Verbindung mehrerer Ethernet-Switches
Normalerweise kombinieren wir mehrere Ethernet-Switches miteinander, um unsere Anforderungen (Anzahl der Ports, bestimmte Funktionen usw.) zu erfüllen, falls ein Switch dies nicht kann. Aber wie verbindet man mehrere Ethernet-Switches im Netzwerk? Grundsätzlich gibt es drei Haupttechnologien: Stacking (Stapeln), Cascading (Kaskadieren) und Clusterinig (Gruppenbildung). In diesem Artikel werden diese drei Technologien und die beste Art und Weise der Verbindung von Switch zu Switch erläutert.
Verbinden mehrerer Ethernet-Switches durch Switch-Cascading
Cascading ist eine traditionelle Methode zur Verbindung mehrerer Ethernet-Switches, die verschiedene Methoden mit unterschiedlichen Netzwerktopologien umfasst. Durch Cascading von mehr als einem Switch zusammen können Benutzer mehrere Ports nutzen, die jeden der Switches miteinander verbinden, die alle unabhängig voneinander in der Gruppe konfiguriert und verwaltet werden können. Im Kaskadennetzwerk der Switches sind die Daisy-Chain-Topologie und die Stern-Topologie zwei gängige Methoden.
Daisy-Chain-Topologie
Die Daisy-Chain-Topologie verbindet, wie der Name schon sagt, jeden Schalter in Reihe (Chain) mit dem nächsten wie die Blütenblätter eines Gänseblümchens (Daisy). Es ist die einfachste Möglichkeit, weitere Switches in einem Netzwerk hinzuzufügen. Die Struktur von Daisy-Chain-Netzwerk-Switches kann linear sein (wobei die Switches an beiden Enden nicht verbunden sind, Abbildung 1), was einfach als A-B-C beschrieben werden kann. Sie kann aber auch kreisförmig sein (wobei die Switches an beiden Enden nicht verbunden sind, Abbildung 2), was wiederum als A-B-C-D-E-F-A beschrieben werden kann.
Abbildung 1: Daisy-Chain-Switches mit linearer Topologie
Abbildung 2: Daisy-Chain-Switches mit Ring-Topologie
Eine lineare Daisy-Chain-Topologie ist für nicht mehr als drei Ethernet-Switches in Ordnung, da es hier keine Schleife gibt. Sie besitzt jedoch Nachteile beim Ausfall von Switches aufgrund fehlender Redundanz. In einer linearen Topologie müssen Daten in einer Richtung von einem Switch zum anderen übertragen werden. Wenn ein Netzwerk-Switch ausfällt, werden auch die anderen mit hineingezogen. Im Allgemeinen sind lineare Daisy-Chain-Netzwerke weniger flexibel, ähnlich wie elektrische Reihenschaltungen, bei denen sich eine Unterbrechung auf andere verbundene Elemente auswirkt.
Bei mehr als drei Ethernet-Switches ist die Ring-Topologie die bessere Lösung. Sie ermöglicht eine bidirektionale Übertragung, bei der Daten in beide Richtungen gesendet werden. Wenn der Ring bei einer bestimmten Verbindung abreißt, kann die Übertragung über den umgekehrten Pfad gesendet werden, wodurch sichergestellt wird, dass im Falle eines einzigen Ausfalls immer alle Switches zusammengeschaltet sind. In der Ringtopologie sind Daisy-Chaining-Switches jedoch unausweichlich, wodurch eine Schleife entsteht, die zu Broadcast-Storms und Netzwerküberlastung führen kann. Stellen Sie also besser sicher, dass Ihr Netzwerk-Switch STP (Spanning Tree Protocol) unterstützt, um das Schleifenproblem zu lösen.
Stern-Topologie
In einer Stern-Topologie sind alle Switches in einem Netzwerk über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einem Core-Switch verbunden. Auf diese Weise werden Informationen vom zentralen Switch zum Zielknoten übertragen, wobei jede Kommunikation zwischen zwei Switches in einem Stern-Netzwerk von einem zentralen Switch gesteuert wird. Die Stern-Topologie wird häufig verwendet, um mehrere Gigabit-Switches miteinander zu verbinden.
