經(jīng)典:圖解交換機(jī)與路由器組網(wǎng)

2020-04-18 12:56:32

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供稿：網(wǎng)友

　　說(shuō)到交換機(jī)和路由器有的則根本搞不清楚它們各自到底有什么用，而有的則是弄不清它們之間的到底有什么區(qū)別，特別是在各媒體大肆宣揚(yáng)三層交換機(jī)的“路由”功能的背景下。其實(shí)說(shuō)到這里，我自己也不得不承認(rèn)，現(xiàn)在交換機(jī)與路由器區(qū)別是越來(lái)越模糊了，它們之間的功能也開(kāi)始相互滲透。

　　不僅三層交換機(jī)具有了部分原來(lái)獨(dú)屬于路由器的“路由”功能，而且現(xiàn)在寬帶和高端企業(yè)級(jí)路由器中也開(kāi)始兼?zhèn)浣粨Q機(jī)的“交換”功能了。可謂是相互滲透，于是有人就預(yù)言，將來(lái)交換機(jī)和路由器很可能會(huì)合二為一，筆者也堅(jiān)信這一點(diǎn)。

　　因?yàn)楝F(xiàn)在從技術(shù)上看，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)根本沒(méi)有太大難度，同時(shí)對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)也是迫切需求的。一方面可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，另一方面用戶(hù)不必購(gòu)買(mǎi)兩種價(jià)格那么昂貴的設(shè)備，何樂(lè)而不為呢?但就目前來(lái)說(shuō)，它們之間還是存在著較大區(qū)別的，當(dāng)然這不僅體現(xiàn)在技術(shù)理論上，更主要體現(xiàn)在應(yīng)用上。本文就要全面向大家解讀交換機(jī)與路由器在應(yīng)用的主要區(qū)別。

　　一、交換機(jī)的星形集中連接

　　我們知道，交換機(jī)的最基本功能和應(yīng)用就是集中連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如服務(wù)器、工作站、PC機(jī)、筆記本電腦、路由器、防火墻、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等)，只要交換機(jī)的端口支持相應(yīng)設(shè)備的端口類(lèi)型都可以直接連接在交換機(jī)的端口，共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。在星形連接中，交換機(jī)的各端口連接設(shè)備都彼此平等，可以相互訪(fǎng)問(wèn)(除非做了限制)，而不是像許多剛涉入網(wǎng)管行列的朋友那樣，認(rèn)為連接在交換機(jī)的服務(wù)器是最高級(jí)的。

　　二、交換機(jī)的級(jí)聯(lián)與堆棧

　　

　　拓?fù)鋱D

　　上圖所示的僅是一個(gè)最基本的星形以太網(wǎng)架構(gòu)，實(shí)際的星形企業(yè)網(wǎng)絡(luò)比這可能要復(fù)雜許多。這復(fù)雜性不僅表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何高檔，配置如何復(fù)雜，更重要的是表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)交換層次比較復(fù)雜。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的路由器和防火墻通常只需配備一個(gè)，但交換機(jī)通常不會(huì)只是一個(gè)(除了只有20個(gè)用戶(hù)左右的小型網(wǎng)絡(luò))。如果用戶(hù)數(shù)比較多，如上百個(gè)，甚至上千個(gè)，就必須依靠交換機(jī)的級(jí)聯(lián)或者堆棧擴(kuò)展連接了。但級(jí)聯(lián)技術(shù)和堆棧技術(shù)也有所不同，它們的應(yīng)用范圍也不同。

