型星型級聯構。

城域網交換級聯極例，各建級市寬城域網。寬城域網般層：核層、匯聚層、層。核層般采千兆網技術，匯聚層采 1000M/100M乙太網技術，接入層採用 100M/10M乙太網技術，所謂"40G到大樓，萬兆到樓層，千兆到桌面"。

這種結構的寬頻城域網實際上就是由各層次的許多台交換機級聯而成的。核心交換機(或路由器)下連若干台匯聚交換機，匯聚交換機下聯若干台小區中心交換機，小區中心交換機下連若干台樓宇交換機，樓宇交換機下連若干台樓層(或單元)交換機(或集線器)。

交換機間一般是通過普通用戶埠進行級聯，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MDIX標準，而級聯埠(或稱上行口)符合MDI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，埠間電纜採用交叉電纜( Crossover Cable)；當且僅當其中一台通過級聯埠時，採用直通電纜( Straight Through Cable)。

為了方便進行級聯，某些交換機上提供一個兩用埠，可以通過開關或管理軟體將其設置為 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，可以自動區分網線類型，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相互進行級聯，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，就是任意兩節點之間的距離不能超過媒體段的最大跨度。多台交換機級聯時，應保證它們都支持生成樹( 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，應該儘力保證交換機間中繼鏈路具有足夠的帶寬，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后，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，使得異地分佈、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、埠捆綁、鏈路擴容組合，由 IEEE802.3ad標準定義。即兩台設備之間通過兩個以上的同種類型的埠并行連接，同時傳輸數據，以便提供更高的帶寬、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接，還可以為交換機和伺服器之間的連接提供高速通道。需要注意的是，並非所有類型的交換機都支持這兩種技術。

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儘可能多的埠。多台交換機經過堆疊形成一個堆疊單元。可堆疊的交換機性能指標中有一個"最大可堆疊數"的參數，它是指一個堆疊單元中所能堆疊的最大交換機數，代表一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繫。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(在媒體許可範圍內)，而一個堆疊單元內的多台交換機之間的距離非常近，一般不超過幾米；級聯一般採用普通埠，而堆疊一般採用專用的堆疊模塊和堆疊電纜。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類型交換機(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接，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，而且意味著系統帶寬的加寬。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塊和堆疊電纜，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一個邏輯設備進行管理，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：採用專用堆疊模塊和堆疊匯流排進行堆疊，不佔用網路埠；多台交換機堆疊后，具有足夠的系統帶寬，從而保證堆疊后每個埠仍能達到線速交換；多台交換機堆疊后，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類型而非真正堆疊類型。很顯然，真正意義上的堆疊比虛擬堆疊在性能上要高出許多，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，有利於保護用戶投資。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，使得堆疊不再局限於一個機櫃之內。

堆疊可以大大提高交換機埠密度和性能。堆疊單元具有足以匹敵大型機架式交換機的埠密度和性能，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的交換機，它有多個插槽，埠密度大，支持多種網路類型，擴展性較好，處理能力強，但價格昂貴。

所謂集群，就是將多台互相連接(級聯或堆疊)的交換機作為一台邏輯設備進行管理。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，它可以管理若干台其他交換機。在網路中，這些交換機只需要佔用一個IP地址(僅命令交換機需要)，節約了寶貴的IP地址。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。

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局限性。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。如 CISCO3500XL 系列就只能與1900、 2800 、2900XL系列實現集群。

交換機的級聯、堆疊、集群這3種技術既有區別又有聯繫。級聯和堆疊是實現集群的前提，集群是級聯和堆疊的目的；級聯和堆疊是基於硬體實現的；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)。隨著區域網和城域網的發展，上述三種技術必將得到越來越廣泛的應用。