堆叠技术
堆叠(Stack)和级联(Uplink)是多台交换机或集线器连接在一起的两种方式。它们的主要目的是增加端口密度。但它们的实现方法是不同的。简单地说,级联可通过一根双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间,集线器之间,或交换机与集线器之间完成。而堆叠只有在自己厂家的设备之间,且此设备必须具有堆叠功能才可实现。级联只需单做一根双绞线(或其他媒介),堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆,而这些设备可能需要单独购买。交换机的级联在理论上是没有级联个数限制的(注意:集线器级联有个数限制,且10M和100M的要求不同),而堆叠各个厂家的设备会标明最大堆叠个数。
从上面可看出级联相对容易,但堆叠这种技术有级联不可达到的优势。首先,多台交换机堆叠在一起,从逻辑上来说,它们属于同一个设备。这样,如果你想对这几台交换机进行设置,只要连接到任何一台设备上,就可看到堆叠中的其他交换机。而级联的设备逻辑上是独立的,如果想要网管这些设备,必须依次连接到每个设备。
其次,多个设备级联会产生级联瓶颈。例如,两个百兆交换机通过一根双绞线级联,则它们的级联带宽是百兆。这样不同交换机之间的计算机要通讯,都只能通过这百兆带宽。而两个交换机通过堆叠连接在一起,堆叠线缆将能提供高于1G的背板带宽,极大地减低了瓶颈。现在交换机有一种
新的技术——Port Trunking,通过这种技术,可使用多根双绞线在两个交换机之间进行级联,这样可成倍地增加级联带宽。
级联还有一个堆叠达不到的目的,是增加连接距离。比如,一台计算机离交换机较远,超过了单根双绞线的最长距离100米,则可在中间再放置一台交换机,使计算机与此交换机相连。堆叠线缆最长也只有几米,所以堆叠时应予考虑。
堆叠和级联各有优点,在实际的方案设计中经常同时出现,可灵活应用。
级联是通过集线器的某个端口与其它集线器相连的,而堆叠是通过集线器的背板连接起来的。虽然级联和堆叠都可以实现端口数量的扩充,但是级联后每台集线器或交换机在逻辑上仍是多个被网管的设备,而堆叠后的数台集线器或交换机在逻辑上是一个被网管的设备。
超级堆叠:通过千兆双绞线或者光纤延长堆叠的距离!
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3750堆叠
区别于3550,3750是真正的堆叠,Catalyst 3750系列使用StackWise技术,它是一种创新性的堆叠架构,提供了一个32Gbps的堆叠互联,连接多达9台交换机,并将它们整合为一个统一的、逻辑的、针对融合而优化的设备,从而让客户可以更加放心地部署语音、视频和数据应用。3750做堆叠需要专用堆叠线缆,产品自带0.5米堆叠线缆。
1.基本要求: ios版本要一致、堆叠模块和堆叠线缆、最大堆叠个数 9。
2.3750采用的是背板堆叠的方式,机器本身有堆叠口需专门的堆叠线可以达到32G带宽
3.交换机堆叠后,从逻辑上来说,它们属于同一个设备。这样,如果你想对这几台交换机进行设置,只要连接到任何一台设备上,就可看到堆叠中的其他交换机。
4.堆叠的优势:高密度端口、便于管理
5.堆叠分两种:
①硬堆叠,也就是用专门的堆叠硬件来实现高速度传输,最高可达到4G的传输速度,硬堆叠的代表是星型堆叠
②软堆叠,他采用一般的千兆端口来进行连接,也可以看成是千兆端口的级连,通过交换机软件来实现一些堆叠功能,如主交换机管理从交换机,软堆叠的代表是菊花链堆叠
6.例:
3750的堆叠技术,使用专用的堆叠线缆,堆叠后背板成倍增加配置时显示的是一台交换机,slot号不同 如sw1和sw2堆叠 显示的端口信息
interface GigabitEthernet0/8 (SW1)
interface GigabitEthernet1/8 (SW2)
如何区分master和slave?
