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交換機(jī)集群技術(shù)

云知道


最簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)(LAN)通常由一臺(tái)集線器(或交換機(jī))和若干臺(tái)微機(jī)組成 。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)量的增加、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，在越來(lái)越多的局域網(wǎng)環(huán)境中，交換機(jī)取代了集線器，多臺(tái)交換機(jī)互連取代了單臺(tái)交換機(jī) 。
在多交換機(jī)的局域網(wǎng)環(huán)境中，交換機(jī)的級(jí)聯(lián)、堆疊和集群是3種重要的技術(shù) 。級(jí)聯(lián)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)交換機(jī)之間的互連；堆疊技術(shù)可以將多臺(tái)交換機(jī)組成一個(gè)單元，從而提高更大的端口密度和更高的性能；集群技術(shù)可以將相互連接的多臺(tái)交換機(jī)作為一個(gè)邏輯設(shè)備進(jìn)行治理，從而大大降低了網(wǎng)絡(luò)治理成本，簡(jiǎn)化治理操作 。
考慮到局域網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，因此本文提高的局域網(wǎng)，如無(wú)非凡指出均指10BaseT、100BaseT(F)、1000BaseT(F)的交換式以太網(wǎng) 。
一、級(jí)聯(lián)
級(jí)聯(lián)可以定義為兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的交換機(jī)通過(guò)一定的方式相互連接 。根據(jù)需要，多臺(tái)交換機(jī)可以以多種方式進(jìn)行級(jí)聯(lián) 。在較大的局域網(wǎng)例如園區(qū)網(wǎng)(校園網(wǎng))中，多臺(tái)交換機(jī)按照性能和用途一般形成總線型、樹型或星型的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu) 。
城域網(wǎng)是交換機(jī)級(jí)聯(lián)的極好例子 。目前各地電信部門已經(jīng)建成了許多市地級(jí)的寬帶IP城域網(wǎng) 。這些寬帶城域網(wǎng)自上向下一般分為3個(gè)層次：核心層、匯聚層、接入層 。核心層一般采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，匯聚層采用1000M/100M以太網(wǎng)技術(shù)，接入層采用100M/10M以太網(wǎng)技術(shù)，所謂"千兆到大樓，百兆到樓層，十兆到桌面" 。
這種結(jié)構(gòu)的寬帶城域網(wǎng)實(shí)際上就是由各層次的許多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)而成的 。核心交換機(jī)(或路由器)下連若干臺(tái)匯聚交換機(jī)，匯聚交換機(jī)下聯(lián)若干臺(tái)小區(qū)中心交換機(jī)，小區(qū)中心交換機(jī)下連若干臺(tái)樓宇交換機(jī)，樓宇交換機(jī)下連若干臺(tái)樓層(或單元)交換機(jī)(或集線器) 。
交換機(jī)間一般是通過(guò)普通用戶端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)，有些交換機(jī)則提供了專門的級(jí)聯(lián)端口(Uplink Port) 。這兩種端口的區(qū)別僅僅在于普通端口符合MDI標(biāo)準(zhǔn)，而級(jí)聯(lián)端口(或稱上行口)符合MDIX標(biāo)準(zhǔn) 。由此導(dǎo)致了兩種方式下接線方式度不同：當(dāng)兩臺(tái)交換機(jī)都通過(guò)普通端口級(jí)聯(lián)時(shí)，端口間電纜采用直通電纜(Straight Throurh Cable)；當(dāng)且僅當(dāng)中一臺(tái)通過(guò)級(jí)聯(lián)端口時(shí)，采用交叉電纜(Crossover Cable) 。
為了方便進(jìn)行級(jí)聯(lián)，某些交換機(jī)上提供一個(gè)兩用端口，可以通過(guò)開關(guān)或治理軟件將其設(shè)置為MDI或MDIX方式 。更進(jìn)一步，某些交換機(jī)上全部或部分端口具有MDI/MDIX自校準(zhǔn)功能，可以自動(dòng)區(qū)分網(wǎng)線類型，進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)更加方便 。
用交換機(jī)進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)要注重以下幾個(gè)問(wèn)題 。原則上任何廠家、任何型號(hào)的以太網(wǎng)交換機(jī)均可進(jìn)行級(jí)聯(lián)，但也不排除一些非凡情況下兩臺(tái)交換機(jī)無(wú)法進(jìn)行級(jí)聯(lián) 。交換機(jī)間級(jí)聯(lián)的層數(shù)是有一定限度的 。成功實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)的最更本原則就是任意兩站點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)媒體段的最大跨度 。多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)保證它們都支持生成樹(Spanning-Tree）協(xié)議，既要防止網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路，又要答應(yīng)冗余鏈路存在 。
進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)該盡力保證交換機(jī)間中繼鏈路具有足夠的帶寬，為此可采用全雙工技術(shù)和鏈路匯聚技術(shù) 。交換機(jī)端口采用全雙工技術(shù)后，不但相應(yīng)端口的吞吐量加倍，而且交換機(jī)間中繼距離大大增加，使得異地分布、距離較遠(yuǎn)的多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)成為可能 。鏈路匯聚也叫端口匯聚、端口捆綁、鏈路擴(kuò)容組合，由IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)定義 。即兩臺(tái)設(shè)備之間通過(guò)兩個(gè)以上的同種類型的端口并進(jìn)行連接，同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以便提供更高的帶寬、更好的冗余度以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡 。鏈路匯聚技術(shù)不但可以提供交換機(jī)間的高速連接，還可以為交換機(jī)和服務(wù)器之間的連接提供高速通道 。需要注重的是，并非所有類型的交換機(jī)都支持這兩種技術(shù) 。

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