一、堆叠与集群的概念1、对于工作在接入层和汇聚层的盒式交换机而言可以使用专门的堆叠线缆连接专门的堆叠口来实现多台交换机在逻辑上绑定成一台逻辑交换机从而大大提升其设备性能2、对于工作在核心层的框式交换机而言可以使用专门的堆叠线缆实现集群的连接堆叠在提升设备的整体转发性能的基础上还可以实现链路聚合在链路上提升转发效率降低转发延迟与时间实现负载均衡及提高容错率3、针对不同的厂商以及不同的设备型号堆叠支持的最多 设备数量也不相同一般最多9台配置集群的设备最多2台4、在很多网络环境中若没有使用堆叠或集群技术则为了防止网络出现环路则需要部署STP实现主备切换或为实现双机热备则还需要部署VRRP、HSRP、GLBP等备份协议上述协议的链路切换均在秒级对于电信级运营商网络是不可接受的5、若部署了堆叠与集群技术则可以无需再使用STP、VRRP等备份技术大大提升设备的转发效率再配合链路聚合使用提升整体网络转发性能二、堆叠与集群的优势1、若没有部署堆叠与集群则网络中为了实现主/备关系则需要使用多条链路实现互联而多条链路的互联则会直接触发STP的运行STP的运行能够保证网络无环但会丧失某些链路的转发能力且在主/备切换时需要较长的时间2、若部署了堆叠与集群将接入层的多台设备做堆叠在核心层的设备做集群则可以 实现一台逻辑设备多线连接另一台逻辑设备在多条链路上配置链路聚合即无需部署STP等协议又能够让所有端口参与捆绑实现流量转发提升整体性能3、在没有部署堆叠与集群时管理员需要单独管理网络中的每一台独立的设备无论使用console、telnet、ssh、snmp4、在部署了堆叠与集群时堆叠在一起的设备共享主交换机的MAC地址、VLANIF接口地址VRP系统、配置文件管理员只需管理该逻辑设备即可无需再单独管理每一台独立设备大大提升管理效率降低管理的复杂度5、在没有部署堆叠与集群时使用STP实现主/备切换802.1dSTP需要至少30-50秒的时间802.1wRSTP与802.1sMSTP需要1秒的时间6、对于部署了堆叠与集群的网络某一条链路的失效不会影响网络的正常通信任意一台设备的失效对于业务数据而言几乎感知不到其业务的切换几乎在毫秒级完成三、堆叠的基本概念1、组成一个堆叠组的所有设备均称之为成员交换机按照功能不同可分为3类1.1、主交换机master负责整体管理整个堆叠系统一个堆叠系统中只能有1台主交换机主要作用是用来分配堆叠ID1.2、备交换机standby:负载在主交换机失效后接替主交换机的一切工作在一个堆叠系统中只能有1台备交换机1.3、从交换机slave在堆叠系统中可以有多台负责提供自身的处理能力、计算能力在主/备交换机失效后重新协商参与选举2、主/备/从交换机的选举依靠优先级优先级越高越优先3、堆叠ID3.1、对于老旧设备而言其插槽、模块、端口都是直接集成在主板上的不可单独拆卸3.2、像huawei的S5700Serial交换机其端口编号为G0/0/1-G0/0/24其中左侧起第一个0表示槽位号中间0表示模块号1表示端口编号3.3、在堆叠系统中每台成员交换机的堆叠ID必须唯一3.4、设备的堆叠ID默认从0开始若一台新交换机加入进一个堆叠系统时该堆叠系统的主交换机首先检测其堆叠ID是否与当前堆叠系统中的堆叠ID冲突若冲突则遍历当前堆叠ID为其分配一个未使用的堆叠ID编号3.5、建议 在配置堆叠前管理员规划并手动配置好堆叠ID号4、逻辑堆叠接口4.1、逻辑堆叠接口指的是交换机在配置堆叠时使用的逻辑接口每台交换机支持2个逻辑堆叠接口Stack-port n/1、stack-port n/2其中的n就是当前交换机在该逻辑系统中的堆叠ID号4.2、在配置时可以将多个物理端口绑定在同一个逻辑堆叠接口中4.3、在堆叠成员之间配置连接堆叠时必须使用自身的stack-port n/1口连接对端的stack-port