交换机的堆叠技术

一、堆叠的优势

1、提高可靠性

2、简化组网

3、简化管理

4、强大的网络拓展

二、堆叠的方式

1、堆叠卡堆叠

2、业务口堆叠

3、堆叠卡和业务卡堆叠的优缺点

三、堆叠的原理

1、角色

2、单机堆叠

3、堆叠ID

4、堆叠的优先级

5、堆叠的建立过程

1）、物理连接

2）、主交换机的选举

3）、堆叠ID的分配和备份交换的选举

4）、软件版本和配置文件的同步

5）、堆叠MAC地址的问题

6、堆叠分裂

1）、原系统中的主和备分裂到了一个堆叠系统中

2）、原堆叠系统中的主和备分裂到不同的系统中

7、MAD--多主检测

1）、直连检测

2）、代理检测

3）冲突处理

四、堆叠的配置

堆叠技术--可以讲多台真实的物理设备逻辑上抽象成一台

各厂商的叫法

思科--VPC

华为--iStack和CSS

华三--IRF

锐捷--VSU

isTack和CSS的区别

CSS--集群--他仅支持两台支持集群的交换机逻辑上整合成为一台设备。

iStack--堆叠--可以将多台支持堆叠的交换机逻辑上整合成为一台

集群和堆叠的主要区别

1、数量

2、设备

一、堆叠的优势

1、提高可靠性

堆叠实际上实现的是一个1：N的备份，任意一台出现故障，堆叠系统中剩余的N台设备都相当于是备份。

2、简化组网

因为多台设备逻辑上=被抽象成为了一台设备，且可以实现跨设备的链路聚合，极大简化了组网。

3、简化管理

因为堆叠之后，多台交换机相当于变成了一台交换机，所以，我们可以通过任意一台交换机登录到堆叠系统中，并对整个堆叠系统进行统一的管理。

4、强大的网络拓展

堆叠系统可以通过增加堆叠系统中的成员设备，从而达到增加端口数量，提高带宽，提升整个堆叠系统的处理能力

二、堆叠的方式

参与堆叠的设备首先要保证直连。

根据中间连接介质不同，可以将堆叠方式分为两种：堆叠卡堆叠、业务口堆叠

1、堆叠卡堆叠

注意：堆叠卡中有两个堆叠口，一个1口、一个2口，在连接堆叠系统时，需要和对端交叉连接。

2、业务口堆叠

逻辑堆叠端口--Stack port --- 一种虚拟接口--最多创建两个接口，也需要遵循交叉互联的原则。

物理成员端口--逻辑口只是定义了功能，真实的数据传递还是需要通过物理口实现，所以，我们需要将物理成员划入到逻辑端口，不同设备型号和接口类型可以划入的接口数量可能不同，需要结合具体的产品文档来判断。

堆叠线缆

3、堆叠卡和业务卡堆叠的优缺点

堆叠卡堆叠

优点：1、配置简单；2不用占用业务口。

缺点：1、需要购买专用堆叠卡，成本上上升

业务卡堆叠

优点：无额外成本

缺点：需要占用业务接口、需要配置

三、堆叠的原理

1、角色

只要加入堆叠系统中的设备，都被称为成员交换机

Master--主交换机--一个堆叠系统中，有且仅有一个主交换机

Satandby--被交换机--如果主交换机出现故障，则由备交换机承担主交换机的职责，一个堆叠系统中只有一个备交换机。

Slave--从交换机---一个堆叠系统中，除了主和备交换机外，剩余所有成员交换机都是从交换机。

2、单机堆叠

仅由一台交换机组件的堆叠系统。

注意：华为设备默认使能了堆叠。

3、堆叠ID

用来区分和标定堆叠系统中不同的交换机的，堆叠ID在一个堆叠系统中是唯一的，堆叠ID的取值范围0-8。

G0/0/0--槽位号/子卡号/端口号---槽位号默认为0，但是如果定义了堆叠ID，则槽位号会变成对应的堆叠ID。

注意：堆叠ID的唯一性可以由网络管理员手工配置，但是如果配置存在冲突或者多台设备没有配置，堆叠系统中的主交换机会对有成员交换机的堆叠ID进行管理，会对ID冲突设备从最小的ID进行遍历，找到第一个空闲的ID分配给该设备。

