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複数のイーサネットスイッチを接続する方法

Updated on 7月 6, 2022
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通常、1つのスイッチングハブで用意されたポートは要件を満たせない場合、複数のスイッチングを組み合わせてニーズに対応します。一般的に、カスゲート接続、スタック接続、クラスタ構成と3つの接続方法があります。この記事では、ネットワークイーサネットスイッチ間の接続における3つの接続方法とそれぞれのメリットとデメリットについて詳しく解説します。

 

カスケード接続

カスケード接続は複数のイーサネットスイッチを接続する従来の方法で、多様なネットワークトポロジーを含んでいます。その中には、デイジーチェーンとスター トポロジーの2つの一般的な方法があります。

デイジーチェーン トポロジー

名の通り、デイジーチェーンはもともとヒナギクの花輪という意味があり、通信分野では3つ以上の機器をケーブルで「数珠繋ぎ」に連結する方式です。これはネットワークにスイッチを追加する最も簡単な方法です。以下のように、2つのデイジーチェーン トポロジー図表を示しています。

linear topology.png

A-B-C-D-Eの様に、分岐なく一列(線形)に、両端のスイッチが接続されていません。

ring topology.png

図2:リングトポロジーによるネットワークスイッチの構造

A-B-C-D-EーFーAのように、円形に両端のスイッチが接続されています。以下の図表に線形トポロジーとリングトポロジーのメリットとデメリットを示しています。

  メリット デメリット
線形トポロジー ●スイッチが3つ以下の場合

●冗長性に欠ける

●データは同方向で送信する必要がある

●柔軟性が低い

●1つのスイッチに障害が発生すると、ほかのを引き込む可能性がある

リングトポロジー

●スイッチ4つ以上の場合

●両方向に送信される双方向伝送が可能

●単一の障害が発生した場合でも構わない

●ブロードキャストストームやネットワークの輻輳を引き起こす可能性がある

(それを解決するには、STP(スパニングツリープロトコル)をサポートするかどうか確認してください。)

スタートポロジーク

自転車の車輪のように、複数の通信機器を接続するトポロジーをスタートポロジーと呼びます。スタートポロジーでは、ネットワーク内のすべてのスイッチがポイントツーポイントリンクを介して コアスイッチに接続されます。

star topology.png図3:スターポロジーによるネットワークスイッチの構造

このように、中央スイッチから宛先ノードに情報が送信されます。スタートポロジーネットワーク内の2つのスイッチ間の通信は、中央スイッチによって制御されます。スタートポロジーを介して、中央スイッチ(40Gスイッチなど)がコアスイッチとして機能し、アクセススイッチ(10Gスイッチなど)に接続する場合、ほぼループは発生しません。

 

スタック接続

スタック接続は、複数のスイッチを組み合わせて、できるだけ多くのポートを提供する目的でそれらを連携させることです。 複数のスイッチがスタックされてスタックユニットを形成します。 また、複数のスイッチをスタックする場合、スタックユニットのポート密度は結合されたポートの合計であり、ネットワーク接続を大幅に向上させます。

switch stacking.png

図4:スターポロジーによるネットワークスイッチの構造

 

クラスタ構成

スイッチクラスタは、相互接続された複数のスイッチを単一の論理デバイスとして管理できます。スケードとスタック接続は、クラスタ構成の前提条件です。クラスタには、通常、コマンドスイッチと呼ばれるマネージスイッチが1つだけあり、他のスイッチを管理できます。 ネットワークでは、これらのスイッチはコマンドスイッチに1つだけIPアドレスを必要とするため、貴重なIPアドレスリソースを節約できます。

switch cluster.png

図5:スイッチクラスタユニット内のコマンドスイッチといくつかのメンバースイッチ

 

複数のイーサネットスイッチを接続する最適な方法

従来のカスケード接続(デイジーチェーントポロジまたはスタートポロジ)、および高度なスタック接続とクラスタ構成は、複数のネットワークスイッチを接続する3つの方法です。では、どれが一番ですか。最初にそれらの違いを知る必要があります。次の表は、それらの違いを示しています。これにより、それぞれのプロパティをよりよく理解できます。

  スケード接続 スタック接続 クラスタ構成
接続されているスイッチの数 原則制限なし 限定的 限定的
帯域幅 増加しない 帯域幅が大幅に増加 クラスタリングにスイッチカスケードを採用するか、クラスタリングにスイッチスタッキングを採用するかによって異なる。クラスタリングユニットの帯域幅は、スタッキングユニットまたはカスケードユニットの帯域幅と同じだ。
運用と制御 メンバースイッチは個別に管理される メンバースイッチはマスタースイッチによって管理される メンバースイッチは、コマンドスイッチによって管理される
柔軟性 ほとんどすべてのスイッチは、製造やタイプに関係なくカスケード接続できる 通常、同じメーカーの同じモデルのスイッチのみをスタックできる 同じ製造元の特定のクラスタ対応スイッチのみでクラスタ化できる
IPアドレス管理 各スイッチには1つのIPアドレスがある すべてのスイッチが単一のIPアドレスを共有する コマンドスイッチのIPアドレスは1つだけ

表に示されているものから、それらすべてにそれぞれ長所と短所があることがわかりました。したがって、複数のイーサネットスイッチを接続する方法は、特定の応用シーンに依存する必要があります。

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