n/2口也就是所谓的1-22-1若不是这样连接堆叠配置无法生效四、堆叠的建立过程1、选择使用业务端口来实现连接堆叠逻辑接口或使用专门的堆叠口进行物理连接在连接过程中有2种连接方式1.1、链型连接SW1的1口——SWB的2口SWB的1口——SWC的2口适用于长距离的堆叠连接楼宇与楼宇之间该链条中的任意一条链路失效将导致整个堆叠系统分裂1.2、环形连接菊花链型SWA的1口——SWB的2口SWB的1口——SWC的2口SWC的1口——SWA的2口适用于短距离的堆叠连接设备距离较近整个链条的任意一条链路失效则环形连接会切换至链型连接保证业务不中断2、选择主/备/从的堆叠成员关系在物理连接完成后堆叠系统中的各个成员交换机上电根据启动的前后顺序来决定主/备关系2.1、先启动的交换机比启动中的交换机更容易成为主交换机堆叠主交换机的超时时间为20s20秒内启动的设备被认为是同时启动的若超过20秒则认为一端已完成启动该交换机成为主交换机2.2、若各个交换机的启动速度一样则比较各个交换机的优先级默认优先级为100优先级越高越优先2.3、若各个成员交换机的优先级相同则具有最小MAC地址的交换机成为主交换机2.4、在确定了主交换机后剩余的交换机中优先级最大的成为备交换机2.5、若其余成员交换机的优先级一致则比较他们的MAC地址MAC地址最小的成为备交换机3、令其他交换机同步主交换机的软件系统及配置文件3.1、在确定了主/备/从关系之后备/从交换机将主动下载主交换机的软件系统重新加载重启后再次加入当前的堆叠系统3.2、备/从交换机也会主动下载主交换机的配置文件包含但不限于接口的地址配置、VLAN配置、STP配置、SNMP配置等让各个成员交换机看起来就像同一台交换机一样以此实现业务的整体转发3.3、软件系统与配置文件同步后管理员无论通过console线物理连接还是通过telnet、ssh、web、snmp管理设备管理都不是独立的某一台设备而是整个堆叠系统五、堆叠成员的退出任意堆叠成员的退出指的是从某堆叠系统中离开根据退出成员的身份不同对当前堆叠系统的影响不同1、若从交换机退出主交换机重新计算当前堆叠环境的拓扑之后向剩余的其他交换机同步而后进入稳定状态2、若备交换机退出主交换机需要在剩余的从交换机中选择出新的备交换机重新计算拓扑向其他交换机同步而后进入稳定状态3、若主交换机退出当前堆叠系统中的备交换机将成为主交换机在剩余的从交换机中选择新的备交换机之后与其他交换机同步信息而后进入稳定状态六、堆叠成员的加入1、保证新的成员交换机在未上电时连接至当前堆叠系统连接好后上电完成启动后新加入的交换机成为从交换机2、当前堆叠系统的主交换机为其分配堆叠ID同步拓扑结构配置进入稳定状态七、堆叠的合并1、与新成员的加入不同堆叠系统的合并指的是两套正在运行业务的堆叠系统的合并2、两套堆叠系统的成员交换机在上电的情况下完全合并3、两套堆叠系统中的主交换机进行协商选举选出最好的一台交换机成为主交换机4、被选举为更好的主交换机所在的堆叠系统不受任何业务中断的影响各个成员的身份保持不变5、另一套落选的堆叠系统中的所有成员交换机均会重启业务中断重新加入进另一个堆叠系统被新系统的主交换机分配堆叠ID号下载软件系统与配置文件而后才能进入稳定状态注非常不建议实施堆叠的合并八、堆叠的分裂1、堆叠分裂指的是正在上电的同一个堆叠系统中的成员交换机的堆叠口down掉以至于同一套堆叠系统被迫分裂成两套堆叠系统2、堆叠的分裂有两种场景2.1、原主/备交换机仍然工作在同一个堆叠系统中主交换机重新计算当前拓扑结构向其他交换机同步配置而后进入稳定状态剩余从交换机完成重启重启后重新选举新的主/备/从关系2.2、原主/备交换机分裂为两套堆叠系统主交换机所在的堆叠系统重新计算完成同步进入稳定状态备交换机成为主交换机在剩余的从交换机中重新选举备交换机3、由于在同一个堆叠系统中所有的成员交换机从主交换机上下载软件系统与配置文件导致整个堆叠系统中的所有交换机使用相同的VLANIF接口IP地址与相同的交换机MAC地址用的主交换机的MAC地址4、在堆叠系统分裂后分裂后的两套堆叠系统仍然使用相同的VLANIF接口IP地址与MAC地址这将导致业务故障5、默认情况下堆叠系统的MAC地址延迟10ms内切换在10ms以内2套堆叠系统使用相同的MAC地址6、为阻止堆叠分裂后的地址冲突问题需要有一种检测冲突的机制九、MAD检测1、MADmulti active