堆叠以太网交换机购买指南

随着宽带应用的普及以及企业信息应用需求的增长，以太网交换机需要支持更高的带宽。交换机可以利用堆叠的方式实现容量的扩展，使网络的整体速度提高，以满足大吞吐量数据交换和各种智能应用的需要。

随着网络应用的深入，以太网局域网建设迅速普及，如何规划一个经济、实用的局域网成为了重要的议题。由此交换机端口的接入、升级、扩展等成为整个网络规划的重要组成部分。

目前主要的端口扩展方式为级联和堆叠。级联方式满足了多端口的需要，但整体性能不高。现在的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入。堆叠技术是目前使用较多的一种端口扩展技术，目前流行的堆叠模式主要有两种：菊花链模式和星型模式。堆叠技术的最大优点就是提供简化的本地管理，将一组交换机作为一个对象来管理。在购买堆叠交换机之前，要分清菊花链模式和星型模式的优缺点和适用场所是非常有必要的。

菊花链模式

菊花链模式是简化的级联模式，主要的优点是提供集中管理的扩展端口，对于多交换机之间的转发效率并没有提升，主要是因为菊花链模式是采用高速端口和软件来实现的。菊花链模式使用堆叠电缆将几台交换机以环路的方式组建成一个堆叠组（如图一所示）。但是最后一根从上到下的堆叠电缆只是冗余备份作用，从第一台交换机到最后一台交换机数据包还是要历经中间所有交换机。其效率较低，尤其是在堆叠层数较多时，堆叠端口会成为严重的系统瓶颈，所以建议堆叠层数不要太多。

星型模式

星型堆叠技术使所有的堆叠组成员交换机到达堆叠中心Matrix的级数缩小到一级，任何两个端节点之间的转发需要且只需要经过三次交换，转发效率与一级级联模式的边缘节点通信结构相同，因此，与菊花链式结构相比，它可以显著地提高堆叠成员之间数据的转发速率（如图二所示）。同时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。

所以对于主控堆叠交换机软硬件要求非常高，通常主交换机的背板一般在10～32G之间，一般的堆叠电缆带宽都在2G～2.5G之间。星型堆叠模式克服了菊花链式堆叠模式多层次转发时的时延影响，但成本较高。而且整个堆叠组的核心将集中在主交换机上，冗余性不够，可靠性会有所不足。

堆叠交换机选购要点

可堆叠交换机具有迅速部署、可伸缩性以及易于管理等优点，目前得到了广泛的应用。但是，完全根据每个用户端口的价格来评估一台可堆叠交换机并不能反映所有情况。事实上，如果厂商根据不符合实际条件的配置来计算每端口价格或做出其他断言的话，可能会误导用户。选购堆叠以太网交换机有以下几个要点需要考虑。

可伸缩性

更全面评估可堆叠交换机的途径是增加对可伸缩性和可管理性能的评估。在谈到可伸缩性时，许多厂商列举了用户端口的数量来支持他们对高可靠性的保证，这是不够的，还要考虑这种配置有没有上行链路，还需确定交换机出现阻塞或饱和的位置。

在谈到可伸缩性时，有三点需要考虑。内部可伸缩性：堆叠设备之间的互联将可伸缩性限制到什么程度; 带宽扩展：有多少端口可以在交换机过载前达到100Mbps；外部可伸缩性：交换机上行链路将向网络其他部分传送的数据流限制到什么程度。

许多第3层可堆叠交换机不支持差别服务、服务类型或多协议标记交换，因而这类可堆叠交换机需要外部路由器或额外的第3层交换机来获得所需要的管理特性。

可管理性

从网络的实际使用经验来看，涉及到网络运行和管理的费用在产品的生命期中耗费的成本，要比产品最初的购买费用更多。因此，可管理性成为了评估堆叠以太网交换机总体价值的一项关键因素。

可堆叠交换机固有的优势在于管理单一逻辑实体比管理多台必须独立配置和监控的设备更容易。但是，这里仍有其他一些需要研究的因素，包括用于优先数据流的服务质量、执行策略的能力、管理VLAN传输流的能力以及易于管理和操作性。

QoS特性集中在保存所需带宽和转发传输流来支持不同服务水平的需要。一般可堆叠交换机都支持描述优先级和VLAN的IEEE 802.1p及802.1Q标准。但是当涉及到对资源保留协议的支持时结果却不尽相同，而资源保留对于在建立连接时保证有足够的带宽可供使用是不可或缺的。

另一个需要研究的方面是对策略的支持，网络管理员利用策略为应用流分配带宽、优先级以及控制网络访问，其重点是满足服务水平协议所需的带宽管理策略及向交换机发布策略的方式。由于一次配置一台交换机需要耗费大量人力，并有可能会出现输入错误，因此策略必须发布到交换机组。在需要新策略时，大量的交换机应能够被迅速修改，因此，需检查可堆叠交换机是否支持目录驱动的网络和LDAP（轻型目录访问协议），以及通用开放策略服务。