Abbildung 3: Link Access Switches zum Core zur Bildung einer Stern-Topologie
Bei der Verbindung von Gigabit-Switches über Stern-Topologie fungiert häufig ein leistungsstarker Switch (z. B. 40G-Switch) als Core, der dann die Verbindung zu den Access-Switches (z. B. 10G-Switches) herstellt. In diesem Szenario tritt keine Schleife auf, und alle Access-Switches befinden sich viel näher am zentralen Switch.
Verbinden mehrerer Ethernet-Switches über Switch-Stack
Der Switch-Stack ist die Kombination mehrerer Switches, die zusammen arbeiten, um möglichst viele Ports zur Verfügung zu stellen. Mehrere Switches werden gestapelt, um eine Stack-Einheit zu bilden. Wenn mehrere Switches zusammengestapelt werden, ergibt sich die Port-Dichte einer Stack-Einheit aus der Summe der kombinierten Ports, wodurch die Netzwerkkonnektivität erheblich gesteigert wird. Stapeln Sie z. B. zwei Stackable Gigabit-Switches vom Typ S3900-24T4S zusammen, die dann eine Portdichte von 48 1GbE bieten können und auf der Basis eines einzigen Switch-Stacks fast die doppelte Switching-Kapazität erreichen. In der Regel können die Switches der S3900-Serie bis zu 6 gestapelte Switches unterstützen.
Abbildung 4: Sechs S3900-24T4s-Switches gestapelt
Verbinden mehrerer Ethernet-Switches über Switch-Cluster
Switch-Cluster können die mehreren miteinander verbundenen Switches als ein einziges logisches Gerät verwalten. Switch-Cascade und -Stack sind Voraussetzungen für Cluster. In einem Cluster gibt es normalerweise nur einen administrativen Switch, einen so genannten Command-Switch, der andere Switches verwalten kann. In einem Netzwerk benötigen diese Switches nur eine einzige IP-Adresse für den Command-Switch, was wertvolle Ressourcen für IP-Adressen spart.
Abbildung 5: Ein Command-Switch und mehrere Member-Switches in einer Switch-Cluster-Einheit
Welches ist der beste Weg, mehrere Ethernet-Switches zu verbinden?
Herkömmliche Cascading-Ethernet-Switches (Daisy-Chain-Topologie oder Stern-Topologie) sowie fortschrittliches Switch-Stacking und Switch-Clustering sind drei Möglichkeiten, um mehrere Netzwerk-Switches miteinander zu verbinden. Welche ist also die beste? Zunächst müssen Sie die Unterschiede kennen. Die nachstehende Tabelle zeigt die Unterschiede zwischen Switch-Cascade vs. Switch-Stack vs. Switch-Cluster.
Switch-Cascading Switch-Stacking Switch-Clustering Anzahl angeschlossener Switches Keine Einschränkung Begrenzt Begrenzt Bandbreite Keine Erhöhung Deutlicher Anstieg Dies hängt davon ab, ob Sie Switch-Kaskadierung für das Clustering oder Switch-Stacking dafür verwenden. Die Bandbreite der Clustering-Einheit entspricht der der Stacking-Einheit oder der Cascading-Einheit Verwaltung von Member-Switches Separat verwaltet Als Gesamtheit durch Haupt-Switch verwaltet Als Gesamtheit durch Command-Switch verwaltet Anforderung an den Switch-Hersteller Keine Anforderungen an Herstellung und Typen Stapelbar mit gleichen Modellen vom gleichen Hersteller Switches aus dem Support-Cluster desselben Herstellers IP-Adresse Jeder Switch hat eine IP-Adresse Alle Switches teilen sich eine einzige IP-Adresse Nur eine IP-Adresse für Command-Switch
Wie aus der Tabelle hervorgeht, haben die drei Methoden alle ihre jeweiligen Vor- und Nachteile. Daher sollte sich die Art und Weise, wie mehrere Ethernet-Switches miteinander zu verbinden sind, nach Ihren speziellen Anwendungen richten.
