堆叠模式
1、菊花链堆叠模式
菊花链堆叠模式是利用专用的堆叠电缆,将多台交换机以环路方式串接起来,组建成一个交换机堆叠组。菊花链堆叠模式中的冗余电缆只是冗余备份作用,也可以不连接。采用菊花链堆叠模式,从主交换机到最后一台从交换机之间,数据包要历经中间所有交换机,传输效率较低,因此堆叠层数不宜太多。菊花链堆叠模式虽然保证了每个交换机端口的带宽,但是并没有使多交换机之间数据的转发效率得到提升,而且堆叠电缆往往距离较短,因此采用菊花链堆叠模式时,主要适用于有大量计算机的机房。
2、星形堆叠模式
星形堆叠要求主交换机有足够的背板带宽,并且有多个堆叠模块,然后使用高速堆叠电缆将交换机的内部总线连接成为一条高速链路。星形堆叠的优点是传输速度要远远超过交换机的级联模式,而且可以显著地提高堆叠交换机之间数据的转发速率。一个堆叠的若干台交换机可以视为一台交换机进行管理,只需赋予1个IP地址,即可通过该IP地址对所有的交换机进行管理,从而大大减少了管理的难度。
原理
1、堆叠的建立
两台交换机启动时,通过相互竞争,其中一台成为堆叠主机,另一台成为堆叠备机。竞争的规则如下:
第一,系统的运行状态:已启动并正常运行的交换机优先级高于正在启动的交换机,前者成为CSS主机。
第二,堆叠的优先级:如果运行状态相同,则优先级高的交换机成为CSS主机。
第三,MAC地址大小:如果运行状态和堆叠优先级均相同,则MAC地址小的交换机成为CSS主机。
当2台交换机选出主、备机后,CSS主机的主用主控板就成为堆叠系统的主板,CSS备机的主用主控板则成为堆叠系统的备板。在系统主板和备板之间进行HA备份处理,CSS主机和备机的备用主控板将成为堆叠的候选系统备板。
堆叠建立后,可以通过接口板上的业务端口、系统主板上的串口或网管口登陆CSS系统,进行业务配置和系统管理。CSS提供四维的接口视图(框/槽/卡/端口),支持对两台设备中的所有端口进行业务相关配置、操作。以框/槽为单位对两台设备中的所有单板进行管理,如查询单板信息、对单板进行复位等操作。在CSS环境下,业务流量转发同单框环境下的区别:跨设备的转发需要经过交换网两次。对于报文内容的处理没有区别,都需要进行一次上、下行处理。对外呈现为一台设备。
3、堆叠的分裂处理
堆叠建立后,堆叠主机和备机定时发送心跳报文以维持堆叠状态。当2台设备心跳超时后,为了避免CSS线缆、CSS卡和主控板等
硬件故障导致2台交换机间没有可用的CSS链路,以至失去通信,CSS系统将再分裂成2台独立交换机。堆叠分裂后,下述情况将引发整个网络出现故障:2台设备均运行正常,且以完全相同的全局配置运行,即以同样的IP和MAC地址与网络中的其他设备通信。因此,CSS分裂后需检测系统是否有2个以相同配置运行的设备(是否存在双主机),并进行相应处理,使整个网络得以正常运行,提升堆叠系统的可用性。
级联和堆叠
级联
由于交换机端口有限,所以平常会采用级联的方式来增加端口密度。平常连接时,用
交叉双绞线把某两个普通端U连起来就可以了。级联后,交换机之间的数据交换链路带宽就是级联端U的带宽。
级联扩展模式是最常规,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)作为级联的设备。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联设备。那是因为大多数工作组用户接人的要求,一般就是从集线器上一个端口级联到集线架上。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。级联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人。
在级联模式下,为了保证网络的效率,一般建议层数不要超过网层。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
交换机级联所产生的影响。
区别
级联与堆叠的联系与区别:
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和家的交换机之间,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。