交換器的連接方式大家應該都知道，一共有三種，分別是：級聯、堆疊和叢集。今天， 大家就詳細討論一下交換器的這三種連接方式及彼此間的差別吧！
交換器的級聯技術一般用來實現多台交換器之間的互連接；堆疊技術用來將多台交換器組成一個單元，從而提高更大的端口密度和更高的性能；集群技術用來將相互連接的多台交換器作為一個邏輯設備進行管理，從而降低網路管理成本，簡化管理操作。
01 級聯級聯可以定義為兩台或兩台以上的交換器透過一定的方式相互連接。根據需要，多台交換器可以以多種方式進行級聯。在較大的區域網路例如校園網路中，多台交換器依照效能和用途一般形成匯流排型、樹型或星型的級聯結構。
城域網路是交換器級聯的絕佳範例。目前各地電信部門已經建置了許多市地級的寬頻IP城域網路。這些大款城域網路自上向下一般分為3個層次：核心層、匯聚層、接取層。核心層一般採用千兆乙太網路技術、匯聚層採用1000M/100M 乙太網路技術，接取層採用100M/10M 乙太網路技術，所謂 “千兆到大樓，百兆到樓層，十兆到桌面 ” 。
這種結構的寬頻城域網路其實就是由各層級的許多台交換器級聯而成的。核心交換機（或路由器）下連若干台匯聚交換機，匯聚交換機下聯若干台小區中心交換機，小區中心交換機下連若干台樓宇交換機，樓宇交換機下連若干台樓層（或單元）交換機（或集線器）。
交換器一般是透過普通用戶連接埠進行級聯，有些交換器則提供了專門的級聯連接埠。這兩種連接埠的差異僅在於一般連接埠符合MDI 標準，而級聯連接埠 ( 或稱為上行口 ) 符合 MDIX標準。由此導致了兩種方式下接線方式不同：當兩台交換器都通過普通端口級聯時， 端口間電纜採用直通電纜(Straight Throurh Cable) ；當且僅當中一台通過級聯端口時，採用交叉電纜(Crossover Cable) 。
為了方便進行級聯，某些交換器上提供了一個兩用連接埠（MDI 或MDIX），可以透過開關或管理軟體將其設定為MDI（MDI是正常的UTP或STP連接） 或MDIX（連接器的傳送和接收對是在內部反接的，這就使得不同的設備(如集線器-集線器或集電器-交換機)，可以利用常規的UTP或STP電纜實現背靠背的級聯）方式。更進一步，某些交換器上全部或部分連接埠具有 MDI/MDIX 自校準功能，可自動區分網路線類型，進行連鎖時更方便。
進行級聯的時候需要注意，原則上任何廠商、任何型號的乙太網路交換器均可進行級聯，單頁不排除在一些特殊情況下兩台交換器無法進行級聯。交換器間級聯的層數是有一定限度的。成功實現級聯的最根本原則就是任兩個站點之間的距離不能超過媒體段的最大跨距。多台交換器級聯時，應確保它們都支援生成樹協議，既要防止網內出現環路，又要允許冗餘鏈路存在。
進行級聯時，應盡力確保交換器間的中繼鏈路具有足夠的頻寬，為此可採用全雙工技術和鏈路匯聚技術。交換器埠採用全雙工技術後，不但對應埠的吞吐量加倍，而且交換器間終極距離大大增加，使得異地分佈、距離較遠的多台交換器級聯成為可能。鏈路匯聚也稱為連接埠匯聚、連接埠捆綁、連結擴容組合，由IEEE802.3ad 標準定義。即兩台設備之間透過兩個以上的同種類型連接埠並進行連接，同時傳輸數據，以便提供更高的頻寬、更好的冗餘度以及實現負載平衡。
需要注意的是，並非所有類型的交換器都支援這兩種技術。
