Сколько переключателей можно соединить последовательно
Обновлено: 21.11.2024
В эпоху больших данных гигабитные Ethernet-коммутаторы с высокой пропускной способностью постепенно проникают из крупных предприятий, малого и среднего бизнеса в небольшие офисы и дома. Новые технологии, такие как WIFI, также способствуют распространению беспроводных точек доступа и других приложений. Поэтому топология Ethernet требует комплексной интеграции различных устройств, таких как брандмауэр, серверы, маршрутизаторы и несколько коммутаторов Ethernet. Как соединить несколько управляемых коммутаторов вместе? Могу ли я просто подключить сетевой коммутатор по одному? Имеет ли смысл последовательное подключение? Или я должен стекировать коммутатор со стекируемым коммутатором, чтобы настроить стек коммутаторов? Как лучше всего соединить несколько коммутаторов данных вместе?
Решение 1. Каскадный коммутатор для подключения нескольких Ethernet-коммутаторов
Каскад коммутаторов — это традиционный способ подключения нескольких Ethernet-коммутаторов, использующий различные методы и топологию сети в соответствии с различными требованиями. Среди них топология гирляндной цепи и топология звезды являются двумя распространенными способами.
Шлейфовая цепочка – это форма компоновки для последовательного или кольцевого соединения нескольких коммутаторов Ethernet. Простая линейная топология отображается как A-B-C, в которой вы просто последовательно соединяете каждый сетевой коммутатор сверху вниз. Не более чем для 3 Ethernet-коммутаторов подойдет линейная топология гирляндного подключения, так как отсутствует петля. Однако у него есть недостатки при отказе коммутатора из-за отсутствия резервирования. Как только один сетевой коммутатор выходит из строя, другие также будут подключены. Простая кольцевая топология — это A-B-C-A, которая может обеспечить избыточность при сбое канала. Однако одновременно с этим возникает петля, когда вы, наконец, последовательно подключаете коммутатор C обратно к A. Таким образом, даже при последовательном соединении только 3 Ethernet-коммутаторов неизбежная петля может стать фатальной слабостью.
Проще говоря, коммутатор с последовательным подключением защищен от ошибок и легко вызывает ненужные проблемы с производительностью. Помимо петли, в цепочке создается узкое место, и скорость будет снижаться при прохождении трафика через второй коммутатор Ethernet (поскольку канал интенсивно используется). Таким образом, переключатель последовательного подключения не рекомендуется, если схема не является обязательной. Для простого домашнего использования или сетей с низким спросом коммутаторы с гирляндным подключением могут иметь смысл. Но убедитесь, что ваш сетевой коммутатор поддерживает STP, чтобы решить проблему с петлей.
Рис. 1. Сравнение топологии гирляндной цепи и топологии "звезда" для подключения нескольких коммутаторов Ethernet.
По сравнению с топологией гирляндной цепи оптимальным решением является топология физической звезды с развертыванием мощного коммутатора ядра для соединения нескольких коммутаторов доступа с восходящими каналами. Например, подключение каждого гигабитного коммутатора через восходящий канал 10G SFP+ к центральному коммутатору 10GbE. Или подключение мощного гигабитного Ethernet-коммутатора к каждому граничному коммутатору. В этом сценарии не возникает петля, и все коммутаторы доступа находятся гораздо ближе к центру обработки данных центрального коммутатора. Из соображений избыточности вы также можете удвоить или утроить восходящие каналы каждого коммутатора доступа к основному коммутатору.
Рис. 2. Развертывание мощного гигабитного Ethernet-коммутатора S3800-24T4S в качестве основного коммутатора для подключения пограничных коммутаторов, образующих простую звездообразную топологию.
Решение 2. Используйте стекируемый коммутатор для подключения нескольких Ethernet-коммутаторов
Коммутатор с гирляндным подключением может быть решением, когда количество Ethernet-коммутаторов невелико и требуется отдельное размещение в приложениях с низкими требованиями. Как насчет оптимизированного способа подключения нескольких коммутаторов? А вот и стекируемый коммутатор. Стекируемый коммутатор использует передовую технологию стекирования для объединения коммутаторов в стек, исключая проблемы с производительностью, связанные с неуклюжей топологией последовательного подключения, такие как петли и узкие места.
