交换机光口堆叠原理
基于堆叠技术实现核心交换机冗余设计探究
基于堆叠技术实现核心交换机冗余设计探究作者：朱新义来源：《中国新通信》2020年第03期摘要：在互联网网络技术数据中心技术及网络虚拟化技术持续发展与更新的背景下，网络的工作模式发生了非常深刻的改变。
多媒体技术的应用对提升工作效率，改进用户体验，完善系统性能均具有非常重要的意义。
本文尝试研究一种基于堆叠技术的核心交换机设计方案，对交换机堆叠的基本概念进行分析，并就交换机堆叠的性能、可靠性、可维护性及发展趋势展开研究，仅供各方参考。
关键词：核心交换机;冗余设计;堆叠技术;转方面堆叠;控制面堆叠一、交换机堆叠交换机堆叠是指将两台或多台交换机的虚拟成一台交换机，与集中式控制一样，对外呈现出一个控制面，一方面能够在空间有限的前提下提供尽可能充分的端口支持，增加系统交换带宽，另一方面通过一个控制平台下发全局成员的配置，便于网络的管理维护。
在交换机堆叠相关性能指标中，最大可堆叠数是指一个独立堆叠单元中可支持的组合交换机数量最大值，它代表一个堆叠系统所能提供的最大端口密度。
目前技术条件支持下，按交换机组网的拓扑来分，第一是链式堆叠，多台交换机组成一个链，为了提供网络的可靠性，也可以组成环形堆叠;第二则是星型堆叠，目前多见于端口密度较高且效率要求较高的局域网网络中。
按交换机的业务层面来分，又分为控制面堆叠，即有系统主管理所有成员设备的加入、退出等;与控制面对应的是转方面堆叠，由主设备管理各成员设备的转发业务，如主设备进行转发拓扑计算并下转发表。
通常说的堆叠是指转方面与业务面都组成堆叠，堆叠管理链路与堆叠转发链路可以合一，也可以分开。
如果仅仅转发面堆叠，控制面不堆叠，通常叫mlag。
为了适应数据中心的组网拓扑，有演化出混堆，即spine-leaf模型，spine即父节点，可单台，也可以多台交换机组成堆叠，下挂leaf节点。
二、堆叠实现原理先介绍几个堆叠的背景知识，堆叠成员设备根据堆叠角色分为系统主，堆叠系统的管理者;系统备，系统主退出后升系统主;系统从，即成员设备，系统主设备与系统备设备都退出后，成员设备重启。
图解交换机的连接方式
图解交换机的连接方式多台交换机的连接方式无外乎两种：级联跟堆叠。
下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。
级联是最常见的连接方式，就是使用网线将两个交换机进行连接。
连接的结果是，在实际的网络中，它们仍然各自工作，仍然是两个独立的交换机。
堆叠是通过交换机的背板进行连接的，是一种建立在芯片级上的连接。
一般只有中、高端交换机才提供堆叠功能。
并且需要专用的堆叠模块和堆叠线缆。
连接的结果是，在实际的网络中，对于其它网络设备以及网络员来说，它们是一台交换机，即两台24口的交换机堆叠以后，效果就相当于一个48口的交换机。
不同连接方式的优缺点,都是为了完成网络的连接，为什么还要分级联和堆叠呢?直接用网络连接的级联方式不是更方便吗?为什么还需要堆叠呢?两种连接方式的本质是不一样的，用来满足不同的要求，当然从一定程度上说，不能直接说哪一种连接方式好，而是根据实际需要、实际情况选择不同的连接方式。
级联的优点是可以延长网络的距离，理论上可以通过双绞线和多级的级联方式无限远的延长网络距离，级联后，在网络管理过程中仍然是多个不同的网络设备。
另外级联基本上不受设备的限制，不同厂家的设备可以任意级联。
级联的缺点就是多个设备的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，这时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。
堆叠的优点是不会产生性能瓶颈，因为通过堆叠，可以增加交换机的背板带宽，不会产生性能瓶颈。
通过堆叠可以在网络中提供高密度的集中网络端口，根据设备的不同，一般情况下最大可以支持8层堆叠，这样就可以在某一位置提供上百个端口。
堆叠后的设备在网络管理过程中就变成了一个网络设备，只要赋于一个IP地址，方便管理，也节约管理成本。
堆叠的缺点主要是受设备限制，并不是所有的交换机都支持堆叠字，不同厂家，不同型号，进行堆叠需要特定的设备的支持。
受距离限制，因为受到堆叠线缆长度的限制，堆叠的交换机之间的距离要求很近。
H3C交换机-堆叠操作
H3C交换机-堆叠操作------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxxH3C交换机—堆叠操作堆叠的先决条件：交换机的软件版本与交换机的名字必须一致交换机堆叠管理(使用交叉线在百兆口上堆叠)1.在其他被管理的交换机上指定管理VLAN[Quidway]management-vlan vlan-id 默认是VLAN1 2.将其他被管理的交换机上连接到管理交换机的连接线配置为trunk模式，并仅允许管理VLAN通过[Quidway]interface Ethernet 1/0/n[Quidway – Ethernet 1/0/n]port link-type trunk[Quidway – Ethernet 1/0/n]port trunk permit vlan vlan-id(之前指定的管理VLAN)3.在管理交换机上配置管理VLAN。