02堆疊堆疊是指將一台以上的交換機組合起來共同工作，以便在有限的空間內提供盡可能多的端口多台交換機經過堆疊形成一個堆疊單元，可堆疊的交換機性能指標中有一個“最大可堆疊數”，它指的就是一個堆疊單元中所能堆疊的最大交換機數，代表一個堆疊單元中多能提供的最大端口密度。
堆疊與級聯這兩個概念既有區別又有連結。堆疊可以看作是級聯的特殊情況。它們的不同之處在於：級聯的交換器之間可以相距很遠（在媒體許可範圍內），而一個堆疊單元內的多台交換機之間的距離非常近，一般不超過幾米；級聯一般採用普通端口，而堆疊一般採用專用的堆疊模組和堆疊電纜。一般來說，不同廠商、不同型號的交換器可以互相級聯，堆疊則不同，它必須在可堆疊的同類型交換機之間進行；級聯僅僅是交換器之間的簡單連接，堆疊則是將整個堆疊單元作為交換器來使用，這不僅意味著連接埠密度的增加，而且意味著系統頻寬的加寬。
目前，市場上的主流交換器可以細分為可堆疊型和非堆疊型兩大類。而號稱可以堆疊的交換器中，又有虛擬堆疊和真正堆疊之分。所謂的虛擬堆疊，實際上就是交換器之間的級聯。交換器並不是透過專用堆疊模組和堆疊電纜，而是透過Fast Ethernet 連接埠或 Giga Ethernet 連接埠進行堆疊，實際上就是一種變相的級聯。即便如此，虛擬堆疊的多台交換器多台交換器在網路中已經可以作為一個邏輯設備進行管理，從而使網路管理變得簡單起來。真正意義上的堆疊需要滿足：採用專用堆疊模組和堆疊總線進行堆疊，不佔用網路端口，多台交換器堆疊後，具有足夠的系統頻寬，從而確保堆疊後每個端口仍能達到線速交換；多台交換器堆疊後， VLAN等功能不受影響。
目前市面上有相當一部分可堆疊的交換器屬於虛擬堆疊類型而非真正堆疊類型。很顯然，真正意義上的堆疊比虛擬堆疊在性能上要高出許多，但採用虛擬堆疊至少有兩個好處：虛擬堆疊往往採用標準Fast Ethernet 或Giga Ethernet 作為堆疊總線， 易於實現，成本較低；堆疊連接埠可以作為普通連接埠使用， 有利於保護用戶投資。採用標準 Fast Ethernet 或 Giga Ethernet連接埠實現虛擬堆疊，可以 大幅延伸堆疊的範圍 ，使得堆疊不再局限於一個機櫃之內。
堆疊可以大大提高交換器連接埠密度和效能。堆疊單元具有足以匹敵大型機架式交換器的端口密度和性能， 而投資卻比機架式交換機便宜得多 ，實現起來也靈活得多。這就是堆疊的優勢。
機架式交換器可以說是堆疊發展到更高階段的產物。機架式交換機一般屬於部門以上級別得交換機，它有多個插槽，連接埠密度大，支援多種網路類型，擴充性較好，處理能力強，但價格昂貴。
03集群所謂集群，就是將多台互相連接（級聯或堆疊）的交換器作為一個邏輯設備進行管理。急群眾，一般只有一台起到管理作用的交換機，成為命令交換機，它可以管理若干台其他交換機。在網路中，這些交換器只需要佔用一個IP位址節約了IP位址。在命令交換機統一管理下，集群中多台交換器協同工作，大幅降低管理強度。
例如， 管理員只需要透過命令交換器就可以對叢集中所有交換器進行版本升級。
集群技術為網路管理工作帶來的好處是毋庸置疑的。但要使用這項技術，應當注意到，不同廠商對集群有不同的實現方案， 一般廠商都是採用專有協議實現集群的 。這決定了集群技術有其限制。不同廠商的交換器可以級聯，但不能集群。即使同一廠商的交換機，也只有指定的型號才能實現集群 。