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So verwenden Sie Ihren alten WLAN-Router wieder als Netzwerk-Switch
Nur weil Ihr alter WLAN-Router durch ein neueres Modell ersetzt wurde, bedeutet dies nicht, dass er Staub im Schrank sammeln muss. Lesen Sie weiter, während wir Ihnen zeigen, wie Sie einen alten und leistungsschwachen WLAN-Router in einen seriösen Netzwerk-Switch verwandeln (und dabei 20 US-Dollar sparen).
Bild von mmgallan .
Warum möchte ich das tun?
Die Wi-Fi-Technologie hat sich in den letzten zehn Jahren erheblich verändert, aber das Ethernet-basierte Netzwerk hat sich kaum verändert. Daher bleibt ein Wi-Fi-Router mit Mut aus dem Jahr 2006 deutlich hinter der aktuellen Wi-Fi-Router-Technologie zurück, aber die Ethernet-Netzwerkkomponente des Geräts ist genauso nützlich wie je zuvor. Abgesehen davon, dass Ethernet möglicherweise nur 100 MBit / statt 1000 MBit / s fähig ist (was für 99% der Heimanwendungen irrelevant ist), ist Ethernet Ethernet.
VERBUNDEN: Grundlegendes zu Routern, Switches und Netzwerkhardware
Was bedeutet das für Sie als Verbraucher? Dies bedeutet, dass das Gerät, obwohl Ihr alter Router es nicht mehr für Ihre Wi-Fi-Anforderungen hackt, ein perfekt zu wartender (und qualitativ hochwertiger) Netzwerk-Switch ist. Wann benötigen Sie einen Netzwerk-Switch? Jedes Mal, wenn Sie ein Ethernet-Kabel für mehrere Geräte freigeben möchten, benötigen Sie einen Switch.
Angenommen, Sie haben eine einzelne Ethernet-Wandbuchse hinter Ihrem Entertainment-Center. Leider haben Sie vier Geräte, die Sie über eine Hardline mit Ihrem lokalen Netzwerk verbinden möchten, einschließlich Smart HDTV, DVR, Xbox und ein kleiner Raspberry Pi mit XBMC .
Anstatt 20 bis 30 US-Dollar für den Kauf eines brandneuen Switches mit vergleichbarer Verarbeitungsqualität wie Ihr alter WLAN-Router auszugeben, ist es finanziell sinnvoll (und umweltfreundlich), fünf Minuten Ihrer Zeit zu investieren, um die Einstellungen des alten Routers zu ändern Es wird von einem Wi-Fi-Zugangspunkt und einem Routing-Tool in einen Netzwerk-Switch umgewandelt - ideal, um hinter Ihr Entertainment-Center zu gelangen, damit Ihr DVR-, Xbox- und Media Center-Computer eine Ethernet-Verbindung gemeinsam nutzen können.
Was brauche ich?
Für dieses Tutorial benötigen Sie einige Dinge, die Sie wahrscheinlich sofort zur Hand haben oder die Sie kostenlos herunterladen können. Um dem grundlegenden Teil des Tutorials zu folgen, benötigen Sie Folgendes:
1 WLAN-Router mit Ethernet-Anschlüssen
1 Computer mit Ethernet-Buchse
1 Ethernet-Kabel
Für das erweiterte Tutorial benötigen Sie all diese Dinge sowie:
1 Kopie der DD-WRT-Firmware für Ihren WLAN-Router
Wir führen das Experiment mit einem Linksys WRT54GL-WLAN-Router durch. Die WRT54-Serie ist eine der meistverkauften Wi-Fi-Router-Serien aller Zeiten, und es besteht eine gute Chance, dass eine beträchtliche Anzahl von Lesern einen (oder mehrere) davon in einem Büroschrank verstaut hat. Auch wenn Sie keinen Router der WRT54-Serie haben, gelten die hier beschriebenen Grundsätze für alle WLAN-Router. Solange Ihr Router-Verwaltungsbereich die erforderlichen Änderungen zulässt, können Sie uns direkt folgen.
Ein kurzer Hinweis zum Unterschied zwischen der Basisversion und der erweiterten Version dieses Tutorials, bevor wir fortfahren. Ihr typischer WLAN-Router verfügt auf der Rückseite über 5 Ethernet-Ports: 1 mit der Bezeichnung „Internet“, „WAN“ oder eine Variante davon, die an Ihr DSL / Kabel-Modem angeschlossen werden sollen, und 4 mit der Bezeichnung 1-4 für die Verbindung von Ethernet Geräte wie Computer, Drucker und Spielekonsolen direkt an den WLAN-Router.
