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交换机堆叠模式

堆叠是指将一台以上的交换机组合起来共同工作,以便在有限的空间内提供尽可能多的端口。多台交换机经过堆叠形成一个堆叠单元。可堆叠的交换机性能指标中有一个"最大可堆叠数"的参数,它是指一个堆叠单元中所能堆叠的最大交换机数,代表一个堆叠单元中所能提供的最大端口密度。堆叠与级联这两个概念既有区别又有联系。堆叠可以看作是级联的一种特殊形式。它们的不同之处在于:级联的交换机之间可以相距很远(在媒体许可范围内),而一个堆叠单元内的多台交换机之间的距离非常近,一般不超过几米;级联一般采用普通端口,而堆叠一般采用专用的堆叠模块和堆叠电缆。


堆叠模式


1、菊花链堆叠模式


菊花链堆叠模式是利用专用的堆叠电缆,将多台交换机以环路方式串接起来,组建成一个交换机堆叠组。菊花链堆叠模式中的冗余电缆只是冗余备份作用,也可以不连接。采用菊花链堆叠模式,从主交换机到最后一台从交换机之间,数据包要历经中间所有交换机,传输效率较低,因此堆叠层数不宜太多。菊花链堆叠模式虽然保证了每个交换机端口的带宽,但是并没有使多交换机之间数据的转发效率得到提升,而且堆叠电缆往往距离较短,因此采用菊花链堆叠模式时,主要适用于有大量计算机的机房。


2、星形堆叠模式


星形堆叠要求主交换机有足够的背板带宽,并且有多个堆叠模块,然后使用高速堆叠电缆将交换机的内部总线连接成为一条高速链路。星形堆叠的优点是传输速度要远远超过交换机的级联模式,而且可以显著地提高堆叠交换机之间数据的转发速率。一个堆叠的若干台交换机可以视为一台交换机进行管理,只需赋予1个IP地址,即可通过该IP地址对所有的交换机进行管理,从而大大减少了管理的难度。


原理


1、堆叠的建立


两台交换机启动时,通过相互竞争,其中一台成为堆叠主机,另一台成为堆叠备机。竞争的规则如下:


第一,系统的运行状态:已启动并正常运行的交换机优先级高于正在启动的交换机,前者成为CSS主机。


第二,堆叠的优先级:如果运行状态相同,则优先级高的交换机成为CSS主机。


第三,MAC地址大小:如果运行状态和堆叠优先级均相同,则MAC地址小的交换机成为CSS主机。


当2台交换机选出主、备机后,CSS主机的主用主控板就成为堆叠系统的主板,CSS备机的主用主控板则成为堆叠系统的备板。在系统主板和备板之间进行HA备份处理,CSS主机和备机的备用主控板将成为堆叠的候选系统备板。


2、堆叠的配置和转发


堆叠建立后,可以通过接口板上的业务端口、系统主板上的串口或网管口登陆CSS系统,进行业务配置和系

统管理。CSS提供四维的接口视图(框/槽/卡/端口),支持对两台设备中的所有端口进行业务相关配置、操作。以框/槽为单位对两台设备中的所有单板进行管理,如查询单板信息、对单板进行复位等操作。在CSS环境下,业务流量转发同单框环境下的区别:跨设备的转发需要经过交换网两次。对于报文内容的处理没有区别,都需要进行一次上、下行处理。对外呈现为一台设备。


3、堆叠的分裂处理


堆叠建立后,堆叠主机和备机定时发送心跳报文以维持堆叠状态。当2台设备心跳超时后,为了避免CSS线缆、CSS卡和主控板等硬件故障导致2台交换机间没有可用的CSS链路,以至失去通信,CSS系统将再分裂成2台独立交换机。堆叠分裂后,下述情况将引发整个网络出现故障:2台设备均运行正常,且以完全相同的全局配置运行,即以同样的IP和MAC地址与网络中的其他设备通信。因此,CSS分裂后需检测系统是否有2个以相同配置运行的设备(是否存在双主机),并进行相应处理,使整个网络得以正常运行,提升堆叠系统的可用性。


文章来源:安豆网



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