一个设备如果从一个堆叠系统中退出，它将继承堆叠系统中的堆叠ID，除非手工更改，或者加入到其他堆叠系统中，存在冲突主交换机修改。

4、堆叠的优先级

附加在每一个成员交换上，用来进行角色选举的属性，提供手工干涉选举的一个参数，优先级越大，成为主交换机的几率越大，其取值1-255，其默认初始值为100。

堆叠角色的选举是非抢占式的，抢占时间20S。

5、堆叠的建立过程

1）、物理连接

首先需要根据网路需求，选择适当的连接方式和拓扑连接，来组建堆叠网络。

链型连接 --- 1、其首尾不用相连，更适合远距离堆叠；2、图形结构简单，容错较低，任何一条链路断开都将引起堆叠分裂。

环型连接 --- 1、可靠性更高，堆叠分裂具有一定的容错；2、因为首尾相连，所以，不太适合远距离的堆叠。

总结：近距离使用环形拓扑，其稳定性更好；远距离堆叠，推荐使用链形拓扑，部署成本低。

2）、主交换机的选举

1、堆叠成员的加入---因为堆叠系统是非抢占模式的，所以如果加入一个完成的堆叠系统中需要加入一台成员设备，该设备将直接以从交换机的身份加入，不影响远系统的角色

2、堆叠合并---两个系统中的主交换机进行竞选，竞选成功的主设备所在的堆叠系统其角色不会发送变化，竞选失败的主所对应的堆叠系统，所有设备将重新启动，以从交换机的身份加入胜利堆叠系统中，并同步主交换机的配置。

因为华为交换机默认使能了交换机，而且超时时间只有20S，所以想要区分这两种场景，只能通过控制设备的启停进行区分，如果交换机关机再加入，则堆叠成员加入场景；若开机加入，则为堆叠合并场景。

竞选规则（逐条比较）

1、设备的运行状态比较，已经运行的交换机比处于启动状态的交换机优先竞选为主交换机。

注：如果是堆叠合并时两个系统的主进行竞争，则需要比较设备的运行时间，时间长的为主。

2、如果第一条相同时，则比较设备堆叠的优先级，优先级高的为主。

3、如果优先级相同，则比较设备的MAC地址，优选MAC地址小的作为主交换机。

3）、堆叠ID的分配和备份交换的选举

主交换机竞选完成后，主设备会收集所有成员交换机的拓扑信息；之后将拓扑信息同步给所有成员交换机，主分配堆叠ID，之后进行备交换机的选举。

备交换机的选举规则

1、所有设备除了主交换机外最先完成启动的设备作为备交换机。

2、若启动时间相同，则比较优先级，除交换机外最高的为备交换机。

3、若优先级相同，则比较MAC地址，除交换机MAC地址最小的为备交换机。

4）、软件版本和配置文件的同步

因为堆叠系统要作为一个整体，所以，若备或从交换机和主交换机的软件版本不一样，则将自动同步主系统的软件版本，并且，为了保证整体功能一致，也需要同步主的配置信息。

5）、堆叠MAC地址的问题

因为整个堆叠系统需要被看作是一个整体，所以需要一个统一的MAC地址，堆叠系统的MAC地址默认使用主交换机的MAC地址，这个MAC地址一旦发送变化，可能导致流量的中断。如果主交换机发送故障，理论上需要切换成新主的MAC地址。但是为了防止地址变换引起的震荡，华为设备设定，主退出10分钟（默认值）内依然使用其MAC地址，如果超时未归，则使用新主的MAC地址。