detection|多主检测令2套堆叠系统中的主交换机使用普通的业务接口线缆配置为MAD模式进行互联在检测到堆叠分裂地址冲突时立即进行选举2、在检测到堆叠分裂后MAD协议立即启动开始在2套堆叠系统的主交换机之间进行选举3、竞争选举成功的一方称为detect处于正常工作状态竞争选举失败的一方称为recovery关闭除了管理员手动保留的端口以外的其他所有端口以保证没有冲突发生恢复网络通讯4、MAD的竞选机制4.1、先看2套堆叠系统中主交换机的启动顺序在20秒内启动的交换机被认为是同时启动的启动快的一方成为detect4.2、若启动的时间相同则比较两台主交换机的优先级优先级越高越优先4.3、若优先级相同则比较MAC地址MAC地址最小的成为detect5、MAD的检测方式有2种5.1、直连检测5.1.1、通过中间设备的直连检测适用于远距离的堆叠分裂通过中间交换机的互联缩短两端交换机的距离5.1.2、令各个交换机连接成为Full-Mesh适用于近距离的堆叠分裂缺点在于需要占用交换机的多个端口5.2、代理检测5.2.1、单机代理检测多台成员交换机使用MAD接口与代理设备连接将多条链路使用链路聚合进行捆绑5.2.2、堆叠系统互为代理检测在2套堆叠系统之间使用多条MAD链路互联同样配置使用链路聚合十、堆叠系统的主备倒换1、若堆叠系统自动选举出的主交换机不是管理员所期待的可以通过主备倒换的方式进行更改2、有2种方式进行主备倒换2.1、使用命令进行切换【huawei】slave switchover2.2、令交换机重启主交换机重启时备交换机将成为主交换机从交换机将成为备交换机重启之后重新加入堆叠系统的曾经的主交换机将成为从交换机十一、堆叠系统的升级堆叠系统的升级共有3种方式1、智能升级新成员交换机加入进一个堆叠系统后其自动完成从主交换机下载软件及配置文件的过程完成系统的升级2、传统升级管理员手动在每台成员交换机上指定下次启动时需要加载的配置文件而后重启所有成员交换机完成升级但该方式会令网络长时间的业务中断不推荐使用3、平滑升级平滑升级共分为3个阶段3.1、将一个堆叠系统分为active区域与backup区域令主交换机在active区域中备交换机在backup区域中主交换机向backup区域发送平滑升级指令抢占所有业务转发流量令backup区域设备完成升级3.2、backup区域的设备完成升级后备交换机重新组建一个新的堆叠系统而后active区域的主交换机放弃业务转发权令所有业务数据转发至backup区域active区域设备进行升级3.3、当active区域的设备升级完成后重新加入backup区域的新的堆叠系统完成整个堆叠系统的平滑升级十二、跨设备的链路聚合造成的问题及解决方案1、在跨设备进行链路聚合时同一台设备的不同接口连接到堆叠系统中不同设备的不同接口上通过链路聚合实现多条链路的负载分担2、若堆叠系统的某台设备的某个端口/某条链路发生故障则极有可能出现使用堆叠线缆来传递业务数据的情况3、堆叠线缆若承载了大量的业务数据将会对堆叠线缆造成过大的负担4、因此建议在设备上开启【流量本地优先转发】开启了该技术的交换机从某端口接收到数据后优先从本地转发出去只有在其所有的接口都全部损坏时才会从其他的成员端口处转发出去5、尽量保证不要让堆叠线缆承担业务转发流量十三、集群的概念1、集群交换机系统CSS又称之为集群指的是将2台框式交换机在逻辑上捆绑为一台逻辑交换机2、集群与堆叠的叫法有差异功能几乎一样3、在集群中只有2中成员角色3.1、主交换机master负责管理整个集群3.2、备交换机standby是主交换机的备份交换机4、在选择主/备交换机时根据优先级选择优先级越大越优先5、在同一个集群中2台交换机拥有不同的集群ID类似于同一个堆叠系统中的堆叠ID6、集群使用物理口的2种连接方式6.1、使用集群卡接口必须要求框内接口板之间流量、跨框流量经过主控板单框上没有正常工作的主控板时流量无法从一个接口板转发到另外一个接口板同时也无法跨框转发到另一个框6.2、使用业务口同上7、支持CSS2框架的框式交换机无需拥有可用的主控板无论是单框还是跨框之间的业务数据的转发都可以直接使用业务板转发不需要经过主控板CloudEngine数据中心交换机如何配置堆叠 - 华为https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100200488/e1a83090