思科認證：剖析交換機級聯和堆疊叢集的詳細技術

新一批的考生已經開始備戰2016年思科認證考試。為了幫助廣大考試新手們更加順利地複習備考，小編整理了思科認證複習備考資料，希望能夠對大家有所幫助。

剖析交換機級聯和堆疊叢集的詳細技術，在多交換機的區域網環境中，交換機級聯、堆疊和叢集是3種重要的技術，是大家相當關注的，相信你也會成為一個行家的。

最簡單的區域網(LAN)通常由一臺集線器(或交換機)和若干臺微機組成。隨著計算機數量的增加、網路規模的擴大，在越來越多的區域網環境中，交換機取代了集線器，多臺交換機互連取代了單臺交換機。

在多交換機的區域網環境中，交換機級聯、堆疊和叢集是3種重要的技術。交換機級聯技術可以實現多臺交換機之間的互連;堆疊技術可以將多臺交換機組成一個單元，從而提高更大的埠密度和更高的效能;

叢集技術可以將相互連線的多臺交換機作為一個邏輯裝置進行管理，從而大大降低了網路管理成本，簡化管理操作。考慮到區域網的發展現狀，因此本文提到的區域網，如無特別指出均指10BaseT、100BaseT(F)、1000BaseT(F)的交換式乙太網。

　　一、交換機級聯

級聯可以定義為兩臺或兩臺以上的交換機通過一定的方式相互連線。根據需要，多臺交換機可以以多種方式進行級聯。在較大的區域網例如園區網(校園網)中，多臺交換機按照效能和用途一般形成匯流排型、樹型或星型的級聯結構。

都會網路是交換機級聯的極好例子。目前各地電信部門已經建成了許多市地級的寬頻IP都會網路。這些寬頻都會網路自上向下一般分為3個層次：核心層、匯聚層、接入層。核心層一般採用千兆乙太網技術，匯聚層採用1000M/100M乙太網技術，接入層採用100M/10M乙太網技術，所謂"千兆到大樓，百兆到樓層，十兆到桌面".

這種結構的寬頻都會網路實際上就是由各層次的許多臺交換機級聯而成的。核心交換機(或路由器)下連若干臺匯聚交換機，匯聚交換機下聯若干臺小區中心交換機，小區中心交換機下連若干臺樓宇交換機，樓宇交換機下連若干臺樓層(或單元)交換機(或集線器)。

交換機間一般是通過普通使用者埠進行級聯，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MDI標準，而級聯埠(或稱上行口)符合MDIX標準。

由此導致了兩種方式下接線方式度不同：當兩臺交換機都通過普通埠級聯時，埠間電纜採用直通電纜(Straight Throurh Cable);若且唯若中一臺通過級聯埠時，採用交叉電纜(Crossover 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定為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，可以自動區分網線型別，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進行級聯，但也不排除一些特殊情況下兩臺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。

成功實現級聯的最更本原則就是任意兩站點之間的距離不能超過媒體段的最大跨度。多臺交換機級聯時，應保證它們都支援生成樹(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，應該盡力保證交換機間中繼鏈路具有足夠的頻寬，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後，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、距離較遠的多臺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。即兩臺裝置之間通過兩個以上的同種型別的埠並進行連線，同時傳輸資料，以便提供更高的頻寬、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線，還可以為交換機和伺服器之間的連線提供高速通道。需要注意的是，並非所有型別的交換機都支援這兩種技術。

　　二、堆疊

堆疊是指將一臺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。多臺交換機經過堆疊形成一個堆疊單元。可堆疊的交換機效能指標中有一個"最大可堆疊數"的引數，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絡。堆疊可以看作是級聯的一種特殊形式。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臺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組和堆疊電纜。

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線，堆疊則是將整個堆疊單元作為一臺交換機來使用，這不但意味著埠密度的增加，而且意味著系統頻寬的加寬。

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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組和堆疊電纜。

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，虛擬堆疊的多臺交換機在網路中已經可以作為一個邏輯裝置進行管理，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：採用專用堆疊模組和堆疊匯流排進行堆疊，不佔用網路埠;多臺交換機堆疊後，具有足夠的系統頻寬，從而保證堆疊後每個埠仍能達到線速交換;多臺交換機堆疊後，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型別而非真正堆疊型別。很顯然，真正意義上的堆疊比虛擬堆疊在效能上要高出許多，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;