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交換機堆疊技術分類總結

時間:2015-06-28 00:00:00 來源:IT貓撲網(wǎng) 作者:網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評論(13)

交換機堆疊技術分為了許多子類,其中包括星型堆疊、菊花鏈式堆疊,傳統(tǒng)的交換機堆疊技術應用往往受到了許多地理位置的限制,往往需要放置在同一個機架中才可以進行實現(xiàn)。

堆疊技術是目前在以太網(wǎng)交換機上擴展端口使用較多的另一類技術,是一種非標準化技術。各個廠商之間不支持混合堆疊,堆疊模式為各廠商制定,不支持拓撲結構。目前流行的堆疊模式主要有兩種:菊花鏈模式和星型模式。堆疊技術的最大的優(yōu)點就是提供簡化的本地管理,將一組交換機作為一個對象來管理。

菊花鏈式堆疊是一種基于級連結構的堆疊技術,對交換機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,最終實現(xiàn)構建一個多交換機的層疊結構,通過環(huán)路,可以在一定程度上實現(xiàn)冗余。

但是,就交換效率來說,同級連模式處于同一層次。菊花鏈式堆疊通常有使用一個高速端口和兩個高速端口的模式,兩者的結構見圖二所示。使用一個高速端口(GE)的模式下,在同一個端口收發(fā)分別上行和下行,最終形成一個環(huán)形結構,任何兩臺成員交換機之間的數(shù)據(jù)交換都需繞環(huán)一周,經(jīng)過所有交換機的交換端口。

效率較低,尤其是在堆疊層數(shù)較多時,堆疊端口會成為嚴重的系統(tǒng)瓶頸。使用兩個高速端口實施菊花鏈式堆疊,由于占用更多的高速端口,可以選擇實現(xiàn)環(huán)形的冗余。菊花鏈式堆疊模式與級連模式相比,不存在拓撲管理,一般不能進行分布式布置,適用于高密度端口需求的單節(jié)點機構,可以使用在網(wǎng)絡的邊緣。

菊花鏈式結構由于需要排除環(huán)路所帶來的廣播風暴,在正常情況下,任何時刻,環(huán)路中的某一從交換機到達主交換機只能通過一個高速端口進行(即一個高速端口不能分擔本交換機的上行數(shù)據(jù)壓力),需要通過所有上游交換機來進行交換。

菊花鏈式堆疊是一類簡化的堆疊技術,主要是一種提供集中管理的擴展端口技術,對于多交換機之間的轉發(fā)效率并沒有提升(單端口方式下效率將遠低于級連模式),需要硬件提供更多的高速端口,同時軟件實現(xiàn)UP LINK的冗余。菊花鏈式堆疊的層數(shù)一般不應超過四層,要求所有的堆疊組成員擺放的位置足夠近(一般在同一個機架之上)。

星型堆疊技術是一種高級堆疊技術,對交換機而言,需要提供一個獨立的或者集成的高速交換中心(堆疊中心),所有的堆疊主機通過專用的(也可以是通用的高速端口)高速堆疊端口上行到統(tǒng)一的堆疊中心,堆疊中心一般是一個基于專用ASIC的硬件交換單元,根據(jù)其交換容量,帶寬一般在10-32G之間,其ASIC交換容量限制了堆疊的層數(shù)。

星型堆疊技術使所有的堆疊組成員交換機到達堆疊中心Matrix的級數(shù)縮小到一級,任何兩個端節(jié)點之間的轉發(fā)需要且只需要經(jīng)過三次交換,轉發(fā)效率與一級級連模式的邊緣節(jié)點通信結構相同,因此,與菊花鏈式結構相比,它可以顯著地提高堆疊成員之間數(shù)據(jù)的轉發(fā)速率,同時,提供統(tǒng)一的管理模式,一組交換機在網(wǎng)絡管理中,可以作為單一的節(jié)點出現(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LAN,星型堆疊模式克服了菊花鏈式堆疊模式多層次轉發(fā)時的高時延影響,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的堆疊端口都不能用來連接其他網(wǎng)絡設備。

使用高可靠、高性能的Matrix芯片是星型堆疊的關鍵。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,電纜長度一般不能超過2m,所以,星型堆疊模式下,所有的交換機需要局限在一個機架之內(nèi)。

可見,傳統(tǒng)的堆疊技術是一種集中管理的端口擴展技術,不能提供拓撲管理,沒有國際標準,且兼容性較差。但是,在需要大量端口的單節(jié)點LAN,星型堆疊可以提供比較優(yōu)秀的轉發(fā)性能和方便的管理特性。

級連是組建網(wǎng)絡的基礎,可以靈活利用各種拓撲、冗余技術,在層次太多的時候,需要進行精心的設計。對于級連層次很少的網(wǎng)絡,級連方式可以提供最優(yōu)性能。例如,在需要擴展為兩倍端口的網(wǎng)點。

使用星型堆疊邊緣之間需要交換三次,級連模式和菊花鏈式堆疊需要交換兩次,星型堆疊模式需要更大的投資,菊花鏈式堆疊模式需要占用更多的高速端口,普通級連成為最經(jīng)濟和高效的組建方式。另外,還可以利用從前已有的交換設備,不需重復投資,但是,這兩臺設備需單獨管理。

關鍵詞標簽:交換機堆疊技術

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