Wenn Sie einen WLAN-Router in einen Switch umwandeln, verlieren Sie in den meisten Situationen zwei Ports, da der Internet-Port nicht als normaler Switch-Port verwendet werden kann und einer der Switch-Ports zum Eingangsport für das Ethernet-Kabel wird Verbinden des Switches mit dem Hauptnetzwerk. Wenn Sie sich auf das obige Diagramm beziehen, verlieren Sie den WAN-Port und den LAN-Port 1, behalten jedoch die LAN-Ports 2, 3 und 4 zur Verwendung bei. Wenn Sie nur für 2-3 Geräte wechseln müssen, kann dies zufriedenstellend sein.
Für diejenigen unter Ihnen, die ein herkömmlicheres Switch-Setup bevorzugen, bei dem ein dedizierter WAN-Port vorhanden ist und auf die übrigen Ports zugegriffen werden kann, müssen Sie eine Router-Firmware eines Drittanbieters wie den leistungsstarken DD-WRT auf Ihren Computer flashen Gerät. Auf diese Weise wird der Router stärker modifiziert und Sie können dem Switch den zuvor reservierten WAN-Port zuweisen, wodurch die LAN-Ports 1 bis 4 geöffnet werden.
Auch wenn Sie diesen zusätzlichen Port nicht verwenden möchten, bietet Ihnen DD-WRT so viele weitere Optionen, dass sich die zusätzlichen Schritte lohnen.
Vorbereiten Ihres Routers für das Leben als Switch
Bevor wir die Wi-Fi-Funktionalität herunterfahren und Ihr Gerät als Netzwerk-Switch verwenden, müssen Sie einige wichtige Vorbereitungsschritte ausführen.
Zunächst möchten Sie den Router zurücksetzen (wenn Sie gerade eine neue Firmware auf Ihren Router geflasht haben, überspringen Sie diesen Schritt). Befolgen Sie die Rücksetzvorgänge für Ihren bestimmten Router oder wählen Sie die sogenannte „Peacock-Methode“, bei der Sie die Rücksetztaste 30 Sekunden lang gedrückt halten, den Router vom Stromnetz trennen und 30 Sekunden lang warten (während Sie die Rücksetztaste gedrückt halten) Schließen Sie es an, während Sie die Rest-Taste erneut gedrückt halten. Während der Lebensdauer eines Routers werden verschiedene große und kleine Änderungen vorgenommen. Es ist daher am besten, alle auf die werkseitigen Standardeinstellungen zurückzusetzen, bevor Sie den Router als Switch verwenden.
Zweitens müssen wir nach dem Zurücksetzen die IP-Adresse des Geräts im lokalen Netzwerk in eine Adresse ändern, die nicht direkt mit dem neuen Router in Konflikt steht. Die typische Standard-IP-Adresse für einen Heimrouter lautet 192.168.1.1. Wenn Sie jemals wieder in das Administrationsfenster des Routers zurückkehren müssen, um die Dinge zu überprüfen oder Änderungen vorzunehmen, ist es ein echtes Problem, wenn die IP-Adresse des Geräts mit dem neuen Heimrouter in Konflikt steht. Die einfachste Möglichkeit, damit umzugehen, besteht darin, eine Adresse zuzuweisen, die der tatsächlichen Routeradresse nahe kommt, jedoch außerhalb des Adressbereichs liegt, den Ihr Router über den DHCP-Client zuweist. Eine gute Wahl ist dann 192.168.1.2.
Sobald der Router zurückgesetzt (oder erneut geflasht) und eine neue IP-Adresse zugewiesen wurde, ist es Zeit, ihn als Switch zu konfigurieren.
Grundlegender Router zum Wechseln der Konfiguration
Wenn Sie keine neue Firmware auf Ihr Gerät flashen möchten (oder müssen), um diesen zusätzlichen Port zu öffnen, ist dies der Abschnitt des Tutorials für Sie: Wir erläutern, wie Sie einen Standard-Router, unseren zuvor erwähnten WRT54, verwenden Serie Linksys, und konvertieren Sie es in einen Schalter.