Чтобы стекировать коммутатор с управляемым стекируемым коммутатором Ethernet, можно настроить стек коммутаторов, который работает как единая система с одним консольным портом для управления, чтобы повысить масштабируемость сети и упростить управление сетью. Плотность портов и производительность стека коммутаторов могут быть такими же, как у дорогого коммутатора для монтажа в стойку. Скажем, стекируемый 24-портовый гигабитный управляемый коммутатор с 4 восходящими каналами SFP+ 10 Гбит/с: медный коммутатор S3800-24T4S 1000Base-T и коммутатор S3800-24F4S SFP. Оба коммутатора Ethernet поддерживают до 4 24-портовых коммутаторов, объединенных в стек, что обеспечивает плотность портов 96 1GbE и общую пропускную способность до 512 Гбит/с. Этот 24-портовый гигабитный управляемый коммутатор также с одинарным или двойным блоком питания обеспечивает резервирование на случай аварийного отключения электроэнергии.Чтобы объединить 24-портовые коммутаторы S3800-24T4S с портами 10G SFP+ в стек, их необходимо подключить через модули SFP+ с оптоволоконным соединительным кабелем или напрямую через DAC или AOC.
Рис. 3. Развертывание стекируемого 24-портового гигабитного коммутатора S3800-24T4S в стековый коммутатор.
Как лучше всего подключить несколько Ethernet-коммутаторов?
Каскадирование сетевого коммутатора с помощью гирляндной топологии или звездообразной топологии — это простой способ подключения нескольких сетевых коммутаторов. Коммутатор с гирляндным подключением не рекомендуется из-за вышеупомянутых проблем с производительностью, таких как петля и узкое место. Однако это имеет смысл, когда отсутствует мощный основной коммутатор. В противном случае подключение коммутатора Gigabit Ethernet с восходящим каналом 10G к основному коммутатору 10GbE является лучшим решением.
Использование стекируемого коммутатора для стекового коммутатора позволяет избежать циклов и других проблем со связью. Однако это возможно только для одной модели стекируемого коммутатора или стекируемого коммутатора одного и того же поставщика. Кроме того, все коммутаторы Ethernet должны быть объединены в стек, поэтому отдельное размещение не поддерживается.
В приведенной ниже таблице сравниваются плюсы и минусы подключения нескольких сетевых коммутаторов с помощью коммутаторов последовательного подключения и коммутаторов стекирования. Вы можете обратиться к своему собственному требованию для выбора наилучшего способа.
Заключение
Традиционный каскадный Ethernet-коммутатор (топология гирляндной цепи или звездообразная топология) и усовершенствованный коммутатор стекирования — это два способа подключения нескольких сетевых коммутаторов. Когда стекируемый коммутатор и мощный коммутатор ядра недоступны, коммутатор с гирляндным подключением, подверженный проблемам, имеет смысл для приложений с низкими требованиями. В противном случае вы можете развернуть коммутатор 10GbE или мощный гигабитный коммутатор в качестве ядра для подключения каждого пограничного коммутатора для повышения производительности. Стековый коммутатор за стекируемым управляемым коммутатором, развертывание технологии стекирования в качестве встроенного программного обеспечения для подключения нескольких Ethernet-коммутаторов является обязательным для сетей корпоративного уровня. Он исключает проблемы с низкой петлей и упрощает механизм управления.
Если у вас особенно много устройств для подключения к сети, вы можете спросить: сколько сетевых коммутаторов можно подключить к маршрутизатору? Учитывая, что на задней панели маршрутизатора имеется несколько портов Ethernet, возникает вопрос, можно ли одновременно подключить несколько сетевых коммутаторов.
Гирляндное подключение теоретически можно использовать для подключения бесконечного числа сетевых коммутаторов к одному маршрутизатору. При прямом подключении к порту Ethernet на маршрутизаторе количество коммутаторов, которые можно подключить, будет ограничено количеством физических портов Ethernet на самом маршрутизаторе.
