前言

根据国内某大型SI厂商市场调查，Layer 3 Switch将是明年标案市场的主流产品。由于目前国内企业在规划网络时，几乎都会规划Layer 2 Switch，且因该产品生产厂商众多，造成价格竞争激烈，利润微薄，目前SI业者对于此类型产品已经兴趣缺缺，几乎把Layer 2 Switch当Hub卖。上期笔者介绍为何需要Layer 3 Switch，本期将举例说明Layer 3 Switch该如何规划。

网段设计方式

首先，将一个大型网络分成几个子网(Subnet)，IP可用企业私有IP网段，如第一个网段IP地址为192.168.1.xx，第二个网段IP地址为192.168.2.xx，第三个网段IP地址为192.168.3.xx，依此类推，每个网段皆可容纳最多254个节点(Node)。举例而言，如(图一)所示：

《图一 Layer 3 Switch for Wiring Closet》

不同网段之工作站，IP设定将不相同。拿网段192.168.1.xx来说，此网段下之工作站IP定义如下：

IP地址为192.168.1.1～253，Gateway为192.168.1.254，Mask为255.255.255.0

一般而言，我们习惯将IP前几码(1～10)保留给服务器(Server)使用，如：192.168.1.1为该网段之Local Server；而将IP后几码(240～254)保留给设备，如：Switch、Router、Hub，所以该网段Gateway我们设定为192.168.1. 254。

若以NPI keystone 24mg为例，该机器堆栈后可支持96个UTP端口，若每一端口支持一个Class C网段，则最多可支持高达96个网段，每个网段扣除Gateway所占用之IP后，尚可支持253个节点，所以总共可支持96 x 253= 22,560个节点。但一般应用会采多端口共享一个IP网段来增加上连(Up-Link)带宽，如Port 9～16为一个网段，如此一来，该网段将可获得800M上连的带宽。IT人员应妥善规划每个网段上连带宽，若该网段部门不需太多带宽与外部数据往来，我们却都一视同仁而规划800M带宽将有点浪费。

如(图二)所示，将Layer 3 Switch之Port 9～16设定成为一个VLAN，并将该VLAN给予一个IP地址192.168.1.254，该子网(Subnet)之Server IP为192.168.1 .1，该子网(Subnet)之工作站IP为192.168.1.10～192.168.1.239，该子网可网管之Layer 2 Hub IP为192.168.1.240，该子网所有Gateway为设定为192.168.1. 254，Mask为255.255.255.0，所以只要该子网之工作站与该子网之服务器彼此间数据往来之封包皆不会往外送，更不会影响其他子网的Traffic。当有封包要往其他子网时，便可经由Gateway(Layer 3 Switch IP 192.168.1.254)往外送。

《图二 Subnet Configuration》

采用Layer 3可堆栈Switch的好处

由图二我们发现，一个布线中心并非一定需要到96个UTP Ports，也许目前只需要48 Ports，因此，若采用堆栈式Switch架构，我们可先分别采购一台Master Switch与一台Slave Switch，如此即可组成48 Ports Switch，这样的架构未来还保有二台Slave Switch的扩充空间。

再则，因为机架式Switch体积庞大，若因意外事故，例如：RAM不稳或接触不良，往往整部机器就罢工，造成IT人员的额外负担。若采取堆栈式Switch，当发生故障时，IT人员可先解除堆栈线，暂时先使用Master Switch工作，若Master Switch并无故障，则可先堆栈一层Slave Switch，工作一段时间若无故障情形，则可再一层一层往上堆栈，如此，我们便可很快找到发生问题的Switch，将其更换。若一个网络相当庞大，可以由好几个堆栈交换器组成好几个布线中心，再经由布线中心以Gigabit Port往上连接。

实例介绍

如(图三)所示，某企业大约有2,000个Node，分为五个布线中心。该企业内部采用Intranet Private IP，IP地址可由192.168. 1.xx～192.168.15.xx，每个布线中心(堆栈Switch)管理三段IP，每段IP提供8个Up-Link Port，一个堆栈Switch最多可提供96 Ports，所以每个布线中心最多可提供253 x (96/8)=253 x 12=3,036 Node，远大于目前400个Node的需求(每个布线中心400 Node x 5 = Total 2,000 Node)，因此，每个布线中心只需购买一台Master 24 Port 10/100 Layer 3 Switch外加2个Gigabit Ports即可支持759个点[253 Node x (24 Port / 8 Port) = 759 Node]。

《图三 10/100/1000M Solutions》

若大家觉得800M上连带宽不足，可采用16 Ports为一个网段，即可提供1.6Gbps(Half Duplex)上连带宽，若设定为全双工，将可达3.2 Gbps(Full Duplex)上连带宽，一个布线中心需支持3段Class C之网段，所以需要3 x 16 Ports = 48 Ports，故一个布线中心需要一台Master 24 Port 10/100 Layer 3 Switch、外加2个Gigabit Ports模块及一台Slave Switch，堆栈成一组48 Port 10/100及2个Gigabit Ports Layer 3 Switch。由此可以得知，堆栈Switch可以较有弹性，比较符合实际网络成长需求，带宽要加倍只需增加堆栈Port数即可。

当然，网络成长到一个规模，IP管理将是一大问题，因此我们可在每一个Subnet架设一台DHCP Server(请参照图二)，在子网服务器IP 192.168.1.1启动DHCP服务，设定IP配送范围为192.168.1 .10～192.168.1.240，若工作站设定为自动取得IP，DHCP服务器将自动分发10～240的IP给用户(DHCP Client)，如此一来便可省去规划工作站IP繁琐的步骤。那工作站会不会取得别的网段DHCP Server之数据而配错IP呢？以NPI交换器为例，由于采用NuWave Architecture，交换器可以自动发现IP地址，动态产生IP Subnet VLAN，将IP有效的控制在它们指定的DHCP Server范围，因此不会有任何问题，所以在选购Layer 3 Switch时要注意是否支持IGMP、GMRP、ARP等。

接下来我们必须定义布线中心Gigabit Port IP地址与Backbone Switch IP地址，这设定将会有点像Router，如(图四)：

《图四 IP for Gigabit Ports》

我们规划192.168.250.xx为骨干网段，任何上接之Gigabit Port，我们将配给它一个IP地址，我们以第一个布线中心为例，该堆栈之Switch包含三个子域192.168.1.xx、192.168.2.xx、192.168.3.xx(请参照图一)，而该交换器透过Gigabit Port上连至骨干交换器，因此必须定义该交换器之Gateway IP为192.168.250.1，该Switch上连之Gigabit Port IP为192.168.250.2，依此类推骨干交换器Port2 IP为192.168.250.3、Port3 IP为192.168.250.5，第二布线中心交换器IP为192.168.250. 4，第三布线中心交换器IP为192.168.250.6。

我们以第一个布线中心为例，该Switch会辨别非192.168.1.xx～192.168.3.xx之封包皆往192.168. 250.1之网段传送，而该网段正是骨干交换中心。

结语

透过Layer 3 Switch的规划，将整个大型网络切成若干子网，每个子网皆可独立成为一个网域(Domain)，当不同子网需要传送数据时，皆可由上层交换器来处理，因此能将网络负载做有效分配，只要骨干交换器背板带宽够快，将不会有网络阻塞的情形发生，Layer 3 Switch可以将Local封包经由Local交换器直接处理，不往上传，避免骨干交换器过于繁忙而效率不佳。Layer 3 Switch是目前网络效能不佳的解决方案，如果您有网络过于庞大、网络速度过慢的问题，建议不妨考虑采购Layer 3 Switch做为骨干交换器，当然，产品功能、背板速度、扩充性以及价位都是列入评量的要点。

(作者任职于美商NPI友亮科技)

(网际先锋2000.1月号68期)