4.在连接各个被管理交换机的线上使用Trunk模式，并仅允许管理VLAN通过。
5.指定堆叠管理地址池[SwitchA]stacking ip-pool 10.10.10.1 36.使能堆叠，几秒钟后两个从交换机加入[SwitchA]stacking enable验证命令：[SwitchA]display stackH3C堆叠操作（S3600）由于建立IRF系统时对各设备配置一致性要求较高，在开启Fabric端口功能前，请不要在该端口下进行任何配置，并且不能在全局或其他端口配置某些影响IRF工作的特性，否则将不能开启Fabric端口。
[H3C]fabric-port interface-type interface-number enable 配置交换机的Fabric端口[H3C]ftm fabric-vlan vlan-id（可选）配置交换机用于IRF Fabric的VLAN，默认4093，必须使用系统尚未创建的VLAN 作为IRF Fabric使用的VLAN，否则系统会输出错误信息提示配置失败。
核心交换机的链路聚合、冗余、堆叠、热备份是什么？
核心交换机的链路聚合、冗余、堆叠、热备份是什么？什么是核心交换机的链路聚合、冗余、堆叠、热备份，今天我们一起来了解这些专业术语！链路聚合是将两个或更多数据信道结合成一个单个的信道，该信道以一个单个的更高带宽的逻辑链路出现。
链路聚合一般用来连接一个或多个带宽需求大的设备，例如连接骨干网络的服务器或服务器群。
它可以用于扩展链路带宽，提供更高的连接可靠性。
1、举例公司有2层楼，分别运行着不同的业务，本来两个楼层的网络是分开的，但都是一家公司难免会有业务往来，这时我们就可以打通两楼之前的网络，使具有相互联系的部门之间高速通信。
如下图：如上图所示，SwitchA和SwitchB通过以太链路分别都连接VLAN10和VLAN20的网络，且SwitchA和SwitchB 之间有较大的数据流量。
用户希望SwitchA和SwitchB之间能够提供较大的链路带宽来使相同VLAN间互相通信。
同时用户也希望能够提供一定的冗余度，保证数据传输和链路的可靠性。
创建Eth-Trunk接口并加入成员接口，实现增加链路带宽，2台交换机分别配置Eth-Trunk1 分别将需要通信的3条线路的端口加入Eth-Trunk1，设置端口trunk，允许相应的vlan通过；这样两楼的网络就可以正常通信了。
2、实现配置步骤：在SwitchA上创建Eth-Trunk1并配置为LACP模式。
SwitchB配置过程与SwitchA类似，不再赘述system-view[HUAWEI] sysname SwitchA[SwitchA]interface eth-trunk 1[SwitchA-Eth-Trunk1] mode lacp[SwitchA-Eth-Trunk1] quit配置SwitchA上的成员接口加入Eth-Trunk。
SwitchB配置过程与SwitchA 类似，不再赘述[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] eth-trunk 1[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit[SwitchA] interface gigabitethernet0/0/2[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] eth-trunk 1[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit[SwitchA] interface gigabitethernet0/0/3[SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] eth-trunk 1[SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] quit在SwitchA上配置系统优先级为100，使其成为LACP主动端[SwitchA] lacp priority 100在SwitchA上配置活动接口上限阈值为2[SwitchA] interface eth-trunk 1[SwitchA-Eth-Trunk1] max active-linknumber 2[SwitchA-Eth-Trunk1] quit在SwitchA上配置接口优先级确定活动链路[SwitchA] interface gigabitethernet0/0/1[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] lacp priority 100[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit[SwitchA] interface gigabitethernet0/0/2[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] lacp priority 100[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit 链路冗余为了保持网络的稳定性，在多台交换机组成的网络环境中，通常都使用一些备份连接，以提高网络的效率、稳定性，这里的备份连接也称为备份链路或者冗余链路。