Несмотря на то, что последовательное подключение позволит вам подключить множество сетевых коммутаторов к одному маршрутизатору, это не лучшая практика. Лучшим вариантом было бы иметь один коммутатор, предоставляющий более чем достаточно портов Ethernet для ваших устройств.
Существует ли ограничение на количество подключаемых устройств?
Если теоретически вы можете подключить к маршрутизатору неограниченное количество сетевых коммутаторов, то количество устройств, которые вы можете подключить к своей домашней сети, также не ограничено?
К сожалению, нет, но, честно говоря, вы вряд ли когда-либо приблизитесь к пределу, установленному вашим маршрутизатором.
Подсеть вашего маршрутизатора будет определять, сколько IP-адресов он может назначить, то есть, по сути, сколько устройств вы можете подключить к сети.
Стандартный маршрутизатор будет иметь подсеть 255.255.255.0 и, следовательно, может предоставлять до 254 IP-адресов.
Максимальное количество устройств, которые смогут подключиться к вашей сети, составит 254, включая проводные и беспроводные устройства.
Можно расширить подсеть, чтобы увеличить количество IP-адресов, которые могут быть назначены, до 16 581 357.
На самом деле, у вас никогда не будет такого количества устройств, которым требуется IP-адрес, и, честно говоря, вам, вероятно, будет сложно найти хотя бы 254 устройства, которые вы захотите подключить.
Кроме того, ваш средний домашний маршрутизатор, вероятно, начнет испытывать трудности, поскольку он начнет выделять около 100 IP-адресов, и даже самый высокопроизводительный коммерческий маршрутизатор не сможет в одиночку управлять 16 миллионами IP-адресов.
Интересно узнать, сколько устройств можно подключить к вашей домашней сети, но для большинства людей не стоит возиться с подсетью, так как 254 IP-адреса будут намного больше, чем когда-либо необходимо.
Безопасно ли соединять сетевые коммутаторы друг с другом?
Физически возможно соединить сетевые коммутаторы друг с другом, чтобы увеличить количество доступных вам портов Ethernet, но безопасно ли это делать?
Этот процесс подключения одного коммутатора к другому известен как последовательное подключение.
На старых коммутаторах для подключения коммутаторов требуется специальный кабель, который называется перекрестным кабелем. У других есть назначенный порт, называемый «порт восходящей связи», который позволяет выполнять последовательное подключение.
Современные коммутаторы не требуют специального кабеля, и вы также не ограничены портом, через который можно последовательно подключать коммутаторы друг к другу; гирляндное соединение возможно, просто подключив любой порт на первом коммутаторе к любому порту на втором коммутаторе.
Последовательное подключение коммутаторов обычно считается безопасным, но не рекомендуется, если это вообще возможно. Это сопряжено с некоторыми рисками, которые могут привести к хаосу в сети.
Если вам абсолютно необходимо последовательно соединить коммутаторы, общее практическое правило – не подключать более трех коммутаторов друг к другу.
Это правило можно обойти, используя так называемые «наращиваемые коммутаторы».
В стекируемых коммутаторах используется кабельный разъем особого типа, который позволяет подключать два или более коммутаторов, но таким образом, чтобы они работали так, как если бы они были одним коммутатором.
Маловероятно, что вам когда-либо понадобится стекируемый коммутатор в среде домашней сети, но он необходим для корпоративной среды, где требуется много подключений в определенной части здания.
Основной риск, связанный с гирляндным подключением коммутаторов, заключается в создании петли.
Петля может возникнуть, когда сетевые коммутаторы соединены друг с другом, образуя петлю, как следует из названия.
Вот пример возникновения петли, если коммутаторы подключены определенным образом:
Когда создается петля, начинается хаос, и сеть может буквально остановиться. Циклы — это настоящее проклятие в жизни любого сетевого инженера, тем более что их можно легко избежать.
В корпоративной среде, где риск образования петли намного выше, чем в среде домашней сети, более вероятно, что будут использоваться более дорогие управляемые коммутаторы из-за их способности обнаруживать петли и быстро отключать необходимые порты.< /p>
Учитывая этот риск, я бы не рекомендовал использовать последовательное подключение коммутаторов. Опять же, в реальности у вас не будет достаточно устройств в вашем доме даже для последовательного подключения, если только у вас нет нескольких коммутаторов с очень небольшим количеством доступных портов.