分類: killtest
【基礎知識】交換機的工作原理
因特網發展到今天，無線和有線設備的頻寬都有巨大的提升，但目前大部分企事業單位都還在使用IPV4的地址，也難免要進行不同網段的劃分，本次內容介紹二層交換機的VLAN（虛擬區域網路）配置，那為什麼要進行VLAN的劃分呢？
我們先來了解一下二層交換器的工作原理，交換器是數據鏈路層設備，它能夠讀取數據包中的MAC（網卡）地址信息，並根據MAC來進行交換，如圖1所示。
圖1 交換器的工作原理圖1中有A、B、C、D四台主機的IP位址在同一網段內，其IP位址與MAC位址如圖1所示，交換器有一張MAC位址表，是透過MAC位址來進行交換的，在存取網路之前，交換器的MAC位址是空的。當主機A（192.168.1.1）向主機C（192.168.1.3）傳送資料的時候，交換器是如何把資料正確的發給主機C呢？交換器的工作過程是這樣的，主機A在發送數據時會攜帶自身的MAC位址，交換器從E0埠收到了數據，就會在MAC表中記錄一條訊息，如圖2所示。
圖2 交換器的工作原理（記錄E0端口）從圖2中可知，交換器的MAC地址表已經有一條記錄，此時交換機並不知道主機C在哪個端口，數據不確定從哪個端口轉發，這時交換機只能選擇在E0以外的所有連接埠都轉送（洪氾（flooding）），那麼主機B、C、D都會收到來自主機A的訊息，收到訊息後解開資料比對訊息，主機B和主機D發現不是找它的，就把資料丟棄，只有主機C核對後發現是找C的，於是回傳一條訊息給交換機，回傳訊息的時候，帶上自身的MAC位址，這個時候交換器的MAC位址表又多了一筆記錄，如圖3所示。
圖3 交換器的工作原理（記錄E0和E2埠）交換器收到來自主機C的資料後，是否又要轉送全部連接埠呢？不會的，因為主機C發的訊息有目的位址資訊（主機A）交換器直接把資料在E0埠發給了主機A。當主機B發送資料給主機C的時候，交換機會從E1埠取得主機B的MAC位址並記錄在MAC表中，交換器收到資訊後查詢MAC表，發現已有主機C的位址，於是直接把數據往E2埠轉發，其他埠以此類推。要注意的是MAC表示動態的，當主機更換網路卡或主機移走的時候，一段時間以後交換機會把MAC中的記錄移除，方便MAC表的維護。網路中通常是多台交換器共同工作，多台交換器在一起會出現什麼問題呢？下面來看一張網路拓樸圖。
如果整個網路屬於一個網段，那麼只有一個廣播域，那麼一旦發出廣播訊息，就會傳遍整個網絡，主機就會不斷的接收廣播訊息，嚴重影響網路的質量，因此在設計區域網路LAN時，需要注意如何才能有效分割廣播域。解決方法一是用路由器把網段劃開，二是把交換器分割VLAN，這次的內容我們介紹到這裡，下次介紹交換器的VLAN設定。
比爾蓋茲：為什麼我對人工智能很有信心
原创 21CTO
導讀：近日，科技媒體 The Verge 採訪了比爾蓋茨，談論人工智慧、錯誤訊息和氣候變遷。背景
微軟創辦人比爾蓋茲已投入數十億美元資助他認為將塑造未來的技術——從應對氣候變遷到消除人類疾病。蓋茲在 Netflix 的新劇《下一步是什麼？在比爾蓋茲的未來中深入探討了這些內容。該劇正片將於 9 月 18 日開播，劇集內容涉及人工智慧、氣候變遷、不平等、錯誤訊息與全球健康。The Verge與蓋茲討論了是什麼讓他如此看好系列中涉及的技術，還忍不住問了他領導微軟的日子。為簡潔起見，我們對本次訪談進行了輕微的編輯。正文
