4.2.4 10GE 模块与插槽
10 Gbps 端口是当今速度最快、价格最昂贵的端口之一，因此， 10 Gbps 端口通常用于实现重点业务的汇聚层交换机与核心层交换机之间的连接。 10 Gbps 端口通常借助于不同标准的插槽和模块实现，主要包括 XENPAK、 X2、 XFP 和 SFP+等 4 种。
1. XENPAK
XENPAK 是面向万兆位以太网的第一代模块。根据 XENPAK 多方协议提议，收发器模块采用了 XAUI 接口。其中 1310 nm 串行收发器，传输距离可达 10 km，使用了直接调制激光器技术，不再需要传统的调制器、冷却器或复杂的光复用器。这种模块具有良好的抗 EMI 和散热性能，每个线路卡最多可实现 8 个端口的高密度配置，其面板热插拔特性使 4 种物理层介质设备收发器都能实现即插即用。图 4-22 所示为提供两个 XENPAK 插槽的 Catalyst 6500 系列管理引擎模块。
2. X2
X2 和 XPAK 是 XENPAK 模块的直接改进版，体积缩小了 40%，光接口、电接口都与原来保持一致。 X2 模块目前应用最普遍， Cisco Catalyst 3560-E、 Catalyst 3750-E 和 Catalyst 4900系列，以及 Catalyst 4500-E 和 Catalyst 6500-E 系列中， X2 插槽都被大量应用。图 4-24 所示为X2 插槽，图 4-25 所示为 X2 万兆位光纤模块。
3. XFP
XFP（ 10-Gigabit Small Form-factor Pluggable）支持局域网 PHY 和广域网 PHY，具有可插拔、尺寸更加小巧、价格更有竞争力等特点。因此，大多数最新的设计全都采用 XFP 模块，这是因为它物理尺寸的小型化可以达到很高的端口密度。可以预见，使用 XFP 模块的产品很快会成为市场新宠。 XFP 更多地被应用于路由器模块。图 4-26 所示为 XFP 万兆位模块和插槽。
4. SFP+
SFP+（ Small Form-factor Pluggable Plus）是用于 10 Gbps 以太网的可插拔模块尺寸规格，最多可提供 11.1 Gbps 的速率。
SFP+得名于 SFP，并与 SFP 模块采用同样的物理尺寸，因此能够与旧的 SFP 模块在同样的插槽中工作。 SFP+模块比 XFP 更小，由此也把每个线卡的密度从 XFP 的 16 个提高到至少24 个。
SFP+模块可用于替代目前的 XFP、 XENPAK 和 X2 等万兆位模块。 SFP+相对于这些万兆位模块，其主要优势如下：
体积优势。 SFP+体积与 SFP 一样，相对于其他类型的万兆位模块，体积大大减小，有利于在更小的体积上，实现更多的万兆位端口。
成本优势。由于 SFP+模块相对于 XFP 模块，删除了 CDR（时钟数据恢复模块），因此，在成本上会有降低。
电源功耗降低。 XENPAK 的功耗最低为 9 W， X2 的功耗为 4 W， XFP 的功耗为2.5～3.5 W，而 SFP+的功耗只有 1 W，从而无需专门的散热部件散热，降低了整板的功耗及对散热的要求。
图 4-27 所示为 Catalyst 2960-S 提供的 SFP+插槽，图 4-28 所示为 SFP+模块。
4.2.5 40GE 模块与插槽
QSFP（ Quad Small Form-Factor Pluggable，四通道小型可插拔)）是用于 40 Gbps 以太网的最新可插拔模块尺寸规格，用于满足市场对更高密度的高速可插拔解决方案的需求。 4 通道的可插拔接口传输速率达到了 40 Gbps，很多 XFP 中成熟的关键技术都应用于该产品设计中。
QSFP 可在 XFP 相同的端口体积下，以每通道 10 Gbps 的速度支持四个通道的数据传输，所以 QSFP 的密度可以达到 XFP 产品的 4 倍， SFP+产品的 3 倍。具有 4 通道且密度比 CX4 高的 QSFP 接口已经被 InfiniBand 标准所采用。
图 4-29 所示为 Cisco 48p 1/10G-T and 4p 40G QSFP+ Nexus 9000 线卡提供的 QSFP 插槽，图 4-30 所示为 QSFP 模块。
4.2.6 复用端口
有些级联端口虽然是独立的、端口类型不同的两个端口，但这两个端口中只能使用其中的一个，不能同时用于连接设备。这类端口称之为复用端口，设计的目的是为了提高网络设备的可用性。