Что лучше: последовательное подключение или использование отдельных портов на маршрутизаторе?
Если у вас действительно так много устройств, которые вы хотите подключить к своей домашней сети, где количество портов, доступных на вашем коммутаторе, недостаточно, и вам нужно более одного, лучше подключить коммутаторы последовательно или подключить переключатели на отдельные порты маршрутизатора?
Я бы рекомендовал не подключать коммутаторы последовательно по причинам, описанным выше, а вместо этого подключать каждый коммутатор к отдельному порту Ethernet на маршрутизаторе.
В качестве альтернативы подключению нескольких коммутаторов к маршрутизатору можно просто приобрести коммутатор с достаточным количеством доступных портов.
Многие коммутаторы в наши дни поставляются с 48 доступными портами, что для большинства из них намного больше, чем необходимо.
Лично я предпочел бы вместо нескольких коммутаторов с несколькими портами иметь один коммутатор с большим количеством портов, чем мне нужно в настоящее время, поскольку это позволяет расширять возможности в будущем без необходимости в каком-либо дополнительном оборудовании.
Это приведет к тому, что коммутаторы не будут подключаться последовательно, а только один порт Ethernet на маршрутизаторе будет использоваться для подключения к коммутатору.
Заключение
Теоретически количество сетевых коммутаторов, которые можно подключить к маршрутизатору, бесконечно. Процесс, известный как гирляндное соединение, позволяет вам соединить столько коммутаторов, сколько пожелаете, однако это не рекомендуется, так как существует риск создания петли, если они не подключены правильно.
Что касается прямого подключения к маршрутизатору, количество коммутаторов, которые вы можете подключить, просто ограничено количеством портов Ethernet, встроенных в сам маршрутизатор.
Я бы порекомендовал вместо этого заменить несколько коммутаторов одним коммутатором, который имеет более чем достаточное количество портов, чем необходимо, и в то же время допускает расширение в будущем.
Таким образом, для коммутатора будет использоваться только один порт на маршрутизаторе, а коммутатора с 24 или 48 портами будет больше, чем требуется для многих домашних сетей.
Если вам абсолютно необходимо использовать несколько коммутаторов, я бы посоветовал подключить каждый коммутатор к собственному порту на маршрутизаторе, а не последовательно соединять их вместе.
сообщить об этом объявлении
Обычно мы объединяем несколько Ethernet-коммутаторов вместе для удовлетворения наших потребностей (номер порта, определенные функции и т. д.), когда один коммутатор не может этого сделать. Тогда как подключить несколько Ethernet-коммутаторов в сеть? В целом выделяют три основные технологии: каскад коммутаторов, стек коммутаторов и кластер коммутаторов. В этой статье мы подробно расскажем о трех технологиях и наилучшем способе подключения коммутатора к коммутатору.
Подключение нескольких коммутаторов Ethernet с помощью каскада коммутаторов
Каскадный коммутатор – это традиционный способ подключения нескольких Ethernet-коммутаторов, использующий различные методы, включающие различные сетевые топологии. При каскадном соединении нескольких коммутаторов пользователи могут иметь несколько портов, соединяющих каждый из коммутаторов, каждый из которых может быть настроен и управляться независимо в группе. В каскадной сети коммутаторов распространены топология гирляндной цепи и топология звезды.
Топология последовательного подключения — коммутаторы последовательного подключения один за другим
Топология гирляндной цепи, как следует из ее названия, последовательно соединяет каждый коммутатор со следующим, как лепестки гирлянды. Это самый простой способ добавить больше коммутаторов в сеть. Структура коммутаторов гирляндной сети может быть линейной (где коммутаторы на обоих концах не соединены, рис. 1), которую можно просто описать как ABC, или кольцевой (где коммутаторы на обоих концах не соединены, рис. 2), которая может просто описать как ABCDEFA.
