交換機(jī)的級(jí)連與堆疊

星型堆疊技術(shù)是一種高級(jí)堆疊技術(shù)，對(duì)交換機(jī)而言，需要提供一個(gè)獨(dú)立的或者集成的高速交換中心（堆疊中心），所有的堆疊主機(jī)通過(guò)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(gè)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)（見(jiàn)圖四）。

星型堆疊

星型堆疊技術(shù)使所有的堆疊組成員交換機(jī)到達(dá)堆疊中心Matrix的級(jí)數(shù)縮小到一級(jí)，任何兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)發(fā)需要且只需要經(jīng)過(guò)三次交換，轉(zhuǎn)發(fā)效率與一級(jí)級(jí)連模式的邊緣節(jié)點(diǎn)通信結(jié)構(gòu)相同，因此，與菊花鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)相比，它可以顯著地提高堆疊成員之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)速率，同時(shí)，提供統(tǒng)一的管理模式，一組交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)管理中，可以作為單一的節(jié)點(diǎn)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(diǎn)LAN，星型堆疊模式克服了菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式多層次轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的高時(shí)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(wú)論是堆疊中心還是成員交換機(jī)的堆疊端口都不能用來(lái)連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。使用高可靠、高性能的Matrix芯片是星型堆疊的關(guān)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(shù)，電纜長(zhǎng)度一般不能超過(guò)2m，所以，星型堆疊模式下，所有的交換機(jī)需要局限在一個(gè)機(jī)架之內(nèi)。

可見(jiàn)，傳統(tǒng)的堆疊技術(shù)是一種集中管理的端口擴(kuò)展技術(shù)，不能提供拓?fù)涔芾?，沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，且兼容性較差。但是，在需要大量端口的單節(jié)點(diǎn)LAN，星型堆疊可以提供比較優(yōu)秀的轉(zhuǎn)發(fā)性能和方便的管理特性。級(jí)連是組建網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，可以靈活利用各種拓?fù)?、冗余技術(shù)，在層次太多的時(shí)候，需要進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)。對(duì)于級(jí)連層次很少的網(wǎng)絡(luò)，級(jí)連方式可以提供最優(yōu)性能。例如，在需要擴(kuò)展為兩倍端口的網(wǎng)點(diǎn)，使用星型堆疊邊緣之間需要交換三次，級(jí)連模式和菊花鏈?zhǔn)蕉询B需要交換兩次，星型堆疊模式需要更大的投資，菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式需要占用更多的高速端口，普通級(jí)連成為最經(jīng)濟(jì)和高效的組建方式。另外，還可以利用從前已有的交換設(shè)備，不需重復(fù)投資，但是，這兩臺(tái)設(shè)備需單獨(dú)管理（見(jiàn)圖五）。

傳統(tǒng)的堆疊技術(shù)應(yīng)用往往受限于地理位置的限制，往往需要放置在同一個(gè)機(jī)架，在高密度端口應(yīng)用時(shí)，會(huì)給布線帶來(lái)困難。所以各大廠商紛紛積極尋求支持分布式堆疊技術(shù)。目前，華為公司Quidway S系列以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品、Cisco系列以太網(wǎng)交換產(chǎn)品均提供集群管理模式。Quidway S系列以太網(wǎng)交換機(jī)采用華為統(tǒng)一的ＶＲＰ操作系統(tǒng)和統(tǒng)一的iManager網(wǎng)管系統(tǒng)。該網(wǎng)管系統(tǒng)支持中文界面，采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和開(kāi)放技術(shù)，全面兼容主流網(wǎng)管平臺(tái)。Quidway S系列以太網(wǎng)交換機(jī)在華為二層交換全線速、三層交換全線速、業(yè)務(wù)交換全線速和QoS服務(wù)全線速“四個(gè)全線速”的設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下，充分利用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、擴(kuò)展能力以及提供豐富的業(yè)務(wù)特性方面滿足寬帶城域網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求，能為客戶提供更加高效、安全、易于擴(kuò)展的客戶化解決方案。

以華為公司產(chǎn)品（HGMP）為例，通過(guò)集群管理模式的支持，可以在使用Quidway系列交換機(jī)通過(guò)通用級(jí)連模式構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)集中的配置和管理，一個(gè)LAN可以加入成為一個(gè)組，對(duì)于網(wǎng)管系統(tǒng)，一個(gè)組可以表現(xiàn)為同一臺(tái)設(shè)備，使用一個(gè)IP地址進(jìn)行管理，相當(dāng)于甚至優(yōu)于從前堆疊組的管理效果。然而作為通用性的集中表現(xiàn)，組成員交換機(jī)在組內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)拓?fù)湓O(shè)計(jì)以及成員的分布式放置，而且堆疊端口可以任選設(shè)備支持的通用端口或者使用端口的匯聚，使得用戶可以獲得靈活控制交換網(wǎng)絡(luò)堆疊帶寬的能力，從而達(dá)到更高的靈活性要求。

對(duì)于不同的環(huán)境，選用不同的端口擴(kuò)展模式的效果是不一致的。在當(dāng)前情況下，普通的級(jí)連模式還是解決層次化網(wǎng)絡(luò)的主要的應(yīng)用手段，星型堆疊模式是提供單節(jié)點(diǎn)端口擴(kuò)展的簡(jiǎn)單管理模式，而通過(guò)集群管理實(shí)現(xiàn)的分布式堆疊將是下一代堆疊的主要方式。