在第一集中，你請 ChatGPT 推薦一項你可以在辦公室做的運動。你在日常生活中使用 ChatGPT 嗎？如果是的話，該如何使用？嗯，實際上，不是為了鍛煉，雖然這是一個很好的例子，它給出了相當好的答案。 「微軟和其他公司在該領域的投資金額無論怎樣強調也不為過。」你知道，我經常學習一些新主題，而 ChatGPT 是獲得特定問題解釋的絕佳方式。我也常寫東西，這對寫作幫助很大。我想說，我最常用的功能是會議摘要，它整合到我常用的 （Microsoft） Teams 中。能夠和它互動，不僅可以獲得會議摘要，還可以詢問有關會議的問題，這真是太棒了。您認為微軟應該擴大與 OpenAI 的合作關係，還是加大對自身技術的投資？我是微軟的顧問。微軟正在加強與 OpenAI 的關係，同時也做了很多自己的事。我的意思是，微軟和其他公司在該領域的投資金額很難誇大。在這個影片系列中也提到了這一點，所有關於末日的預言會如何呢？您會擔心人工智慧毀滅世界嗎？嗯，短期內的問題更多是將它以積極的方式應用於健康和教育等領域。即使在美國，我們也一樣有人才短缺的問題。關於私人導師的想法，我去過紐瓦克參觀了 Khanmigo（可汗學院的人工智慧工具），它基於 ChatGPT。我看到它對幫助教師完成研發工作、幫助落後或領先的學生保持專注有多麼重要。因此，在未來十年，我們將在許多領域看到生產力的提高，這絕對是個好消息。隨著ChatGPT變得越來越強大，嗯你知道，當壞人使用它時，是會出現問題。但總的來說，我相信這是一件有益的事情，我們只需要以正確的方式塑造它。假訊息，這也是研究人員擔心人工智慧會變強的一點。您是否考慮過，如果微軟開發的生成式人工智慧工具對虛假資訊、氣候變遷和全球健康等產生重大影響，您會有什麼感受？我認為，總體來說，人工智慧對氣候研究非常有益。人們可以在文字處理器中輸入錯誤訊息。你知道，他們不需要人工智慧來輸入瘋狂的東西。所以我不確定，除了製作深度偽造作品外，人工智慧是否真的改變了平衡。事實上，我想說，當人們談論減少錯誤訊息時，人工智慧可以發揮積極作用，以超級高效的方式觀察正在發生的事情。系列影片中講的大多數問題，例如我們應該如何看待人工智慧，如何消除瘧疾和改善全球健康，以及各種氣候創新，都是我正在研究的，它們對解決問題至關重要。在錯誤訊息方面，我確實認為年輕一代必須權衡言論自由與公眾誤導之間的利弊。訓練人工智慧需要消耗大量能源。您如何將此目標與應對氣候變遷的目標相協調，尤其是在微軟內部溫室氣體排放量不斷增長的情況下？微軟與其它科技公司正積極致力於尋找清潔能源，因此它們將成為地熱、裂變或聚變等能源的先鋒客戶，以幫助和推動綠色能源的發電。即使在極端情況下，人工智慧資料中心的實際增幅也將遠低於10%。所以，人工智慧幫助我們進行科學發現，例如如何煉鋼？如何製作肉類？天氣會怎麼樣？人工智慧帶來的好處超過了另一種電力超負荷的事實，但它遠不及電動車或電動熱泵或將工業經濟轉變為使用電力，而不是直接使用碳氫化合物那麼大的負荷。
截圖：榮鼎集團