线插好,开机自动堆叠选举,亮master的就是主
sh switch就可以看到
更加直观的就是看灯
mode打到stack,哪个led亮就是这个交换机的堆叠号
master灯亮的就是
用37的机器堆叠在一起,在命令行下能看到它们是一台机器
7.堆叠步骤:
1:物理连接好堆叠线缆,连接方法为master的stack1连接到slave的stack2上面。
2:开master,不作任何的配置。等完全启动后。
3:开slave的机器。
4:不作任何的配置。
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3750堆叠技术:
基本要求:系统版本相同
通过一个地址管理堆叠,最多9个堆叠,可达32G带宽
注意:堆叠要成环
#showplatform stack-manager all
#showswitch
#showswitch 1
#showswitch detail
#showswitch neighbors
#show switch stack-ports
示例:
作为主交换机配置如下:
switch 1 provision ws-c3750g-12s
switch 1 priority15
switch 2 provisionws-c3750g-24s
switch 2 priority14
switch 3 provisionws-c3750g-48s
switch 3 priority13
sdm prefer desktop
copy running-config startup-config
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深入堆叠
堆叠线成环,达到了冗余的效果。当将其中一跟堆叠线拔除后,堆叠组自动重启。在重启后,堆叠组重新生成堆叠,提供了冗余。
叠加的交换机之间通过两条环路连接起来。交换机的硬件负责将数据包在双环路上做负载均衡。环路在这里充当了这个大的逻辑交换机的背板的角色,在双环路都正常工作时,数据包在这台逻辑交换机上的传输率为32Gbps。
当 一个数据帧需要传输时,交换机的软件会进行计算看哪条环路更可用,然后数据帧会被送到该环路上。如果一条堆叠电缆出故障,故障两端的交换机都会侦测到该故障,并将受影响的环路断开,而逻辑交换机仍然可以以单环的状态工作,此时的数据包通过率为16Gbps。
参考资料:http://wenku.baidu.com/view/e30e240702020740be1e9b36.html(DCN)
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IRF堆叠中所有的单台设备称为成员设备。成员设备按照功能不同,分为两种角色:
Master:成员设备的一种,由角色选举产生,它负责管理整个堆叠。一个堆叠中同一时刻只能有一台成员设备成为Master设备。
Slave:成员设备的一种,由角色选举产生,它隶属于Master设备,作为Master设备的备份设备运行。堆叠中除了Master设备,其它设备都是Slave设备。堆叠中可能存在多台Slave设备。
堆叠的优点:
1、简化管理。IRF堆叠形成之后,用户连接到任何一台成员设备的任何一个端口都可以登录IRF堆叠系统,这相当于直接登录IRF系统中的Master设备。通过对Master设备的配置达到管理整个IRF堆叠以及堆叠内的所有设备的效果,而不用物理连接到每台成员设备,为成员设备分配IP、连接互通、运行路由协议等。
2、高可靠性。堆叠的高可靠性体现在多个方面,比如:堆叠系统由多台成员设备组成,Master设备负责堆叠的运行、管理和维护,Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务。一旦Master设备故障,系统会迅速自动选举新的Master,以保证通过堆叠的业务不中断,从而实现了设备的1:N备份。此外,成员设备之间物理堆叠口支持聚合功能,堆叠系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能,这样通过多链路备份提高了堆叠系统的可靠性。
整个堆叠的生命周期分为:物理连接、拓扑收集、角色选举、堆叠的管理与维护四个阶段。
物理堆叠口之间可以使用专用线也可以使用普通以太网线或者光纤连接。
堆叠中的每个成员设备都是通过和自己直接相邻的成员设备之间交互Hello报文来收集整个堆叠的拓扑关系。Hello报文会携带拓扑信息,具体包括堆叠口连接关系、成员设备编号、成员设备优先级、成员设备的桥MAC等内容。
角色选举会在拓扑动荡的情况下产生,比如:堆叠建立、新设备加入或者堆叠分裂。角色选举规则如下(从第一条开始判断,如果参与选举的成员有多个最优,则继续判断下一条,直到找到唯一的最优成员,才停止选举。此最优成员即为堆叠的Master设备,其它设备则均为Slave设备):
(1) 当前Master优先;(堆叠系统形成时,没有Master设备,所有加入的设备都认为自己是Master,会跳转到第二条规则继续比较)
(2) 成员优先级大的优先;
(3) 系统运行时间长的优先;
(4) 成员桥MAC地址小的优先。
设备启动时,首先会进行拓扑收集并参与角色选举。处理成功后,堆叠系统才能正常运行。在角色选举完成后,堆叠管理将进入堆叠维护阶段。
当堆叠链路断开时,原堆叠可能会分裂成全局配置完全相同的两台(或者多台)堆叠,这些堆叠同时在网络中运行时可能会引起网络故障。为了提高系统的高可用性,当堆叠分裂时我们就需要一种机制,检测出网络中同时存在的多个堆叠,并进行相应的处理使网络能正常运行。多Active检测(Multi-Active Detection,简称MAD)就是这样一种检测和处理机制。
设备支持两种运行模式:堆叠模式和独立运行模式。
如果设备当前处于独立运行模式,但需要加入堆叠,必须将运行模式切换到堆叠模式,才能形成堆叠。
当设备处于堆叠模式时,即便只有一台设备也会形成堆叠,也需要耗费一定的系统资源来管理和维护堆叠。因此,如果当前组网中设备不需要和别的设备堆叠时,建议将运行模式配置为独立运行模式,设备就会回到单机运行状态。
当切换运行模式,设备会自动重启,使新的运行模式生效。为防止配置丢失,请在切换模式前,保存当前配置。
在堆叠中以成员编号标识设备,配置堆叠口和优先级也是根据设备编号来进行的,所以,修改设备成员编号可能导致设备配置发生变化或者丢失,请慎重配置。例如,将设备配置好堆叠口后,保存配置,修改ID,重启,由于堆叠口的一维是用成员编号来表示的,因此,当设备成员编号改变时,将导致堆叠口的配置失效。
如果没有使能自动加载功能,当参与堆叠的设备软件版本与Master设备的不一致时,则新加入或者优先级低的设备不能正常启动。此时需要用户手工升级设备版本后,再将设备加入堆叠。使能自动加载功能后,成员设备加入堆叠时,会与Master设备的软件版本号进行比较,如果不一致,则自动从Master设备下载启动文件,然后使用新的系统启动文件重启,重新加入堆叠。如果新下载的启动文件的文件名与设备上原有启动文件文件名重名,则原有启动文件会被覆盖。
不管使用哪种方式登录堆叠系统,实际上登录的是Master设备。Master是堆叠系统的配置和控制中心,在Master上配置后,堆叠系统会将这些配置同步给Slave设备。
参考资料:http://wenku.baidu.com/view/f94b4958312b3169a451a4a1.html(H3C PDF)
http://www.h3c.com.cn/Products___Technology/Technology/System_Management/Other_technology/Technology_recommend/200904/632642_30003_0.htm(H3C官网)
注:本文由作者参考资料整理。
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