堆叠与集群

8.1堆叠与集群概述

随着企业的发展，企业网络的规模越来越大，这对企业网络提出了更高的要求：更高的可靠性、更低的故障恢复时间、设备更加易于管理等。传统的园区网高可靠性技术出现故障时切换时间很难做到毫秒级别、实现可靠性的方案通常为一主一备，存在着严重的资源浪费。同时随着网络设备的越来越多，管理将会变得越加复杂。为构建可靠、易管理、资源利用率高、易于扩展的交换网络，引入了交换机堆叠、集群技术。

8.1.1堆叠、集群的优势

• 使用堆叠、集群可有效提高资源利用率，获得更高的转发性能、链路带宽。
• 使用堆叠、集群可以降低网络规划的复杂度，方便对于网络的管理。
• 使用堆叠、集群可以大大降低故障导致的业务中断时间。

8.1.2堆叠

堆叠（iStack），将多台支持堆叠特性的交换机（最多9台）通过堆叠线缆连接在一起，从逻辑上虚拟成一台交换设备，作为一个整体参与数据转发。

1、交换机的角色

• 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。

2、选举原则

• 运行状态比较：已运行的交换机比处于启动状态的优选级高
• 优选级：越大越优，默认为100，最大为255
• MAC地址：越小越优

3、堆叠ID

堆叠ID，即成员交换机的槽位号（Slot ID），用来标识和管理成员交换机，堆叠中所有成员交换机的堆叠ID都是唯一的。

4、堆叠系统组建过程

• 物理连接
• 主交换机选举
• 拓扑收集和备交换机选举
• 软件和配置同步

6、堆叠方式

• 堆叠卡：专用堆叠线缆
• 业务接口：普通网线、光纤、专用线缆

7、连接拓扑

• 链形连接：距离较远，组环比较困难
• 环形连接：距离近

8、堆叠管理

• 成员加入和退出
• 堆叠合并
• 堆叠分裂

9、MAD（多主检测）检测

（1）分类

• 直连检测：分裂后的两台交换机以1秒为周期通过检测链路发送MAD报文进行多主冲突处理。
• 代理检测 ：堆叠系统正常运行时，堆叠成员交换机以30s为周期通过检测链路发送MAD报文。堆叠成员交换机对在正常工作状态下收到的MAD报文不做任何处理；堆叠分裂后，分裂后的两个堆叠系统以1s为周期通过检测链路发送MAD报文进行多主冲突处理。

（2）MAD竞争原则

• 比较启动时间，越早越好，启动时间相差20S以内谁启动时间相同
• 优选级
• MAC地址

（3）角色

Detect：竞争成功

Recovery：竞争失败

8.1.2集群

集群（Cluster Switch System，CSS），将两台支持集群特性的交换机设备组合在一起，从逻辑上虚拟成一台交换设备。

8.3堆叠的配置

1.     实验目的:

1. 熟悉堆叠的应用场景
2. 掌握堆叠的配置方法

2.     实验拓扑

实验拓扑如图8-1所示。

                   图8-1：堆叠的配置

【技术要点】

现网中公司需要对交换网络扩容，需要将SW1和SW2两台设备使用业务接口进行堆叠。(华为ensp模拟器不支持堆叠，此实验使用H3C的模拟器HCL)

3.     实验步骤

（1）选择需要进行堆叠的业务接口，并且将端口shutdown

SW1：

<H3C>system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[H3C]sysname SW1

[SW1]interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50

[SW1-Ten-GigabitEthernet1/0/50]shutdown

[SW1-Ten-GigabitEthernet1/0/50]quit

SW2:

<H3C>system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[H3C]sysname SW2

[SW2]interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50

[SW2-Ten-GigabitEthernet1/0/50]shutdown

[SW2-Ten-GigabitEthernet1/0/50]quit

(2) 将SW1配置成堆叠后的主设备，配置对应的优先级,并将业务线缆加入虚拟的堆叠口

[SW1]irf member 1 priority 30  //配置设备的堆叠成员ID为1，堆叠优先级为30

[SW1]irf-port 1/1  //进入虚拟堆叠口

[SW1-irf-port1/1]port group interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50//将物理接口加入到堆叠口

[SW1-irf-port1/1]quit

[SW1]irf-port-configuration active //激活堆叠配置

[SW1]interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50

[SW1-Ten-GigabitEthernet1/0/50]undo  shutdown //开启物理接口

[SW1]save //保存配置

（3）将SW2业务线缆加入虚拟的堆叠线缆

[SW2]irf member 1 renumber 2 //配置堆叠成员ID为1(成员ID不能冲突)

Renumbering the member ID may result in configuration change or loss. Continue?[Y/N]:y

[SW2]irf-port 1/2 //进入虚拟堆叠口1/2

[SW2-irf-port1/2]port group  interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50//将物理接口加入到堆叠口

[SW2-irf-port1/2]quit

[SW2]irf-port-configuration active //激活堆叠配置

[SW2]interface Ten-GigabitEthernet 1/0/50

[SW2-Ten-GigabitEthernet1/0/50]undo  shutdown

[SW2-Ten-GigabitEthernet1/0/50]quit

[SW2]save

（4）将设备重启，自动完成堆叠。

SW1:

[SW1]quit

<SW1>reboot

SW2:

[SW1]quit

<SW1>reboot

查看堆叠配置

<SW1>display irf //查看堆叠配置

MemberID    Role    Priority  CPU-Mac         Description

 *+1        Master  30        0caa-192d-0104  ---

   2        Standby 1         0caa-1b49-0204  ---

--------------------------------------------------

 * indicates the device is the master.

 + indicates the device through which the user logs in.

 The bridge MAC of the IRF is: 0caa-192d-0100

 Auto upgrade                : yes

 Mac persistent              : 6 min

 Domain ID                   : 0

可以看到堆叠ID为1的SW1为master，即主设备，堆叠ID为2的SW2为standby，即从设备。最终可以实现，将多台物理设备堆叠成一台逻辑设备。