华为交换机5720EI server-type port 堆叠案例
端口使用
计划使用XG0/0/1~XG0/0/2两个接口启用聚合堆叠，这样堆叠后可以承载20G的业务量。 但是实际配置时发现，使用XG端口每4个为一组（例如，1～4为一组、5～8为一组，2～5不能作为一组，即每组最后一 个端口的编号为4的倍数），如果将每组内的任意一个接口配置为堆叠物理成员端口，则同组内的另外三个端口下的配置 将丢失，且不能作为普通的业务口来使用。接口组可以拆分使用，例如1口可以用做堆叠逻辑 stack-port 0/1 组，2口可以 用作堆叠逻辑 stack-port 0/2 组。 设备的stack-port 0/1必须连接邻设备的stack-port 0/2，否则堆叠组建不成功。
堆叠前，建议将交换机配置重置，因为在第一次操作时，两台交换机未清空配置，导致在堆叠后出现配置命令不显示， 但配置却生效等异常情况。
堆叠配置
两台S5720 EI堆叠配置：
第一台：
<5720-1> system-view [5720-1] interface stack-port 0/1 [5720-1] port interface XGigabitEthernet 0/0/1 enable [5720-1] interface stack-port 0/2 [5720-1] port interface XGigabitEthernet 0/0/2 enable [5720-1] quit [5720-1] stack slot 0 priority 200 [5720-1] quit <5720-1> save <5720-1> quit
堆叠线接法： 两条堆叠线以交叉方法接两台交换机的堆叠口，即A交换机的1口接B交换机的2口，A交换机的2口接B交换 机的1口。 当两台交换机的上述配置完成后，将所有交换机下电，再重启查看状态
锐捷S21系列交换机堆叠管理
堆叠相当于一台增加了端口数、扩展了端口密度的交换机，其配置方法和单机基本相同，以下内容 软件配置部分将描述堆叠和单机主要差别。
UNIT（单元）定义
本说明书中提及的UNIT的表示一个端口集合：
z S2150G中的第一个UNIT包含端口fa0/1-24和插槽1上的模块端口.第二个UNIT包含端口fa0/25-48 和插槽2上的模块端口.
下面的例子显示了如何配置设备别名。
switch#configure
//进入配置模式
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
switch(config)# device-description member 2 HongshanRoad,F3,R402 //配置设备 2 的别名
下面的例子说明如何在单机模式中配置设备的优先级为3。
Switch# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)# device-priority 3 Switch(config)# end
堆叠模式下的配置
配置设备别名
用户可以为每台设备配置设备别名，在特权模式下
步骤 1 步骤 2
命令 configure device-description [member member ]description
步骤3 相关设置命令
含义 进入配置模式 对指定设备设置设备别名. member：设备号，范围（1-最大设备号） 在配置模式下不指明设备号默认对设备 1 进行配置 指定设备进行配置时默认对指定设备进行配置 对指定设备进行配置，使用 end 可以返回特权模式
H3C交换机-堆叠操作
H3C交换机-堆叠操作------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxxH3C交换机—堆叠操作堆叠的先决条件：交换机的软件版本与交换机的名字必须一致交换机堆叠管理(使用交叉线在百兆口上堆叠)1.在其他被管理的交换机上指定管理VLAN[Quidway]management-vlan vlan-id 默认是VLAN1 2.将其他被管理的交换机上连接到管理交换机的连接线配置为trunk模式，并仅允许管理VLAN通过[Quidway]interface Ethernet 1/0/n[Quidway – Ethernet 1/0/n]port link-type trunk[Quidway – Ethernet 1/0/n]port trunk permit vlan vlan-id(之前指定的管理VLAN)3.在管理交换机上配置管理VLAN。
4.在连接各个被管理交换机的线上使用Trunk模式，并仅允许管理VLAN通过。
5.指定堆叠管理地址池[SwitchA]stacking ip-pool 10.10.10.1 36.使能堆叠，几秒钟后两个从交换机加入[SwitchA]stacking enable验证命令：[SwitchA]display stackH3C堆叠操作（S3600）由于建立IRF系统时对各设备配置一致性要求较高，在开启Fabric端口功能前，请不要在该端口下进行任何配置，并且不能在全局或其他端口配置某些影响IRF工作的特性，否则将不能开启Fabric端口。
