HUB、交换机的级联与堆叠

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。

沟通机堆叠和级联的差异是啥沟通机堆叠和级联的差异是啥级联是经过集线器的某个端口(例如:uplink)与其它集线器相连的，而堆叠是经过集线器的背板联接起来的。

而堆叠只需在自个厂家的设备之间，且此设备有必要具有堆叠功用才可结束。

级联只需单做一根双绞线(或别的前言)，堆叠需求专用的堆叠模块和堆叠线缆，而这些设备或许需求独自收买.虽然级联和堆叠都可以结束端口数量的拓宽，可是级联后每台集线器或沟通机在逻辑上仍是多个被网管的设备，而堆叠后的数台集线器或沟通机在逻辑上是一个被网管的设备。

堆叠与级联的差异：1对设备恳求纷歧样。

级联可经过一根双绞线在任何网络设备厂家的沟通机之间，或许沟通机与集线器之间结束。

而堆叠只需在自个厂家的设备之间，并且该沟通机有必要具有堆叠功用才可结束。

2对联接介质恳求纷歧样。

级联时只需一根跳线，而堆叠则需求专用的堆叠模块和堆叠线缆，当然堆叠模块是需求别的订货的。

3最大联接数纷歧样。

沟通机间的级联，有理论上没有级联数的绑缚。

可是，叠堆内可包容的沟通机数量，各厂商都会了解地进行绑缚。

4处理办法纷歧样。

堆叠后的数台沟通机在逻辑上是一个被网管的设备，可以对悉数沟通机进行一同的配备与处理。

而彼此级联的沟通机在逻辑上是各自独立的，有必要顺次对其进行配备和处理每台沟通机。

5设备间联接带宽纷歧样。

多台沟通机级联时会发作级联瓶颈，并将致使较大的转发推延。

例如，4台百兆位沟通机经过跳线级联时，彼此之间的联接带宽也是十0Mbps。

当联接至纷歧样沟通机上的核算机之间通讯时，也只能经过这条百兆位联接，然后变成传输的瓶颈。

同是，跟着转发次数的添加，网络推延也将变得很大。

而4台沟通机经过堆叠联接在逐个同，堆叠线缆将能供应高于1Gbps的背板带宽，然后可以结束悉数沟通机之间的高速联接。

虽然级联时沟通机之间可以仰仗链路集聚技能来添加带宽，可是，这是以献身可用端口为价值的。

6网络掩盖计划纷歧样。

沟通机可以经过级联成倍地拓宽网络掩盖计划。

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。

交换机的堆叠与级联基础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，必须要有两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堆叠，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1000Base-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70千米~100千米。

图1 1000Base-T GBIC模块图2 1000Base-SX GBIC模块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。

图3 安装在GBIC插槽中的GBIC模块● 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 Cat alyst 2950/3550的GigaStack GBIC堆叠模块。

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。

堆叠级联级联是通过集线器的某个端口(例如:uplink)与其它集线器相连的，而堆叠是通过集线器的背板连接起来的。

而堆叠只有在自己厂家的设备之间，且此设备必须具有堆叠功能才可实现。

级联只需单做一根双绞线(或其他媒介)，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，而这些设备可能需要单独购买.虽然级联和堆叠都可以实现端口数量的扩充，但是级联后每台集线器或交换机在逻辑上仍是多个被网管的设备，而堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管的设备。

堆叠与级联的区别：1 对设备要求不同。

级联可通过一根双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间，或者交换机与集线器之间完成。

而堆叠只有在自己厂家的设备之间，并且该交换机必须具有堆叠功能才可实现。

2 对连接介质要求不同。

级联时只需一根跳线，而堆叠则需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，当然堆叠模块是需要另外订购的。

3 最大连接数不同。

交换机间的级联，在理论上没有级联数的限制。

但是，叠堆内可容纳的交换机数量，各厂商都会明确地进行限制。

4 管理方式不同。

堆叠后的数台交换机在逻辑上是一个被网管的设备，可以对所有交换机进行统一的配置与管理。

而相互级联的交换机在逻辑上是各自独立的，必须依次对其进行配置和管理每台交换机。

5 设备间连接带宽不同。

多台交换机级联时会产生级联瓶颈，并将导致较大的转发延迟。

例如，4台百兆位交换机通过跳线级联时，彼此之间的连接带宽也是100Mbps。

当连接至不同交换机上的计算机之间通信时，也只能通过这条百兆位连接，从而成为传输的瓶颈。

同是，随着转发次数的增加，网络延迟也将变得很大。

而4台交换机通过堆叠连接在一起时，堆叠线缆将能提供高于1Gbps的背板带宽，从而可以实现所有交换机之间的高速连接。

尽管级联时交换机之间可以借助链路汇聚技术来增加带宽，但是，这是以牺牲可用端口为代价的。

6 网络覆盖范围不同。

交换机可以通过级联成倍地扩展网络覆盖范围。

例如，以双绞线网络为例，一台交换机所覆盖的网络直径为100m，2台交换机级联所覆盖的网络直径就是300m，而3台交换机级联时的直径就可达400m。

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。

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。

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。