Schließen Sie den Wi-Fi-Router über einen der LAN-Ports an das Netzwerk an (betrachten Sie den WAN-Port ab diesem Zeitpunkt als so gut wie tot), es sei denn, Sie verwenden den Router wieder in seiner herkömmlichen Funktion oder flashen später eine erweiterte Firmware auf das Gerät ist der Port zu diesem Zeitpunkt offiziell stillgelegt). Öffnen Sie das Verwaltungsbedienfeld über einen Webbrowser auf einem angeschlossenen Computer. Bevor wir beginnen, zwei Dinge: Erstens sollte alles, was wir nicht ausdrücklich anweisen, zu ändern, in der Standardeinstellung zum Zurücksetzen auf die Werkseinstellungen belassen werden, wie Sie sie finden, und zweitens, ändern Sie die Einstellungen in der Reihenfolge, in der wir sie als einige Einstellungen auflisten kann nicht geändert werden, nachdem bestimmte Funktionen deaktiviert wurden.
Navigieren wir zunächst zu Setup -> Grundeinstellung . Hier müssen Sie folgende Dinge ändern:
Lokale IP-Adresse: [different than the primary router, e.g. 192.168.1.2] Subnetzmaske: [same as the primary router, e.g. 255.255.255.0] DHCP-Server: Deaktivieren
Speichern Sie mit der Schaltfläche "Einstellungen speichern" und navigieren Sie zu Setup -> Erweitertes Routing :
Betriebsart: Router
VERBUNDEN: Sichern Sie Ihren WLAN-Router: 8 Dinge, die Sie jetzt tun können
Diese spezielle Einstellung ist sehr intuitiv. Der Schalter „Betriebsmodus“ teilt dem Gerät mit, ob die NAT-Funktion (Network Address Translation) aktiviert werden soll oder nicht. Da wir eine intelligente Netzwerkhardware in eine relativ dumme verwandeln, benötigen wir diese Funktion nicht. Daher wechseln wir vom Gateway-Modus (NAT ein) in den Router-Modus (NAT aus).
Unser nächster Halt ist Wireless -> Grundeinstellungen für Wireless :
Wireless SSID Broadcast: Deaktivieren Drahtloser Netzwerkmodus: Deaktiviert
Nachdem Sie das WLAN deaktiviert haben, werden wir erneut etwas tun, das nicht intuitiv ist. Navigieren Sie zu Drahtlos -> Drahtlose Sicherheit und stellen Sie die folgenden Parameter ein:
Sicherheitsmodus: WPA2 Personal WPA-Algorithmen: TKIP + AES Gemeinsamer WPA-Schlüssel: [select some random string of letters, numbers, and symbols like JF#d$di!Hdgio890]
Jetzt fragen Sie sich vielleicht, warum um alles in der Welt wir eine ziemlich sichere Wi-Fi-Konfiguration auf einem Wi-Fi-Router festlegen, die wir nicht als Wi-Fi-Knoten verwenden werden. Für den Fall, dass nach einem Stromausfall etwas Seltsames passiert, wenn Ihr Router ein- und ausgeschaltet wird und die Wi-Fi-Funktionalität aktiviert ist, möchten wir die Wi-Fi nicht ausführen. Der Fi-Knoten ist weit geöffnet und gewährt uneingeschränkten Zugriff auf Ihr Netzwerk. Obwohl die Wahrscheinlichkeit, dass dies nicht der Fall ist, so gut wie nicht vorhanden ist, dauert es nur wenige Sekunden, um die Sicherheitsmaßnahme anzuwenden. Es gibt also wenig Grund, dies nicht zu tun.
Speichern Sie Ihre Änderungen und navigieren Sie zu Sicherheit -> Firewall .
Deaktivieren Sie alles außer Filter Multicast Firewall-Schutz: Deaktivieren
An diesem Punkt können Sie Ihre Änderungen erneut speichern, die vorgenommenen Änderungen überprüfen, um sicherzustellen, dass sie alle hängen bleiben, und dann Ihren "neuen" Switch überall dort einsetzen, wo er benötigt wird.