图 4-31 所示为 100Base-FX 与 1000Base-X SFP 复用端口。由于光纤链路的两端必须采用相同的传输速率和工作模式，因此该复用端口可用于连接 100 Mbps 或 1000 Mbps 光纤网络。
图 4-32 所示为 1000Base-T 与 1000Base-X SFP 复用端口。当采用双绞线与其他交换机或高端计算机设备短程连接时，直接使用 1000Base-T 端口就行了。若欲实现与汇聚层交换机、甚至核心层交换机的远程连接时，则插入相应的 SFP 模块即可。
4.2.7 10GE 转换模块
1. TwinGig
TwinGig 模块用于 Cisco Catalyst 3560-E/3750-E 系列交换机。借助 Cisco TwinGig 转换模块（如图 4-33 所示），可以将 10 Gb Ethernet 插槽转换成 2 个 SFP 插槽，实现双 1000 Mbps 端口连接。
图 4-34 所示为借助 Cisco TwinGig 转换模块，将 2 个 SFP 模块连接至 1 个 10 Gbps 插槽。
2. OneX
OneX 转换模块是一个可热插拔的 10 Gb Ethernet X2 插槽模块，用于实现 10 Gb X2 接口与单 10 Gb SFP+接口的转换， 支持 Catalyst 3750/4500/4900/6500 等多个交换机平台。 如图 4-35所示为 OneX 转换模块，如图 4-36 所示为 OneX 转换模块连接方式。
4.3 跳线与使用
网络设备之间，以及网络设备与计算机、终端设备之间的连接，都是借助跳线来完成的。跳线就像一条纽带，将相关的设备连接在一起。然后，通过综合布线系统，实现所有设备的互连互通。
4.3.1 双绞线跳线
双绞线跳线用于连接双绞线端口。双绞线跳线比较简单，两端均为统一的标准 RJ-45 端口，如图 4-37 所示。
100 Mbps 端口之间的连接，可以使用超五类非屏蔽双绞线制作的跳线；若欲连接的是1000 Mbps 端口，就应当使用专业的六类非屏蔽双绞线跳线，以避免由于跳线的电磁性能不达只需将跳线两端的水晶头分别插入网络设备的 RJ-45 端口，即可将其连接在一起。图 4-38所示为将跳线的一端连接至交换机的 1000Base-T 端口，图 4-39 所示为将跳线的另一端连接至GBIC 的 RJ-45 端口。
双绞线跳线有两种不同的类型，即直通线和交叉线，拥有各自不同的用途。
直通线。两端 RJ-45 头中的线序排列完全相同的网线，称为直通线（ Straight Cable），即当一端线序从左到右依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时，另一端线序从左到右仍然依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕（如图 4-40 所示）。直通线通常适用于计算机、路由器与交换机之间的连接。
交叉线。当使用双绞线直接连接两台计算机或连接两台集线设备时，另一端的线序应作相应的调整，即第 1、 2 线和第 3、 6 线对调，制作为交叉线（ Crossover Cable）。
例如，当一端线序从左到右依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时，另一端线序从左到右应当依次调整为白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕（如图 4-41 所示）。交叉线通常适用于交换机之间的连接。
交换机之间的连接（尤其是 1000Base-T 端口之间的连接）使用的双绞线跳线应当尽量使用六类成品跳线，以保证其电气性能。综合布线中使用的双绞线跳线，则应当与布线系统所采用的标准相同。即，如果布线系统采用超五类布线系统，那么，就应当采用超五类跳线；如果布线系统采用六类布线系统，那么，就应当采用六类跳线。
4.3.2 光纤跳线
光纤跳线的作用与双绞线跳线类似，也是用于连接网络设备和计算机，实现彼此之间的相互通信。光纤跳线中间是 3～5 m 左右的光纤，其两端是光纤连接器（如图 4-42 所示），分别连接两端设备的光纤端口。由于光纤端口的种类比较多，因此只有选择与之相适应的连接器，才能实现匹配与连接。
1. LC 型光纤连接器
LC 型连接器（如图 4-43 所示）采用操作方便的模块化插孔（ RJ）闩锁机理制成，采用的插针和套筒的尺寸为 1.25 mm，由于占用的空间很小，因此可以有效地提高光纤端口的密度。SFP 模块、 SFP+模块、 XFP 模块和 QSFP 模块均采用 LC 型光纤连接器。