　　交換機(jī)級(jí)聯(lián)就是交換機(jī)與交換機(jī)之間通過(guò)交換端口進(jìn)行擴(kuò)展，這樣一方面解決了單一交換機(jī)端口數(shù)不足的問(wèn)題，另一方面也解決離機(jī)房較遠(yuǎn)距離的客戶(hù)端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。因?yàn)閱味谓粨Q雙絞以太網(wǎng)電纜可達(dá)到了100米，每級(jí)聯(lián)一個(gè)交換機(jī)就可擴(kuò)展100米的距離。但這也不是說(shuō)可以任意級(jí)聯(lián)，因?yàn)榫€(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，一方面信號(hào)在線(xiàn)路上的衰減也較多，另一方面，畢竟下級(jí)交換機(jī)還是共享上級(jí)交換機(jī)的一個(gè)端口可用帶寬，層次越多，最終的客戶(hù)端可用帶寬也就越低(盡管你可能用的是百兆交換機(jī))，這樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連接性能影響非常大，所以從實(shí)角度來(lái)看，建議最多部署三級(jí)交換機(jī)，那就是核心交換機(jī)-二級(jí)交換機(jī)-三級(jí)交換機(jī)。

　　這里的三級(jí)并不是說(shuō)只能允許最多三臺(tái)交換機(jī)，而是從層次上講只能三個(gè)層次。連接在同一交換機(jī)上不同端口的交換機(jī)都屬于同一層次，所以每個(gè)層次又能允許幾個(gè)，甚至幾十個(gè)交換機(jī)級(jí)聯(lián)。層級(jí)聯(lián)所用端口可以是專(zhuān)門(mén)的UpLink端口，也可以是普通的交換端口。有些交換機(jī)配有專(zhuān)門(mén)的級(jí)聯(lián)(UpLink)端口，但有些卻沒(méi)有。如果有專(zhuān)門(mén)的級(jí)聯(lián)端口，則最好利用，因?yàn)樗膸捦ǔ１绕胀ń粨Q端口寬，可進(jìn)一步確保下級(jí)交換機(jī)的帶寬。如果沒(méi)有則只能通過(guò)普通交換端口級(jí)聯(lián)了。

　　通過(guò)級(jí)聯(lián)端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)的方法如下圖所示;

　　

　　通過(guò)級(jí)聯(lián)端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)

　　而通過(guò)普通端口所進(jìn)行的級(jí)聯(lián)方法如下圖所示。

　　交換機(jī)

　　通過(guò)普通端口所進(jìn)行的級(jí)聯(lián)

　　注意它們之間不僅所用端口不同，所采用的電纜也不一樣:采用級(jí)聯(lián)端口進(jìn)行的級(jí)聯(lián)，需采用普通直通線(xiàn);而采用普通端口進(jìn)行的級(jí)聯(lián)電纜為交叉電纜，就像兩臺(tái)主機(jī)對(duì)連一樣。

　　至于交換機(jī)的堆棧，就不是所有交換機(jī)都可以的，而是要具有堆棧模塊的。交換機(jī)的堆棧不是通過(guò)交換端口進(jìn)行的，而是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的背板堆棧模塊，采用專(zhuān)門(mén)的堆棧電纜進(jìn)行的連接。而且要注意的是，因?yàn)榻粨Q機(jī)堆棧通常是放在同一位置，連接電纜也較短，所以交換機(jī)的堆棧的目的主要是用于擴(kuò)充交換端口，而不是用于擴(kuò)展距離的。

　　同時(shí)，交換機(jī)堆棧還可提高各實(shí)際使用的交換機(jī)端口可用帶寬，因?yàn)樗前讯褩Ｔ谝黄鸬慕粨Q機(jī)的背板帶寬聚集在一起，這樣交換機(jī)堆棧的總背板帶就是幾臺(tái)堆棧交換機(jī)的背板帶寬之和。背板帶寬提高后，如果交換機(jī)的每個(gè)端口都用上了，這一優(yōu)勢(shì)就不是很明顯(也是有效果的，因?yàn)椴豢赡苊繒r(shí)每刻每個(gè)端口都同時(shí)通信)，但如果有交換機(jī)端口空余，效果會(huì)更明顯，因?yàn)樗沙浞掷媒粨Q機(jī)的所有帶寬。

　　堆棧連接如下圖所示。

　　