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Comment connecter plusieurs switchs Ethernet ?

Charlene

Traducteur David
10 février 2022

Switch Niveau 3 FS S5860-20SQ

Il est possible de combiner plusieurs switchs Ethernet ensemble pour répondre aux besoins spécifiques (numéro de port, certaines fonctions, etc.) lorsqu'un seul switch ne suffit pas.

Comment connecter plusieurs switchs Ethernet en réseau ? Il existe trois méthodes principales : Switchs en cascade, switchs en pile et switchs en grappe. Cet article présente les trois méthodes les plus efficaces pour établir une connexion de type "switch to switch" (switch à switch).

Connection de plusieurs switchs Ethernet par mode de cascade

Le switch en cascade (Cascading Switch) est un moyen traditionnel de connecter plusieurs switchs Ethernet, qui s'accompagne de diverses méthodes impliquant diverses topologies de réseau. En connectant plusieurs switchs en cascade, les utilisateurs peuvent disposer de plusieurs ports interconnectant chacun des switchs, tous pouvant être configurés et gérés indépendamment dans le groupe. Parmi les réseaux en cascade, la topologie Daisy Chain et la topologie en étoile sont deux méthodes courantes.

Topologie Daisy Chain - switchs en Daisy Chain, un par un

La topologie Daisy Chain relie chaque switch en série au suivant. C'est le moyen le plus simple d'ajouter des switchs supplémentaires dans un réseau. La structure des switchs en Daisy Chain peut être linéaire (où les switchs aux deux extrémités ne sont pas connectés, figure 1), ce qui peut être simplement décrit comme A-B-C, ou circulaire (où les switchs aux deux extrémités ne sont pas connectés, figure 2), ce qui peut être simplement décrit comme A-B-C-D-E-F-A.

switchs en Daisy Chain par topologie linéaire

Figure 1 : Switchs en Daisy Chain par topologie linéaire

switchs en Daisy Chain par topologie en anneau.png

Figure 2 : Switchs en Daisy Chain par topologie en anneau

Pour un maximum de trois switchs Ethernet, une topologie linéaire de "daisy chain" est acceptable puisqu'il n'y a pas de boucle. Cependant, elle présente des inconvénients en cas de panne de switch en raison d'un manque de redondance. En topologie linéaire, les données doivent être transmises d'un switch à l'autre dans une direction. Lorsqu'un switch de réseau tombe en panne, les autres seront également concernés. En général, les réseaux linéaires en Daisy Chain sont moins flexibles, semblables aux circuits électriques en série, où une interruption affecte d'autres éléments connectés.

Pour une installation avec plus de trois switchs Ethernet, la topologie en anneau est préférable. Elle permet une transmission bidirectionnelle où les données sont envoyées dans les deux sens. Si l'anneau est interrompu sur une liaison particulière, la transmission peut être envoyée par la voie inverse, ce qui garantit que tous les switchs sont toujours connectés en cas d’une défaillance singulière. Cependant, dans la topologie en anneau, les switchs en Daisy Chain causent inévitablement des boucles qui peuvent créer des tempêtes de diffusion et un encombrement ou congestion du réseau. Il est donc préférable de s'assurer que les switchs réseau supportent le STP (Spanning Tree Protocol) pour régler les problèmes de boucles.

Topologie en étoile - switchs d'accès liés au noyau

Dans une topologie en étoile, tous les switchs d'un réseau sont reliés à un switch central par une liaison point à point. De cette manière, les données sont transmises du switch central au nœud de destination, toute communication entre deux switchs dans un réseau en étoile étant contrôlée par un switch central. La topologie en étoile est largement utilisée pour connecter plusieurs switchs Gigabit entre eux.

Les switchs d'accès liés au noyau pour former la topologie en étoile

Figure 3 : Switchs d'accès liés au noyau pour former la topologie en étoile

Lors de la connexion de switchs Gigabit par topologie en étoile, un switch puissant (tel qu’un switch 40G) fait souvent office de noyau, qui se connecte ensuite aux switchs d'accès (tels que des switchs 10G). Dans ce scénario, aucune boucle ne se produit et tous les switchs d'accès sont beaucoup plus proches du switch central.

Connecter plusieurs switchs Ethernet par pile de switchs

La pile de switchs consiste à combiner plusieurs switchs afin qu'ils fonctionnent ensemble dans le but de fournir le plus grand nombre de ports possible. Plusieurs switchs sont empilés pour former une unité de pile. Et lorsque l'on empile plusieurs switchs ensemble, la densité de ports d'une unité d'empilement est la somme des ports combinés, ce qui augmente considérablement la connectivité du réseau. Par exemple, empiler deux switchs Gigabit S3900-24T4S-R, qui peuvent alors fournir une densité de 48 ports 1GbE et obtenir une capacité de commutation presque double sur la base d'une seule pile de switchs. Les switchs de la série S3900-R peuvent supporter jusqu'à 8 switchs empilés.

Empilage de 8 switchs S3900-24T4S-R

Figure 4 : Empilage de 8 switchs S3900-24T4S-R

Connection de plusieurs switchs Ethernet par grappe

La grappe de switchs peut contrôler les multiples switchs interconnectés comme un seul dispositif logique. La cascade et la pile de switchs sont des conditions requises pour la mise en place d'une grappe (cluster). Dans une grappe, ou “cluster”, il n'y a généralement qu'un seul switch administratif, appelé switch de commande, qui peut gérer les autres switchs. Dans un réseau, ces switchs ont besoin d'une seule adresse IP pour le switch de commande, ce qui permet d'économiser les ressources d'adresses IP.

Un switch de commande et plusieurs switchs dans une unité de grappe de switchs.png

Figure 5 : Un switch de commande et plusieurs switchs dans une unité de grappe de switchs

Quel est le meilleur moyen de connecter plusieurs switchs Ethernet ?

Les switchs Ethernet en cascade traditionnels (topologie Daisy Chain ou en étoile), ainsi que l'empilage et le regroupement par grappe de switchs avancés, sont trois façons de connecter plusieurs switchs réseau. Pour avoir une meilleure idée sur laquelle de ces topologies est la plus convenable, Il faut connaître leurs différences. Le tableau ci-dessous montre les différences entre ces topologies, ce qui vous permettra de mieux comprendre leurs propriétés respectives.


Switchs en cascade Switchs en pile Switchs en grappe
Nombre de switchs connectés Aucune limitation Limité Limité
Bande passante Pas d'augmentation Forte augmentation Mise en grappe par switchs en cascade, pas d'augmentation de bande passante ; Mise en grappe par switchs en cascade, augmentation élevée de la bande passante
Gestion des switchs Géré séparément Géré dans son ensemble par un switch général Géré dans son ensemble par un switch de commande
Exigence imposée au fabricant de switch Aucune exigence concernant la fabrication et les types switchs empilables utilisant les mêmes modèles du même fabricant switchs provenant du même fabricant
Adresse IP Chaque switch possède une adresse IP Tous les switchs partagent une seule adresse IP Une seule adresse IP pour le switch de commande

D'après ce qui est indiqué dans le tableau, il est possible de constater que chacun d'entre eux a ses avantages et ses inconvénients. Par conséquent, la manière de connecter plusieurs switchs Ethernet devrait dépendre des applications particulières.

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