級連擴(kuò)展模式是最常規(guī),,最直接的一種擴(kuò)展方式,,一些構(gòu)建較早的get="_blank">網(wǎng)絡(luò),,都使用了集線器(HUB)作為級連的設(shè)備,。因?yàn)楫?dāng)時(shí)集線器已經(jīng)相當(dāng)昂貴了,,多數(shù)企業(yè)不可能選擇交換機(jī)作為級連設(shè)備。那是因?yàn)榇蠖鄶?shù)工作組用戶接入的要求,,一般就是從集線器上一個(gè)端口級連到集線架上,。在這種方式下,接入能力是得到了很大的提高,,但是由于一些干擾和人為因素,,使得整體性能十分低下,只單純地滿足了多端口的需要,,根本無暇考慮轉(zhuǎn)發(fā)交換功能,。
現(xiàn)在的級連擴(kuò)展模式綜合考慮到不同交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)性能和端口屬性,通過一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,可以方便地實(shí)現(xiàn)多用戶接入,。級連模式的典型結(jié)構(gòu)如圖一所示。
級連模式是組建大型LAN最理想的方式,,可以綜合利用各種拓?fù)湓O(shè)計(jì)技術(shù)和冗余技術(shù),,實(shí)現(xiàn)層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如通過雙歸等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冗余,,通過Link Aggregation技術(shù)實(shí)現(xiàn)冗余和Up Link的帶寬擴(kuò)展,,這些技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟,廣泛使用在各種局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中,。
級連模式使用通用的以太網(wǎng)端口進(jìn)行層次間互聯(lián),,如100M FE端口、GE端口以及新興的10GE端口,。
級連模式是組建結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的必然選擇,級連使用通用電纜(光纖),,各個(gè)組件可以放在任意位置,,非常有利于綜合布線。
堆疊技術(shù)擴(kuò)展
堆疊技術(shù)是目前在以太網(wǎng)交換機(jī)上擴(kuò)展端口使用較多的另一類技術(shù),,是一種非標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù),。各個(gè)廠商之間不支持混合堆疊,堆疊模式為各廠商制定,,不支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),。目前流行的堆疊模式主要有兩種:菊花鏈模式和星型模式。堆疊技術(shù)的最大的優(yōu)點(diǎn)就是提供簡化的本地管理,,將一組交換機(jī)作為一個(gè)對象來管理,。
菊花鏈?zhǔn)蕉询B
菊花鏈?zhǔn)蕉询B是一種基于級連結(jié)構(gòu)的堆疊技術(shù),對交換機(jī)硬件上沒有特殊的要求,,通過相對高速的端口串接和軟件的支持,,最終實(shí)現(xiàn)構(gòu)建一個(gè)多交換機(jī)的層疊結(jié)構(gòu),通過環(huán)路,,可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)冗余,。但是,就交換效率來說,,同級連模式處于同一層次,。菊花鏈?zhǔn)蕉询B通常有使用一個(gè)高速端口和兩個(gè)高速端口的模式,兩者的結(jié)構(gòu)見圖二所示,。使用一個(gè)高速端口(GE)的模式下,,在同一個(gè)端口收發(fā)分別上行和下行,最終形成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu),,任何兩臺(tái)成員交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換都需繞環(huán)一周,,經(jīng)過所有交換機(jī)的交換端口,效率較低,,尤其是在堆疊層數(shù)較多時(shí),,堆疊端口會(huì)成為嚴(yán)重的系統(tǒng)瓶頸。使用兩個(gè)高速端口實(shí)施菊花鏈?zhǔn)蕉询B,,由于占用更多的高速端口,,可以選擇實(shí)現(xiàn)環(huán)形的冗余,。菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式與級連模式相比,不存在拓?fù)涔芾?,一般不能進(jìn)行分布式布置,,適用于高密度端口需求的單節(jié)點(diǎn)機(jī)構(gòu),可以使用在網(wǎng)絡(luò)的邊緣,。
星型堆疊技術(shù)使所有的堆疊組成員交換機(jī)到達(dá)堆疊中心Matrix的級數(shù)縮小到一級,,任何兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)發(fā)需要且只需要經(jīng)過三次交換,轉(zhuǎn)發(fā)效率與一級級連模式的邊緣節(jié)點(diǎn)通信結(jié)構(gòu)相同,,因此,,與菊花鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)相比,它可以顯著地提高堆疊成員之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)速率,,同時(shí),,提供統(tǒng)一的管理模式,一組交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)管理中,,可以作為單一的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn),。
