堆叠的作用

news2024/11/27 4:30:59

一、为什么要堆叠

传统的园区网络采用设备和链路冗余来保证高可靠性，但其链路利用率低、网络维护成本高，堆叠技术将多台交换机虚拟成一台交换机，达到简化网络部署和降低网络维护工作量的目的。

二、堆叠优势

1、提高可靠性

堆叠系统多台成员交换机之间形成冗余备份，如下图所示，SwitchA和SwitchB组成堆叠系统，SwitchA和SwitchB相互备份，SwitchA故障时，SwitchB可以接替SwitchA保证系统的正常运行。另外，堆叠系统支持跨设备的链路聚合功能，也可以实现链路的冗余备份。

2、扩展端口数量

如下图所示，当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能满足接入需求时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统扩展端口数量。

3、增大带宽

如下图所示，当需要增大交换机上行带宽时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统，将成员交换机的多条物理链路配置成一个聚合组，提高交换机的上行带宽。

4、简化组网

如下图所示，网络中的多台设备组成堆叠，虚拟成单一的逻辑设备。简化后的组网不再需要使用MSTP等破环协议，简化了网络配置，同时依靠跨设备的链路聚合，实现单设备故障时的快速切换，提高可靠性。

5、长距离堆叠

如下图所示，每个楼层的用户通过楼道交换机接入外部网络，现将各相距较远的楼道交换机连接起来组成堆叠，这相当于每栋楼只有一个接入设备，网络结构变得更加简单。每栋楼有多条链路到达核心网络，网络变得更加健壮、可靠。对多台楼道交换机的配置简化成对堆叠系统的配置，降低了管理和维护的成本。

三、哪些设备可以堆叠

主流交换机都支持堆叠（思科、华为、华三、锐捷等等），如华为S系列园区交换机、CloudEngine数据中心交换机都有款型支持堆叠。对于S系列园区交换机，仅盒式交换机有款型支持堆叠；两台框式交换机组建在一起叫集群。对于CloudEngine数据中心交换机，框式交换机和盒式交换机都有款型支持堆叠，两者的差异在于框式交换机仅支持两台设备组建堆叠。

四、如何建立堆叠

1、主、被、从交换机

堆叠系统中所有的单台交换机都称为成员交换机，按照功能不同，可以分为三种角色：

主交换机（Master）：主交换机负责管理整个堆叠。堆叠系统中只有一台主交换机。
备交换机（Standby）：备交换机是主交换机的备份交换机。堆叠系统中只有一台备交换机。当主交换机故障时，备交换机会接替原主交换机的所有业务。
从交换机（Slave）：从交换机用于业务转发，堆叠系统中可以有多台从交换机。从交换机数量越多，堆叠系统的转发带宽越大。

除主交换机和备交换机外，堆叠中其他所有的成员交换机都是从交换机。当备交换机不可用时，从交换机承担备交换机的角色。

主交换机、备交换机和从交换机都可以进行业务流量的转发。添加、移除或替换堆叠成员交换机，都可能导致堆叠成员角色的变化。

2、堆叠ID

堆叠ID用来标识堆叠成员交换机，是成员交换机的槽位号。每个堆叠成员交换机在堆叠系统中具有唯一的堆叠ID。

3、堆叠优先级

堆叠优先级是成员交换机的一个属性，主要用于角色选举过程中确定成员交换机的角色，优先级值越大表示优先级越高，优先级越高当选为主交换机的可能性越大。

4、堆叠的建立过程

网络设备堆叠的建立过程通常包括以下几个主要步骤：

规划与准备
- 确定堆叠的需求和目标，例如增加端口数量、提高性能、简化管理等。
- 选择支持堆叠功能的相同型号和版本的网络设备。
- 规划堆叠的拓扑结构，包括确定主设备和从设备的位置。
物理连接
- 使用专用的堆叠线缆或高速以太网链路将设备连接起来。确保连接牢固且符合设备的接口规范。
配置堆叠参数
- 登录到主设备的管理界面。
- 启用堆叠功能，并设置堆叠的相关参数，如堆叠 ID、优先级等。
- 配置堆叠成员设备的信息，包括设备的 IP 地址、MAC 地址等。
堆叠成员加入
- 从设备上电启动，并自动尝试与主设备建立堆叠连接。
- 主设备会对加入的从设备进行认证和配置同步。
配置同步
- 主设备将其配置信息自动同步到从设备，确保整个堆叠的配置一致性。
测试与验证
- 对堆叠后的网络进行连通性测试，检查端口状态、流量转发等是否正常。
- 验证堆叠的管理功能，如通过单一管理界面管理整个堆叠等。
优化与调整
- 根据测试结果，对堆叠的配置进行优化和调整，以满足网络性能和管理的要求。