Erweiterter Router zum Wechseln der Konfiguration
Für die erweiterte Konfiguration benötigen Sie eine Kopie von DD-WRT, die auf Ihrem Router installiert ist. Dies ist zwar ein paar zusätzliche Schritte, bietet Ihnen jedoch viel mehr Kontrolle über den Prozess und gibt einen zusätzlichen Port am Gerät frei.
Schließen Sie den WLAN-Router über einen der LAN-Ports an das Netzwerk an (später können Sie das Kabel auf den WAN-Port umschalten). Öffnen Sie das Verwaltungsbedienfeld über einen Webbrowser auf dem angeschlossenen Computer. Navigieren Sie zu Setup -> Grundeinstellung Registerkarte, um loszulegen.
Stellen Sie auf der Registerkarte Grundeinstellung sicher, dass die folgenden Einstellungen angepasst sind. Die Einstellung ändert sich sind nicht optional und erforderlich, um den WLAN-Router in einen Switch zu verwandeln.
WAN-Verbindungstyp: Deaktiviert Lokale IP-Adresse: [different than the primary router, e.g. 192.168.1.2] Subnetzmaske: [same as the primary router, e.g. 255.255.255.0] DHCP-Server: Deaktivieren
Deaktivieren Sie neben der Deaktivierung des DHCP-Servers auch alle DNSMasq-Kontrollkästchen unten im DHCP-Untermenü.
Wenn Sie den zusätzlichen Port aktivieren möchten (und warum nicht), finden Sie im Abschnitt WAN-Port Folgendes:
Weisen Sie dem Switch [X] den WAN-Port zu
Zu diesem Zeitpunkt ist der Router zu einem Switch geworden und Sie haben Zugriff auf den WAN-Port, sodass alle LAN-Ports frei sind. Da wir uns jedoch bereits im Bedienfeld befinden, können wir auch einige optionale Schalter umlegen, die den Schalter weiter verriegeln und verhindern, dass etwas Seltsames passiert. Die optionalen Einstellungen werden über das Menü angeordnet, in dem Sie sie finden. Denken Sie daran, Ihre Einstellungen mit der Schaltfläche Speichern zu speichern, bevor Sie auf eine neue Registerkarte wechseln.
Während noch in der Setup -> Grundeinstellung Menü, ändern Sie Folgendes:
Gateway / lokales DNS: [IP address of primary router, e.g. 192.168.1.1]
NTP-Client: Deaktivieren
Der nächste Schritt besteht darin, das Radio vollständig auszuschalten (wodurch nicht nur das WLAN zerstört, sondern auch der physische Funkchip ausgeschaltet wird). Navigieren Sie zu Drahtlos -> Erweiterte Einstellungen -> Funkzeitbeschränkungen :
Funkplanung: Aktivieren Wählen Sie "Immer aus"
Es ist nicht erforderlich, ein potenzielles Sicherheitsproblem zu verursachen, indem Sie das Wi-Fi-Radio eingeschaltet lassen. Mit dem obigen Schalter wird es vollständig ausgeschaltet.
Unter Dienstleistungen -> Dienstleistungen:
DNSMasq: Deaktivieren
ttraff Daemon: Deaktivieren
Unter dem Sicherheit -> Firewall Deaktivieren Sie jedes Kontrollkästchen außer "Filter Multicast", wie im obigen Screenshot gezeigt, und deaktivieren Sie dann die SPI-Firewall. Wenn Sie hier fertig sind, speichern Sie und wechseln Sie zur Registerkarte "Verwaltung". Unter Administration -> Management:
Kennwortschutz für Info-Sites: Aktivieren Info Site MAC Masking: Deaktivieren CRON: Deaktivieren 802.1x: Deaktivieren Routing: Deaktivieren
Speichern Sie nach dieser letzten Optimierungsrunde Ihre Einstellungen und wenden Sie sie an. Ihr Router wurde jetzt strategisch so heruntergefahren, dass er als sehr zuverlässiger kleiner Switch mitlaufen kann. Zeit, es hinter Ihren Schreibtisch oder Ihr Unterhaltungszentrum zu stopfen und Ihre Verkabelung zu optimieren.