您現在資助的技術，被一些活動家稱為氣候變遷的“錯誤解決方案”，因為捕獲碳並不能消除化石燃料或它們造成的其它污染。而核能正引發一場圍繞原住民社區附近鈾礦開採的爭鬥。您如何利用氣候技術來解決這些問題？我堅信核能一定可以幫助我們解決氣候問題。這非常非常關鍵和重要。我認為，從安全性、燃料使用或廢棄物處理方式等方面來看，有些設計可以最大限度地減少這些問題。這可以成為－雖然現在還不算非常便宜的電力，無論是應用核分裂還是核融合。所以，我們需要確保在採礦、廢棄物儲存方面有品味，我們很需要這些技術。你將不再依賴天氣的能源，這些能源可以位於電力負荷附近，以補充再生能源的極端建設。我們還可以把核分裂成本降到最低。 TerraPower 正在證明我們可以製造出一種更安全、更便宜的核分裂方式。 （蓋茲先生也是 TerraPower 的創辦人兼董事會主席）人們對此仍持懷疑態度，因為這種事從未發生過。但是隨著我們建造工廠，他們將會看到，如果是這樣，它就能做出貢獻。那麼碳捕獲方面的擔憂呢？化石燃料不僅會產生二氧化碳排放，還會產生其他污染。您如何解決這些環境正義的問題？嗯，煤炭，當然。在許多國家煤炭正在被天然氣擊敗，這是一件好事情。因為就局部污染而言，天然氣燃燒是很乾淨的。雖然每單位能源會產生二氧化碳，但產生的二氧化碳比較少。隨著時間的推移，我們甚至要擺脫天然氣，雖然它沒有那些局部污染。 （註：燃燒天然氣會產生二氧化氮，形成煙霧的污染物和人類呼吸道刺激物。）在美國，人們再也沒有建造新的燃煤型發電廠。人們正在積極轉換，因此擺脫當地顆粒物對健康的優點是加速這些轉變的另一個重要原因。世界各地都是如此，儘管他們沒有像我們一樣擁有廉價的天然氣，這就是為什麼核分裂和核融合等技術將在世界大部分地區對再生能源發揮更重要的補充作用。我知道，很多的倡議者也擔心天然氣基礎設施的甲烷洩漏，甚至是家用瓦斯設備的洩漏，以及這對室內空氣品質的影響。核融合技術令人興奮。我採訪過的專家也抱持希望，但他們不認為核融合會在《巴黎協議》規定的時間內實現。是什麼讓您對核融合按時實現能如此樂觀？我總共投資了五家核融合公司，雖然它們的時間範圍都比較長。但我認為，隨著時間的推移，核融合的作用將非常非常關鍵。鑑於現有技術和新技術的規模化應用所要面臨的挑戰，我們肯定無法實現1.5 度的目標，我們可能也無法實現 2 度的目標。因此，我們也必須在適應方面採取創新的措施，以確保人們的健康、營養和長期福祉，即便是在赤道附近的貧窮國家，也不會讓情況變得更糟。儘管隨著時間的推移，我們將面臨氣候的挑戰，但我認為我們不會有氣候災難，因為我們將能夠部署這些新的技術。但你知道，我們無法避免兩度的升溫，因此我們必須採取一些適應措施。當您執掌微軟公司時，希望自己能做哪些不同的事？嗯，我在管理微軟期間一直在學習。整體來說，我對這家公司和所做的工作感到很滿意。我很幸運繼任者繼承了這項工作，所以微軟現在仍然是一家很棒的公司。我為幫助全球健康與教育等領域所做的許多關於AI的學習都來自於微軟，接觸和與那裡的高層人士交談。所以你知道，我真的很珍惜 Satya （註：薩蒂亞·納德拉，Satya Nadella。微軟現任執行長）給我這個機會。目前，反壟斷的問題備受人們關注，包括分割科技巨頭。如果微軟在 21 世紀初真被拆分了，那麼今天的科技格局會是如何？這些反壟斷訴訟，我不知道會有什麼結果。當你的公司也如此成功時，他們認為這會應該發生。當然，他們也看到了微軟在應對這些挑戰的過程中，做得好的地方和做得不好的地方。這些事情很難推測。我的意思是，無論我加入公司的哪個部門，我認為都會很蓬勃的發展。作者：洛逸