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Comment connecter plusieurs switchs Ethernet ?

Charlene

Traducteur David
17 janvier 2020

Il est possible de combiner plusieurs commutateurs Ethernet ensemble pour répondre aux besoins spécifiques (numéro de port, certaines fonctions, etc.) lorsqu'un seul commutateur ne suffit pas. Comment connecter plusieurs commutateurs Ethernet en réseau ? Il existe trois méthodes principales : commutateurs en cascade, commutateurs en pile et commutateurs en grappe. Cet article présente les trois méthodes les plus efficaces pour établir une connexion de type "switch to switch" (commutateur à commutateur).

Connection de plusieurs commutateurs Ethernet par mode de cascade

Le commutateur en cascade (Cascading Switch) est un moyen traditionnel de connecter plusieurs commutateurs Ethernet, qui s'accompagne de diverses méthodes impliquant diverses topologies de réseau. En connectant plusieurs commutateurs en cascade, les utilisateurs peuvent disposer de plusieurs ports interconnectant chacun des commutateurs, 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 - Commutateurs en Daisy Chain, un par un

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

Commutateurs en Daisy Chain par topologie linéaire

Figure 1 : Commutateurs en Daisy Chain par topologie linéaire

Commutateurs en Daisy Chain par topologie en anneau.png

Figure 2 : Commutateurs en Daisy Chain par topologie en anneau

Pour un maximum de trois commutateurs 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 commutateur en raison d'un manque de redondance. En topologie linéaire, les données doivent être transmises d'un commutateur à l'autre dans une direction. Lorsqu'un commutateur 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 commutateurs 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 commutateurs sont toujours connectés en cas d’une défaillance singulière. Cependant, dans la topologie en anneau, les commutateurs 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 commutateurs réseau supportent le STP (Spanning Tree Protocol) pour régler les problèmes de boucles.

Topologie en étoile - Commutateurs d'accès liés au noyau

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

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

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

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

Connecter plusieurs commutateurs Ethernet par pile de commutateurs

La pile de commutateurs consiste à combiner plusieurs commutateurs afin qu'ils fonctionnent ensemble dans le but de fournir le plus grand nombre de ports possible. Plusieurs interrupteurs sont empilés pour former une unité de pile. Et lorsque l'on empile plusieurs commutateurs 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 commutateurs Gigabit S3900-24T4S, 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 commutateurs. Les commutateurs de la série S3900 peuvent supporter jusqu'à 6 interrupteurs empilés.

Empilage de six commutateurs S3900-24T4s

Figure 4 : Empilage de six commutateurs S3900-24T4s

Connection de plusieurs commutateurs Ethernet par grappe

La grappe de commutateurs peut contrôler les multiples commutateurs interconnectés comme un seul dispositif logique. La cascade et la pile de commutateurs 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 commutateur administratif, appelé commutateur de commande, qui peut gérer les autres commutateurs. Dans un réseau, ces commutateurs ont besoin d'une seule adresse IP pour le commutateur de commande, ce qui permet d'économiser les ressources d'adresses IP.

Un commutateur de commande et plusieurs commutateurs dans une unité de grappe de commutateurs.png

Figure 5 : un commutateur de commande et plusieurs commutateurs dans une unité de grappe de commutateurs

Quel est le meilleur moyen de connecter plusieurs commutateurs Ethernet ?

Les commutateurs Ethernet en cascade traditionnels (topologie Daisy Chain ou en étoile), ainsi que l'empilage et le regroupement par grappe de commutateurs avancés, sont trois façons de connecter plusieurs commutateurs de 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.

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

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