Рис. 1. Коммутаторы последовательного подключения с использованием линейной топологии
Рисунок 2. Коммутаторы последовательного подключения по кольцевой топологии
Не более чем для трех коммутаторов Ethernet допустима линейная топология последовательного подключения, так как отсутствует петля. Однако у него есть недостатки при отказе коммутатора из-за отсутствия резервирования. В линейной топологии данные должны передаваться от одного коммутатора к другому в одном направлении. Как только один сетевой коммутатор выходит из строя, остальные также включаются в работу. Как правило, линейные гирляндные сети менее гибкие, как и электрические последовательные цепи, где одно прерывание влияет на другие подключенные элементы.
Для более чем трех коммутаторов Ethernet лучше использовать кольцевую топологию. Это позволяет двустороннюю передачу, когда данные отправляются в обоих направлениях. Если кольцо обрывается на определенном звене, то передача может быть отправлена по обратному пути, тем самым гарантируя, что все коммутаторы всегда будут подключены в случае одиночного сбоя. Однако в кольцевой топологии коммутаторы с гирляндным подключением неизбежно вызывают петлю, которая может вызвать широковещательные штормы и перегрузку сети. Поэтому вам лучше убедиться, что ваш сетевой коммутатор поддерживает STP (протокол связующего дерева), чтобы решить проблему с петлей.
Топология «звезда» — доступ по ссылке переключается на ядро
В звездообразной топологии все коммутаторы в сети подключаются к основному коммутатору через канал точка-точка. Таким образом, информация передается от центрального коммутатора к узлу назначения, при этом любой обмен данными между двумя коммутаторами в звездообразной сети контролируется центральным. Топология «звезда» широко используется для соединения нескольких гигабитных коммутаторов.
Рисунок 3. Коммутаторы доступа к ядру для формирования звездообразной топологии
При подключении гигабитных коммутаторов по звездообразной топологии мощный коммутатор (например, коммутатор 40G) часто выступает в качестве ядра, которое затем подключается к коммутаторам доступа (например, коммутаторам 10G). В этом случае цикл не возникает, и все коммутаторы доступа находятся намного ближе к центральному коммутатору.
Подключение нескольких коммутаторов Ethernet с помощью стека коммутаторов
Стек коммутаторов — это объединение нескольких коммутаторов, чтобы они могли работать вместе и предоставлять как можно больше портов. Несколько коммутаторов объединены в стек, образуя стек. А при объединении нескольких коммутаторов в стек плотность портов в стеке представляет собой сумму объединенных портов, что значительно увеличивает возможности подключения к сети.Например, объединив два стекируемых гигабитных коммутатора S3900-24T4S вместе, вы сможете обеспечить плотность 48 портов 1GbE и почти удвоить коммутационную способность на основе одного стека коммутаторов. Обычно коммутаторы серии S3900 могут поддерживать до 6 коммутаторов, объединенных в стек.
Рис. 4. Шесть коммутаторов S3900-24T4s, объединенные в стек
Подключение нескольких коммутаторов Ethernet с помощью кластера коммутаторов
Кластер коммутаторов может управлять несколькими взаимосвязанными коммутаторами как единым логическим устройством. Каскад коммутаторов и стек являются необходимыми условиями для кластера. В кластере обычно есть только один административный коммутатор, называемый командным коммутатором, который может управлять другими коммутаторами. В сети этим коммутаторам требуется только один IP-адрес только для командного коммутатора, что экономит ценные ресурсы IP-адресов.
Рисунок 5: командный коммутатор и несколько коммутаторов-участников в блоке кластера коммутаторов
Как лучше всего подключить несколько Ethernet-коммутаторов?
Традиционный каскадный Ethernet-коммутатор (последовательная топология или звездообразная топология), а также расширенное стекирование и кластеризация коммутаторов — это три способа подключения нескольких сетевых коммутаторов. Тогда какой лучший? Вы должны знать их различия в первую очередь. В таблице ниже показаны различия между каскадом коммутаторов, стеком коммутаторов и кластером коммутаторов, что поможет вам лучше понять их соответствующие свойства.
Из того, что показано в таблице, мы можем знать, что все они имеют соответствующие плюсы и минусы. Таким образом, способ подключения нескольких коммутаторов Ethernet должен зависеть от ваших конкретных приложений.
