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交換機(jī)堆疊模式,你了解多少?

發(fā)布時間:2024-05-03
堆疊是指將一臺以上的交換機(jī)組合起來共同工作,以便在有限的空間內(nèi)提供盡可能多的端口。多臺交換機(jī)經(jīng)過堆疊形成一個堆疊單元??啥询B的交換機(jī)性能指標(biāo)中有一個"最大可堆疊數(shù)"的參數(shù),它是指一個堆疊單元中所能堆疊的最大交換機(jī)數(shù),代表一個堆疊單元中所能提供的最大端口密度。堆疊與級聯(lián)這兩個概念既有區(qū)別又有聯(lián)系。堆疊可以看作是級聯(lián)的一種特殊形式。它們的不同之處在于:級聯(lián)的交換機(jī)之間可以相距很遠(yuǎn)(在媒體許可范圍內(nèi)),而一個堆疊單元內(nèi)的多臺交換機(jī)之間的距離非常近,一般不超過幾米;級聯(lián)一般采用普通端口,而堆疊一般采用專用的堆疊模塊和堆疊電纜。
堆疊模式
1、菊花鏈堆疊模式
菊花鏈堆疊模式是利用專用的堆疊電纜,將多臺交換機(jī)以環(huán)路方式串接起來,組建成一個交換機(jī)堆疊組。菊花鏈堆疊模式中的冗余電纜只是冗余備份作用,也可以不連接。采用菊花鏈堆疊模式,從主交換機(jī)到最后一臺從交換機(jī)之間,數(shù)據(jù)包要?dú)v經(jīng)中間所有交換機(jī),傳輸效率較低,因此堆疊層數(shù)不宜太多。菊花鏈堆疊模式雖然保證了每個交換機(jī)端口的帶寬,但是并沒有使多交換機(jī)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)效率得到提升,而且堆疊電纜往往距離較短,因此采用菊花鏈堆疊模式時,主要適用于有大量計算機(jī)的機(jī)房。
2、星形堆疊模式
星形堆疊要求主交換機(jī)有足夠的背板帶寬,并且有多個堆疊模塊,然后使用高速堆疊電纜將交換機(jī)的內(nèi)部總線連接成為一條高速鏈路。星形堆疊的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過交換機(jī)的級聯(lián)模式,而且可以顯著地提高堆疊交換機(jī)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)速率。一個堆疊的若干臺交換機(jī)可以視為一臺交換機(jī)進(jìn)行管理,只需賦予1個ip地址,即可通過該ip地址對所有的交換機(jī)進(jìn)行管理,從而大大減少了管理的難度。
原理
1、堆疊的建立
兩臺交換機(jī)啟動時,通過相互競爭,其中一臺成為堆疊主機(jī),另一臺成為堆疊備機(jī)。競爭的規(guī)則如下:
第一,系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài):已啟動并正常運(yùn)行的交換機(jī)優(yōu)先級高于正在啟動的交換機(jī),前者成為css主機(jī)。
第二,堆疊的優(yōu)先級:如果運(yùn)行狀態(tài)相同,則優(yōu)先級高的交換機(jī)成為css主機(jī)。
第三,mac地址大小:如果運(yùn)行狀態(tài)和堆疊優(yōu)先級均相同,則mac地址小的交換機(jī)成為css主機(jī)。
當(dāng)2臺交換機(jī)選出主、備機(jī)后,css主機(jī)的主用主控板就成為堆疊系統(tǒng)的主板,css備機(jī)的主用主控板則成為堆疊系統(tǒng)的備板。在系統(tǒng)主板和備板之間進(jìn)行ha備份處理,css主機(jī)和備機(jī)的備用主控板將成為堆疊的候選系統(tǒng)備板。
2、堆疊的配置和轉(zhuǎn)發(fā)
堆疊建立后,可以通過接口板上的業(yè)務(wù)端口、系統(tǒng)主板上的串口或網(wǎng)管口登陸css系統(tǒng),進(jìn)行業(yè)務(wù)配置和系統(tǒng)管理。css提供四維的接口視圖(框/槽/卡/端口),支持對兩臺設(shè)備中的所有端口進(jìn)行業(yè)務(wù)相關(guān)配置、操作。以框/槽為單位對兩臺設(shè)備中的所有單板進(jìn)行管理,如查詢單板信息、對單板進(jìn)行復(fù)位等操作。在css環(huán)境下,業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)發(fā)同單框環(huán)境下的區(qū)別:跨設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)需要經(jīng)過交換網(wǎng)兩次。對于報文內(nèi)容的處理沒有區(qū)別,都需要進(jìn)行一次上、下行處理。對外呈現(xiàn)為一臺設(shè)備。
3、堆疊的分裂處理
堆疊建立后,堆疊主機(jī)和備機(jī)定時發(fā)送心跳報文以維持堆疊狀態(tài)。當(dāng)2臺設(shè)備心跳超時后,為了避免css線纜、css卡和主控板等硬件故障導(dǎo)致2臺交換機(jī)間沒有可用的css鏈路,以至失去通信,css系統(tǒng)將再分裂成2臺獨(dú)立交換機(jī)。堆疊分裂后,下述情況將引發(fā)整個網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障:2臺設(shè)備均運(yùn)行正常,且以完全相同的全局配置運(yùn)行,即以同樣的ip和mac地址與網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備通信。因此,css分裂后需檢測系統(tǒng)是否有2個以相同配置運(yùn)行的設(shè)備(是否存在雙主機(jī)),并進(jìn)行相應(yīng)處理,使整個網(wǎng)絡(luò)得以正常運(yùn)行,提升堆疊系統(tǒng)的可用性。
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