交换机的堆叠技术

交换机的堆叠技术思科 VPC 华为 iStack 和 CSS 华三 IRF 锐捷 VSUCSS 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

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目录

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

isTackCSS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

交换机的堆叠技术

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

交换机的堆叠技术

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

交换机的堆叠技术

 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

交换机的堆叠技术

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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

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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。

交换机的堆叠技术

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。

6、堆叠分裂

堆叠分裂:指因为堆叠线缆故障导致原来一个堆叠系统分裂成为多个堆叠系统。

堆叠一旦分裂,意味着多个堆叠系统将具有完全相同的配置,IP地址,包括十分钟内MAC地址也完全相同,相当于整个网络中出现了两台完全相同的设备,就可能造成冲突,导致流量中断。

1)、原系统中的主和备分裂到了一个堆叠系统中

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2) 原堆叠系统中的主和备分裂到不同的系统中

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7、MAD–多主检测

1)、直连检测

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工作逻辑–在堆叠发生之前,检测线缆不传递报文,堆叠一旦分裂,分裂的两台设备自身可以检测到,则将通过MAD检测链路默认以1S为周期发送MAD报文,通知分裂的发生,并采取后续处理。

两种直连方式,相对而言,全连的方式可靠性更高,但是需要占用更多的接口,而且,如果设备相距较远,全连成本较高。

2)、代理检测

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代理检测:必须通过聚合链路来实现检测,不过,聚合链路可以是业务通道,不用占用额外的接口。

工作逻辑:成员交换机默认会以30S为周期沿着聚合链路发送检测报文,正常情况下,收敛检测报文不需要做任何处理;如果分裂发送,则和直连检测相同,分裂设备会以1S为周期发送检测报文,通知分裂的产生并实施冲突处理。

3)冲突处理

其逻辑就需要将分裂出来的系统进行一次竞选,规则和之前相同,竞选成功的系统将保留配置,竞选失败,则被置为Recovery状态–除了配置保留的接口外,所有接口将关闭。

四、堆叠的配置

可在华为官网—交换机堆叠助手进行查看交换机

华为S5735设备

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