Ethernet — не новая технология, поскольку сети Ethernet уже давно используются для передачи данных и связи. Он стратегически соединяет устройства с помощью коммутаторов Ethernet. Может быть только два устройства, подключенных через Ethernet, или может быть несколько устройств. Из-за сложности приложений для передачи данных и связи мониторинг и управление сетью Ethernet также усложняются. Коммутаторы Ethernet играют важную роль в сетях управляемых и неуправляемых коммутаторов. Эти коммутаторы Ethernet соединены друг с другом для создания сети устройств Ethernet и передачи данных только на определенные устройства. Существуют различные способы подключения Ethernet-коммутаторов. Однако в зависимости от приложений необходимо выбрать подходящий способ подключения Ethernet-коммутаторов. В этом посте обсуждаются все различные способы организации сети Ethernet-коммутатора.
Знать о различных способах подключения Ethernet-коммутаторов
Целью этого метода является формирование топологии Ethernet-коммутаторов. Ниже приведены два типа топологий, сформированных с использованием этого метода.
- Каскадирование коммутаторов. Каскадное объединение коммутаторов в сеть или каскадирование — это способ последовательного подключения коммутаторов. В этом методе данные передаются от одного коммутатора к другому, пока не достигнут желаемого местоположения или коммутатора.
- Топология последовательного подключения. В топологии последовательного подключения коммутаторы последовательно подключаются друг к другу. Однако переключатели на обоих крайних концах не соединены между собой.Это означает, что для передачи данных от одного крайнего конца к другому данные должны передаваться всеми промежуточными коммутаторами один за другим. Кроме того, ту же цепочку можно закольцевать в кольцевой топологии, что обеспечивает прямое соединение между первым и последним коммутатором в сети.
- Топология «звезда». В топологии «звезда» имеется основной коммутатор, к которому подключены другие коммутаторы. Таким образом, основной коммутатор становится общим посредником для передачи между любыми двумя коммутаторами. В этой топологии возможна одновременная передача данных от основного коммутатора ко всем другим коммутаторам в сети. Однако для других коммутаторов прямая передача невозможна. Данные, передаваемые с одного коммутатора, поступают на базовый коммутатор, который затем отправляется на узел назначения, который является коммутатором-получателем.
- Стекирование коммутаторов. Стекирование — это усовершенствованный метод соединения Ethernet-коммутаторов. Этот метод используется для соединения нескольких коммутаторов Ethernet, когда необходимо соединить большее количество коммутаторов Ethernet, а топологии гирляндной цепи недостаточно. Этот метод позволяет подключить до 24 коммутаторов Ethernet. Этот метод используется для повышения эффективности сети Ethernet путем объединения коммутаторов в стек. Этот метод обеспечивает более высокую масштабируемость и простоту обслуживания коммутаторов, поскольку он не включает петель узких мест соединений. В этом методе все коммутаторы в стеке вместе действуют как один коммутатор с включенным питанием.
- Кластеризация коммутаторов. Кластеризация коммутаторов — это метод, при котором до 16 коммутаторов могут быть подключены и управляться через один IP-адрес. В этом методе большое количество коммутаторов Ethernet сгруппировано или соединено вместе и управляется административным коммутатором. Административный переключатель также известен как командный переключатель. Этот коммутатор управляет и инициирует передачу данных от одного коммутатора к другому в кластерной сети. Независимо от расположения коммутаторов этот метод можно использовать для соединения коммутаторов через Ethernet. Он также обеспечивает безопасность благодаря расположению резервного командного переключателя. Если главный командный переключатель выходит из строя, резервный командный переключатель берет на себя ответственность, и передача данных не прерывается.
Эти три метода являются популярными для подключения нескольких коммутаторов Ethernet. Выбор метода будет зависеть от требований приложения. Как правило, для простых сетей Ethernet предпочтительнее каскадирование, однако для сложных сетей можно использовать кластеризацию или стекирование.
Несмотря на внедрение этих сетевых методов, сеть может выйти из строя, если не используются высококачественные коммутаторы Ethernet. Поэтому вы должны покупать качественные коммутаторы Ethernet у известных поставщиков, таких как VERSITRON. Компания занимается сетевыми и коммуникационными устройствами премиум-качества. Ethernet-коммутаторы — один из самых востребованных продуктов компании.
Читайте также: