端口扩展是在LAN网络设计中经常会碰到的问题，目前广泛使用的扩展方式包括级连扩展、堆叠技术扩展和虚拟机框三种技术。
一、 级连技术
1. 拓扑结构
级连扩展是最直接的一种扩展方式，综合考虑不同交换机的转发性能和端口属性，通过一定的拓扑结构设计，可以方便的实现大量用户端口接入。级连模式的典型结构如图1所示。
2. 冗余方式
级连模式是组建大型LAN最理想的方式，可以综合利用各种拓扑设计技术和冗余技术，实现层次化网络结构，如通过双归等拓扑结构设计冗余，通过Link Aggragation技术实现冗余和Up Link的带宽扩展等等，这些技术已经非常成熟，广泛使用在各种局域和城域。
3. 防环技术
使用生成树技术(STP)避免环路。
4. 级连端口
使用通用的以太网端口进行层次间互联，如100M FE端口、GE端口以及10GE端口。
5. 设备管理
需要单独配置每台设备；通过使用网管平台，可以实现对全网设备的统一管理，如拓扑管理和故障管理等等。
6. 级连数量
当级连层数较多，层次之间同时存在较大的收敛比时，边缘节点之间由于经历了较多的交换和缓存，将出现一定的时延，可以通过上行端口汇聚减小收敛比或者提高上端设备性能的方式进行解决。在级连模式下，为了保证网络的效率，一般建议层数不要超过四层。
7. 部署位置
级连模式是组建结构化网络的必然选择，级连使用通用电缆（光纤）各个组建可以放在任意位置，非常有利于综合布线。
二、 堆叠技术
堆叠技术也是目前在以太网交换机上扩展端口使用较多的一种技术，是一种非标准技术，各个厂商不支持混合堆叠，堆叠模式为各厂商制定，不支持拓扑结构。目前流行的堆叠模式主要有两种：菊花链模式和星型模式。堆叠的最大的优点就是提供简化的本地管理，将一组交换机作为一个对象来管理。
Cisco 3550系列交换机的集群技术是传统堆叠技术的典型应用。
1. 虚拟堆叠方式
1) 拓扑结构
有菊花链和星型两种模式。Cisco Catalyst 3550系列可以使用菊花链和星型两种堆叠方式。
菊花链式堆叠是一种基于级连结构的堆叠技术，对交换机硬件上没有特殊的要求，通过相对高速的端口串接和软件的支持，最终可以实现构建一个多交换机的环状结构，可以实现一定程度上的冗余，但就交换效率来说，同级连处于同一层次，相比之下，菊花链式堆叠需要占用更多的高速端口，不存在拓扑管理，一般不能进行分布式布置，适用于高密度端口需求的单节点机构，可以使用在网络的边缘。
星型堆叠技术相对菊花链方式较高级，对交换机而言，需要提供一个独立的或者集成的高速交换中心（堆叠中心），所有的堆叠主机通过专用的（也可以是通用的高速端口）高速堆叠接口上行到统一的堆叠中心，堆叠中心一般是一个基于专用ASIC的硬件交换单元，根据其交换容量，带宽一般在10－32G之间，其ASIC交换容量限制了堆叠的数量。
2) 冗余方式
菊花链堆叠方式形成了一个封闭的环路，通过软件实现UP LINK的冗余。
星型结构堆叠可以使用端口聚合等冗余技术。
3) 防环技术
菊花链式结构由于产生了一个封闭的环路结构，需要排除环路所带来的广播风暴影响，通过STP技术，避免环路，在正常工作模式下，任何时刻，环路中的某一从交换机到达主交换机只能通过一个高速口进行（即：另一个高速端口不能分担本交换机的上行数据压力），需要通过所有上游交换机的交换。
当某一台成员/接口/线路坏掉，均会导致STP的重新计算，中断时间即是STP重新计算的时间，受STP的影响，中断时间较长。
4) 堆叠端口
Cisco 3550系列交换机使用GigaStack GBIC专用模块和独立的端口，在星型堆叠方式的配置中可提供最大2Gbps的转发速率，或在9台交换机的菊花链配置中提供1Gbps的转发带宽。
5) 堆叠数量
菊花链堆叠方式最多可以支持9台Cisco Catalyst 3550G-24/48交换机堆叠。
星型堆叠方式可以通过1台Cisco Catalyst 3550-12G和10台Cisco Catalyst 3550G-24/48交换机进行堆叠
6) 设备管理
传统的堆叠技术仍是一种集中管理的端口扩展技术，可以通过网管系统进行管理，不能提供拓扑管理，没有国际标准，兼容性较差。无法提供比较优秀的转发性能和方便的管理特性。
7) 部署模式
菊花链式堆叠的层数一般不应超过四层，要求所有的堆叠组成员摆放的位置足够近（一般在同一个机架之上）。
2.堆叠技术
由于虚拟的堆叠并非真正意义的堆叠，不能提供足够的堆叠带宽性能，所以Cisco公司又推出了真正的堆叠技术，在Catalyst 3750系列交换机上提供StackWise技术。
1) StackWise堆叠技术
思科StackWise技术使用专用的堆叠端口和特殊的堆叠互联电缆，从而创建一条双向的封闭环路。这条双向环路可以充当它所连接的所有交换机的交换矩阵，每条环路支持16Gbps，总共32Gbps的交换堆叠容量。将单个交换机智能化地结合到一起，创建一个单一的交换单元，同一堆叠中的所有交换机共享配置和路由信息。用户可以在不影响性能的情况下，从一个正在工作的堆叠中添加或者移除交换机。图4为物理堆叠连接图。
2) 冗余技术方式
交换机在物理上通过菊花链连接在一起。任何一条电缆发生中断，都将导致堆叠的带宽降低到它的总容量的一半。次秒级定时机制可以检测流量故障，及时地进行故障切换。这种机制可以在定时机制检测到电缆上的互动时重新恢复双路径传输。
通过集成在IOS版本内部的堆叠协议选举出Master和Member，由Master统一管理堆叠的所有交换机，包括配置管理，端口管理等。选举Master或者Member转换为Master状态，大致需要10-20ms时间，除非Master交换机状态发生改变，否则其它Member不会成为Master。
Master的选举或者重选举遵循以下顺序条件：
1) 当前交换机为Master
2) 堆叠优先级
3) 软件版
4) 系统在线时间较长
5) MAC地址较小
6) Master多堆叠中移除
7) Master关机或者重启
使用STP防止菊花链环路，支持PVST和RPVST+。
堆叠以一个独立的STP节点呈现有网络中，所有的Member使用相同的Bridge ID(为Master的MAC)
新交换机加入到堆叠后，自动将自己的Bridge ID设置为Master的Bridge ID，如果新交换机具有较低的ID并且根路径COST与所有Stack Members相同，新交换机将成为堆叠的root交换机
当堆叠中的一个Member脱离堆叠、堆叠Master交换机故障或者脱离堆叠、连接到堆叠的邻居交换机故障或断电、新外连交换机连接至堆叠等等，都可能会导致Stack的STP进行重新收敛(也可能会对外部产生重新STP计算)
网络故障时间是STP计算的时间，较长，这一点与后面讲到的虚拟机框技术有着本质的不同。
4) 堆叠数量
最多支持9台交换机堆叠。
5) 设备管理方便
堆叠后的3750交换机，可以通过Master进行统一管理，在Mater上进行配置操作，配置信息分发至各Member交换机。
一、 级连技术
1. 拓扑结构
级连扩展是最直接的一种扩展方式，综合考虑不同交换机的转发性能和端口属性，通过一定的拓扑结构设计，可以方便的实现大量用户端口接入。级连模式的典型结构如图1所示。
2. 冗余方式
级连模式是组建大型LAN最理想的方式，可以综合利用各种拓扑设计技术和冗余技术，实现层次化网络结构，如通过双归等拓扑结构设计冗余，通过Link Aggragation技术实现冗余和Up Link的带宽扩展等等，这些技术已经非常成熟，广泛使用在各种局域和城域。
3. 防环技术
使用生成树技术(STP)避免环路。
4. 级连端口
使用通用的以太网端口进行层次间互联，如100M FE端口、GE端口以及10GE端口。
5. 设备管理
需要单独配置每台设备；通过使用网管平台，可以实现对全网设备的统一管理，如拓扑管理和故障管理等等。
6. 级连数量
当级连层数较多，层次之间同时存在较大的收敛比时，边缘节点之间由于经历了较多的交换和缓存，将出现一定的时延，可以通过上行端口汇聚减小收敛比或者提高上端设备性能的方式进行解决。在级连模式下，为了保证网络的效率，一般建议层数不要超过四层。
7. 部署位置
级连模式是组建结构化网络的必然选择，级连使用通用电缆（光纤）各个组建可以放在任意位置，非常有利于综合布线。
二、 堆叠技术
堆叠技术也是目前在以太网交换机上扩展端口使用较多的一种技术，是一种非标准技术，各个厂商不支持混合堆叠，堆叠模式为各厂商制定，不支持拓扑结构。目前流行的堆叠模式主要有两种：菊花链模式和星型模式。堆叠的最大的优点就是提供简化的本地管理，将一组交换机作为一个对象来管理。
Cisco 3550系列交换机的集群技术是传统堆叠技术的典型应用。
1. 虚拟堆叠方式
1) 拓扑结构
有菊花链和星型两种模式。Cisco Catalyst 3550系列可以使用菊花链和星型两种堆叠方式。
菊花链式堆叠是一种基于级连结构的堆叠技术，对交换机硬件上没有特殊的要求，通过相对高速的端口串接和软件的支持，最终可以实现构建一个多交换机的环状结构，可以实现一定程度上的冗余，但就交换效率来说，同级连处于同一层次，相比之下，菊花链式堆叠需要占用更多的高速端口，不存在拓扑管理，一般不能进行分布式布置，适用于高密度端口需求的单节点机构，可以使用在网络的边缘。
星型堆叠技术相对菊花链方式较高级，对交换机而言，需要提供一个独立的或者集成的高速交换中心（堆叠中心），所有的堆叠主机通过专用的（也可以是通用的高速端口）高速堆叠接口上行到统一的堆叠中心，堆叠中心一般是一个基于专用ASIC的硬件交换单元，根据其交换容量，带宽一般在10－32G之间，其ASIC交换容量限制了堆叠的数量。
2) 冗余方式
菊花链堆叠方式形成了一个封闭的环路，通过软件实现UP LINK的冗余。
星型结构堆叠可以使用端口聚合等冗余技术。
3) 防环技术
菊花链式结构由于产生了一个封闭的环路结构，需要排除环路所带来的广播风暴影响，通过STP技术，避免环路，在正常工作模式下，任何时刻，环路中的某一从交换机到达主交换机只能通过一个高速口进行（即：另一个高速端口不能分担本交换机的上行数据压力），需要通过所有上游交换机的交换。
当某一台成员/接口/线路坏掉，均会导致STP的重新计算，中断时间即是STP重新计算的时间，受STP的影响，中断时间较长。
4) 堆叠端口
Cisco 3550系列交换机使用GigaStack GBIC专用模块和独立的端口，在星型堆叠方式的配置中可提供最大2Gbps的转发速率，或在9台交换机的菊花链配置中提供1Gbps的转发带宽。
5) 堆叠数量
菊花链堆叠方式最多可以支持9台Cisco Catalyst 3550G-24/48交换机堆叠。
星型堆叠方式可以通过1台Cisco Catalyst 3550-12G和10台Cisco Catalyst 3550G-24/48交换机进行堆叠
6) 设备管理
传统的堆叠技术仍是一种集中管理的端口扩展技术，可以通过网管系统进行管理，不能提供拓扑管理，没有国际标准，兼容性较差。无法提供比较优秀的转发性能和方便的管理特性。
7) 部署模式
菊花链式堆叠的层数一般不应超过四层，要求所有的堆叠组成员摆放的位置足够近（一般在同一个机架之上）。
2.堆叠技术
由于虚拟的堆叠并非真正意义的堆叠，不能提供足够的堆叠带宽性能，所以Cisco公司又推出了真正的堆叠技术，在Catalyst 3750系列交换机上提供StackWise技术。
1) StackWise堆叠技术
思科StackWise技术使用专用的堆叠端口和特殊的堆叠互联电缆，从而创建一条双向的封闭环路。这条双向环路可以充当它所连接的所有交换机的交换矩阵，每条环路支持16Gbps，总共32Gbps的交换堆叠容量。将单个交换机智能化地结合到一起，创建一个单一的交换单元，同一堆叠中的所有交换机共享配置和路由信息。用户可以在不影响性能的情况下，从一个正在工作的堆叠中添加或者移除交换机。图4为物理堆叠连接图。
2) 冗余技术方式
交换机在物理上通过菊花链连接在一起。任何一条电缆发生中断，都将导致堆叠的带宽降低到它的总容量的一半。次秒级定时机制可以检测流量故障，及时地进行故障切换。这种机制可以在定时机制检测到电缆上的互动时重新恢复双路径传输。
通过集成在IOS版本内部的堆叠协议选举出Master和Member，由Master统一管理堆叠的所有交换机，包括配置管理，端口管理等。选举Master或者Member转换为Master状态，大致需要10-20ms时间，除非Master交换机状态发生改变，否则其它Member不会成为Master。
Master的选举或者重选举遵循以下顺序条件：
1) 当前交换机为Master
2) 堆叠优先级
3) 软件版
4) 系统在线时间较长
5) MAC地址较小
6) Master多堆叠中移除
7) Master关机或者重启
8) Master故障
使用STP防止菊花链环路，支持PVST和RPVST+。
堆叠以一个独立的STP节点呈现有网络中，所有的Member使用相同的Bridge ID(为Master的MAC)
新交换机加入到堆叠后，自动将自己的Bridge ID设置为Master的Bridge ID，如果新交换机具有较低的ID并且根路径COST与所有Stack Members相同，新交换机将成为堆叠的root交换机
当堆叠中的一个Member脱离堆叠、堆叠Master交换机故障或者脱离堆叠、连接到堆叠的邻居交换机故障或断电、新外连交换机连接至堆叠等等，都可能会导致Stack的STP进行重新收敛(也可能会对外部产生重新STP计算)
网络故障时间是STP计算的时间，较长，这一点与后面讲到的虚拟机框技术有着本质的不同。
4) 堆叠数量
最多支持9台交换机堆叠。
5) 设备管理方便
堆叠后的3750交换机，可以通过Master进行统一管理，在Mater上进行配置操作，配置信息分发至各Member交换机。
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