星型堆疊模式適用于要求高效率高密度端口的單節(jié)點(diǎn)LAN,星型堆疊模式克服了菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式多層次轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的高時(shí)延影響,,但需要提供高帶寬Matrix,,成本較高,,而且Matrix接口一般不具有通用性,無論是堆疊中心還是成員交換機(jī)的堆疊端口都不能用來連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,。使用高可靠,、高性能的Matrix芯片是星型堆疊的關(guān)鍵。一般的堆疊電纜帶寬都在2G-2.5G之間(雙向),,比通用GE略高,。高出的部分通常只用于成員管理,所以有效數(shù)據(jù)帶寬基本與GE類似,。但由于涉及到專用總線技術(shù),,電纜長度一般不能超過2m,所以,,星型堆疊模式下,,所有的交換機(jī)需要局限在一個(gè)機(jī)架之內(nèi)。
可見,,傳統(tǒng)的堆疊技術(shù)是一種集中管理的端口擴(kuò)展技術(shù),,不能提供拓?fù)涔芾恚瑳]有國際標(biāo)準(zhǔn),,且兼容性較差,。但是,在需要大量端口的單節(jié)點(diǎn)LAN,,星型堆疊可以提供比較優(yōu)秀的轉(zhuǎn)發(fā)性能和方便的管理特性,。級連是組建網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),可以靈活利用各種拓?fù)?、冗余技術(shù),,在層次太多的時(shí)候,需要進(jìn)行精心的設(shè)計(jì),。對于級連層次很少的網(wǎng)絡(luò),,級連方式可以提供最優(yōu)性能。例如,,在需要擴(kuò)展為兩倍端口的網(wǎng)點(diǎn),,使用星型堆疊邊緣之間需要交換三次,級連模式和菊花鏈?zhǔn)蕉询B需要交換兩次,,星型堆疊模式需要更大的投資,,菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式需要占用更多的高速端口,普通級連成為最經(jīng)濟(jì)和高效的組建方式,。另外,,還可以利用從前已有的交換設(shè)備,不需重復(fù)投資,,但是,,這兩臺(tái)設(shè)備需單獨(dú)管理(見圖五),。
S系列以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品、Cisco系列以太網(wǎng)交換產(chǎn)品均提供集群管理模式,。Quidway S系列以太網(wǎng)交換機(jī)采用華為統(tǒng)一的VRP操作系統(tǒng)和統(tǒng)一的iManager網(wǎng)管系統(tǒng),。該網(wǎng)管系統(tǒng)支持中文界面,采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和開放技術(shù),,全面兼容主流網(wǎng)管平臺(tái),。Quidway S系列以太網(wǎng)交換機(jī)在華為二層交換全線速、三層交換全線速,、業(yè)務(wù)交換全線速和QoS服務(wù)全線速“四個(gè)全線速”的設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下,充分利用產(chǎn)品開發(fā)的后發(fā)優(yōu)勢,,在產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì),、擴(kuò)展能力以及提供豐富的業(yè)務(wù)特性方面滿足寬帶城域網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求,能為客戶提供更加高效,、安全,、易于擴(kuò)展的客戶化解決方案。
以華為公司產(chǎn)品(HGMP)為例,,通過集群管理模式的支持,,可以在使用Quidway系列交換機(jī)通過通用級連模式構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)集中的配置和管理,一個(gè)LAN可以加入成為一個(gè)組,,對于網(wǎng)管系統(tǒng),,一個(gè)組可以表現(xiàn)為同一臺(tái)設(shè)備,使用一個(gè)IP地址進(jìn)行管理,,相當(dāng)于甚至優(yōu)于從前堆疊組的管理效果,。然而作為通用性的集中表現(xiàn),組成員交換機(jī)在組內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)拓?fù)湓O(shè)計(jì)以及成員的分布式放置,,而且堆疊端口可以任選設(shè)備支持的通用端口或者使用端口的匯聚,,使得用戶可以獲得靈活控制交換網(wǎng)絡(luò)堆疊帶寬的能力,從而達(dá)到更高的靈活性要求,。
對于不同的環(huán)境,,選用不同的端口擴(kuò)展模式的效果是不一致的。在當(dāng)前情況下,,普通的級連模式還是解決層次化網(wǎng)絡(luò)的主要的應(yīng)用手段,,星型堆疊模式是提供單節(jié)點(diǎn)端口擴(kuò)展的簡單管理模式,,而通過集群管理實(shí)現(xiàn)的分布式堆疊將是下一代堆疊的主要方式。