用户可以使用VLAN跨多台交换机或堆叠设备来管理传输流。目前的产品都支持802.1Q标记定义的VLAN，许多产品还支持基于交换机端口、媒体访问控制(MAC)地址、第3层协议或策略的其他VLAN。

安全性

布线间交换机是实施网络策略的设备，对用户流量的访问控制、优先级分类、速率限制与整形，都应当在布线间交换机上实现，以便骨干网设备可以专注于高速的数据包转发，提高骨干带宽的有效利用率。

用户需要注意的是，有一些型号较老的交换机，在安全策略实施上存在一些问题。例如，不是在所有端口上均支持访问控制列表(ACL)，只能在千兆端口上支持ACL，在10/100M端口上不支持ACL。如果采用这样的设备，用户就只能在上联端口上实施安全策略，而无法在流量刚刚由终端用户进入交换机时实施，存在很大的安全隐患。堆叠交换机作为边缘接入交换机，其安全主要来自客户的接入，合理规划用户的接入方式如：IEEE802.1x，基于IP 地址ACL，基于TCP/UDP ACL等等都是重要安全参数。

可靠性

根据典型的网络设计，企业内的计算机首先连接到布线间交换机，布线间交换机再通过一条或多条上联链路连接到网络主干。随着计算机和网络的应用越来越普及，企业内联网的计算机越来越多，布线间交换机的端口密度也越来越高。通过交换机的堆叠可以有效提高端口密度。如果布线间交换机出现故障，将会影响几百个用户。因此，对布线间交换机的可靠性要求也大大提高。

用户在选择堆叠交换机时，应当注意其可靠性功能。首先，交换机的主控模块应当支持冗余配置。这是因为主控模块的硬件构造复杂，执行的软件功能多，故障率高；而且一旦出现故障，容易影响整台设备。冗余配置的主控模块可以防止整机瘫痪的情况。其次，布线间的工作环境通常比较恶劣，交换机应当具有强大的环境检测功能，在温度过高时能够自动采取保护措施，避免设备因过热而损坏。第三，同一系列交换机的所有模块和电源等部件一定要能够通用，以便进行故障诊断和应急替换，同时减轻用户保留备品备件的压力。

目前，机架式的布线间交换机一般都支持内置的冗余电源。但对于固定配置的布线间交换机，用户通常需要购置外置的冗余电源系统。如果固定配置的布线间交换机也支持内置的冗余电源，就可以减少占用的机架空间，简化设备连线，方便网络维护和管理。

结语

随着网络的普及和用户数量的急剧增加，市场对堆叠交换机的需求迅速扩大。然而，目前很多堆叠交换机在扩展性、灵活性、可管理性等方面存在很多不尽如人意的地方。这要求堆叠交换机能够组网灵活，灵活的千兆端口是非常适用于对端口要求较多，安全可靠性高的解决方案。交换机通过堆叠组成高密度端口交换机群、全面满足用户对端口数量需求的同时，还可通过独特的分体堆叠模块设计和电源管理设计，大大增强网络扩充的灵活性，方便用户对网络的使用和管理。

在企业接入领域，拥有成熟的技术背景、顺应IP网络发展趋势的以太网接入方式会获得更大的发展。堆叠交换机的端口扩展方式将是大中型企业网络建置的选择。

堆而不叠？

在强调标准化的网络世界里，堆叠技术显得有点特立独行。因为它是一种非标准化的技术，各厂商之间一般不支持混合堆叠，堆叠的模式是由各厂商来自行制定。

由此，堆叠领域内的纷纷扰扰似乎不足为奇，尤其是对于“集群”的探讨。

交换机集群技术能使多台交换机互连在一起而不受物理地域的限制，从而组成一个可以从单一ＩＰ地址进行管理的网络。这些交换机使用广泛的可选的连接标准互连在一起，并且提供不同层次的性能以满足客户的要求。由于交换机集群技术不受专用堆叠模块和堆叠电缆的限制，因此可以将传统堆叠域扩展至多个配线间，并且允许用户混用和匹配多种互连方式，进而满足特定的管理、性能和成本要求。

然而，集群与堆叠还是有区别的，可谓“堆而不叠”，在一些应用领域会有一些局限性。如桌面接入的交换机系统在涉及可靠性时遇到的主要问题是与网络核心设备的连接。如果链接失败，整个工作组将失去与网络的连接。当遇到线缆中断或该系统交换机出现问题时，即使连接没有完全中断，与网络核心的单个千兆位链接会出现拥堵并影响性能的情况。堆叠体系使整个堆叠系统工作起来，真正象一台交换机一样，其支持跨堆叠单元的链路聚合，保证网络的性能。而非堆叠系统的链接方式，如通过集群技术连接的交换机系统无法达到这一点。

同时，智能堆叠的概念也开始风生水起，智能堆叠使堆叠交换机实现从物理堆叠到逻辑数据流管理与规划的全方位统一，这一针对融合而优化的设备整体可以让客户更加放心地部署语音、视频和数据应用。它可以通过基于硬件和软件的高级故障转移功能实现堆叠系统的冗余，并实现基于分布式转发和服务质量的统一，它还可以通过自动配置简化管理。