图 4-44 所示为已经插入一根光纤跳线的 SFP 模块。当然，若欲实现设备之间的正常连接，必须使用一对光纤连接才行。
2. SC 型光纤连接器
SC 型光纤连接器（如图 4-45 所示）外壳呈矩形，采用插针与耦合套筒结构。紧固方式是采用插拔销闩式，无需旋转。该类连接器价格低廉，插拔操作方便，介入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。 GBIC 模块、 X2 模块、 XENPAK 模块和 100Base-FX 端口使用的都是SC 型光纤连接器。图 4-46 所示为 SC 型光纤连接器连接至机箱式交换机中的 GBIC 模块。
3. ST 型光纤连接器
ST 型光纤连接器（如图 4-47 所示）外壳呈圆形，所采用的插针与藕合套筒的结构尺寸与FC 型完全相同，其中插针的端面多采用 PC 或 APC 型研磨方式；紧固方式为螺丝扣。此类连接器适用于各种光纤网络，操作简便，且具有良好的互换性。
ST 型光纤连接器很少用于连接网络设备，而是经常被用于实现与光纤配线架的连接，如图 4-48 所示。因此，若欲将安装有 GBIC 模块的交换机连接至远程的网络骨干，就必须选择一端为 ST 型连接器，另一端为 SC 型连接器的光纤跳线。
同样，若欲实现 GBIC 模块与 SFP 模块的连接，就必须选择一端为 SC 型连接器，另一端为 LC 型连接器的光纤跳线。
除光纤连接器必须与所连接的光纤端口相匹配外，光纤跳线也必须与所连接光纤端口或光纤模块所支持的传输介质相一致。使用多模光纤跳线连接多模光纤模块或端口的结果，只能是导致端口间无法通信。
4. MT-RJ 型光纤连接器
MT-RJ 型光纤连接器（如图 4-49 所示）带有与 RJ-45 型 LAN 电连接器相同的闩锁机构，通过安装于小型套管两侧的导向销对准光纤，为便与光纤收发机相连，连接器端面光纤为双芯（间隔 0.75 mm）排列设计，是主要用于数据传输的高密度光连接器。
FC 型连接器（如图 4-50 所示）最早是由日本 NTT 研制的。 FC 是 Ferrule Connector 的缩写，表明其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。
4.3.3 光纤跳线与光纤端口
光纤跳线分为单模光纤和多模光纤。交换机光纤端口、跳线都必须与综合布线时使用的光纤类型相一致，也就是说，如果综合布线时使用的是多模光纤，那么交换机的光纤端口就必须执行 1000Base-SX 标准或 10GBase-SR 标准、 10GBase-LX4 标准、 10GBase-LRM 标准，也必须使用多模光纤跳线；如果综合布线时使用的是单模光纤，那么交换机的光纤端口就必须执行 1000Base-LX/LH 标准或 10GBase-LR 标准、 10GBase-ER 标准、 10GBase-ZR 标准，也必须使用单模光纤跳线。
需要注意的是，多模光纤有两种类型，即 62.5/125 μm 和 50/125 μm。虽然交换机的光纤端口完全相同，而且两者也都执行 1000Base-SX 标准或 10GBase-SR 标准、 10GBase-LX4 标准、10GBase-LRM 标准，但光纤跳线的芯径必须与光缆的芯径完全相同，否则将导致连通性故障。
另外，相互连接的光纤端口的类型必须完全相同，或者均为多模光纤端口，或者均为单模光纤端口。一端是多模光纤端口，而另一端是单模光纤端口，将无法连接在一起。
4.4 交换机的连接策略
不同性能、不同类型交换机之间的连接是有技巧的，不同的排列组合所得到的最终结果会完全不同。毫无疑问，我们必须选择性能最高的那一个。
4.4.1 不同性能交换机的连接策略
从交换机背板带宽和转发速率上看，交换机之间的性能区别很大。性能最高的交换机（通常是三层交换机）作为核心层交换机（或核心层交换机）位于网络的中心位置，用于实现整个网络中不同子网之间的数据交换；性能稍逊的交换机（可以是三层交换机）作为汇聚层交换机，用于实现某一网络子网内数据之间的交换；性能最差的交换机作为接入层交换机，用于直接连接至桌面计算机，为用户直接提供网络接入，如图 4-51 所示。例如， Cisco Catalyst 4506 作为核心层交换机， Catalyst 3750 或 Catalyst 4900 作为汇聚层交换机， Catalyst 2960 或 Catalyst 3560作为接入层交换机。
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