[H3C]fabric-port interface-type interface-number enable 配置交换机的Fabric端口[H3C]ftm fabric-vlan vlan-id（可选）配置交换机用于IRF Fabric的VLAN，默认4093，必须使用系统尚未创建的VLAN 作为IRF Fabric使用的VLAN，否则系统会输出错误信息提示配置失败。
交换机的连接方式详解图
交换机的连接方式详解图 The document was prepared on January 2, 2021交换机是一种最为基础的网络连接设备。
它一般都不需要任何软件配置即可使用的一种纯硬件式设备；单个交换机与网络的连接，相信读者朋友们已经能够掌握。
本文结合图例，主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题。
多台交换机的连接方式无外乎两种：级联跟堆叠。
下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。
1、交换机级联这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。
需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。
级联又分为以下两种：使用普通端口级联所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。
需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用反线，即是说双绞线的两端要跳线（第1-3与2-6线脚对调）。
其连接示意如图1所示。
图1使用Uplink端口级联在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口，如图2所示。
此端口是专门为上行连接提供的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。
图2其连接示意如图3所示。
图32、交换机堆叠此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。
交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。
但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。
它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。
堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。
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交换机光口堆叠原理
交换机光口堆叠原理
随着网络规模不断扩大，传统的网络设备已经不能满足需求。
在
这种情况下，堆叠技术应运而生，它可以将多个网络设备集成到一个
逻辑单元中，从而提高网络的可用性和可扩展性。
光口堆叠技术是其中的一种，它可以将多个光口交换机连接在一起，形成一个大规模的网络设备。
在本文中，我们将分步骤地讨论交
换机光口堆叠原理。
步骤一：堆叠方式选择
光口交换机可以通过两种方式进行堆叠，分别是有线堆叠和无线
堆叠。
有线堆叠需要使用堆叠线将所有的光口交换机连接在一起，而
无线堆叠则通过无线信号进行连接。
根据实际情况选择合适的堆叠方
式可以提高网络的可用性。
步骤二：堆叠协议选择
堆叠协议是光口堆叠的关键，它用于管理堆叠设备之间的通信，
确保网络的可用性和稳定性。
目前主流的光口堆叠协议有三种，即Cisco的StackWise、H3C的iStack和Juniper的Virtual Chassis。
步骤三：堆叠口选择
光口交换机可以通过不同的堆叠口进行连接，一般有两种选择：
使用专用的堆叠口或使用普通的光口。
专用的堆叠口可以提高堆叠的
可靠性和带宽，但是需要使用堆叠线进行连接。
而使用普通的光口则
可以减少连接设备的数量，但是需要使用通用的堆叠协议进行通信，
可能会影响堆叠的带宽和可靠性。
步骤四：堆叠链路选择
在连接光口交换机时，需要选择合适的堆叠链路。
一般有两种选择：使用单向链路或使用双向链路。
使用单向链路可以提高堆叠的带
宽和可靠性，但是需要使用不同的光口进行连接。
而使用双向链路则
可以减少连接设备的数量，但是需要使用双光纤进行连接，成本较高。
步骤五：堆叠配置
完成光口交换机的连接后，需要对光口堆叠进行配置。
其中包括堆叠协议的配置、堆叠口和堆叠链路的配置等。
在配置光口堆叠时需要注意一些细节，例如堆叠口的优先级、堆叠链路的带宽分配等。
通过以上几个步骤，我们可以实现光口交换机的堆叠，从而提高网络的可用性和可扩展性。
在实际操作中需要注意细节，确保光口堆叠的稳定性和带宽满足网络需求。