堆疊是指將多臺支持堆疊特性的交換機通過堆疊線纜連接在一起，從邏輯上虛擬成一臺交換設(shè)備，作為一個整體參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。堆疊是目前廣泛應(yīng)用的一種橫向虛擬化技術(shù)，具有提高可靠性、擴展端口數(shù)量、增大帶寬、簡化組網(wǎng)等作用。

為什么需要堆疊？

傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用設(shè)備和鏈路冗余來保證高可靠性，但其鏈路利用率低、網(wǎng)絡(luò)維護成本高，堆疊技術(shù)將多臺交換機虛擬成一臺交換機，達(dá)到簡化網(wǎng)絡(luò)部署和降低網(wǎng)絡(luò)維護工作量的目的。堆疊具有諸多優(yōu)勢：

提高可靠性

堆疊系統(tǒng)多臺成員交換機之間形成冗余備份，如下圖所示，SwitchA和SwitchB組成堆疊系統(tǒng)，SwitchA和SwitchB相互備份，SwitchA故障時，SwitchB可以接替SwitchA保證系統(tǒng)的正常運行。另外，堆疊系統(tǒng)支持跨設(shè)備的鏈路聚合功能，也可以實現(xiàn)鏈路的冗余備份。

堆疊示意圖

擴展端口數(shù)量

如下圖所示，當(dāng)接入的用戶數(shù)增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統(tǒng)擴展端口數(shù)量。

擴展端口數(shù)量示意圖

增大帶寬

如下圖所示，當(dāng)需要增大交換機上行帶寬時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統(tǒng)，將成員交換機的多條物理鏈路配置成一個聚合組，提高交換機的上行帶寬。

增大帶寬示意圖

簡化組網(wǎng)

如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)中的多臺設(shè)備組成堆疊，虛擬成單一的邏輯設(shè)備。簡化后的組網(wǎng)不再需要使用MSTP等破環(huán)協(xié)議，簡化了網(wǎng)絡(luò)配置，同時依靠跨設(shè)備的鏈路聚合，實現(xiàn)單設(shè)備故障時的快速切換，提高可靠性。

簡化組網(wǎng)示意圖

長距離堆疊

如下圖所示，每個樓層的用戶通過樓道交換機接入外部網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)將各相距較遠(yuǎn)的樓道交換機連接起來組成堆疊，這相當(dāng)于每棟樓只有一個接入設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加簡單。每棟樓有多條鏈路到達(dá)核心網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)變得更加健壯、可靠。對多臺樓道交換機的配置簡化成對堆疊系統(tǒng)的配置，降低了管理和維護的成本。

長距離堆疊示意圖

有哪些設(shè)備可以堆疊？

主流交換機都支持堆疊，如華為S系列園區(qū)交換機、CloudEngine數(shù)據(jù)中心交換機都有款型支持堆疊。對于S系列園區(qū)交換機，僅盒式交換機有款型支持堆疊；兩臺框式交換機組建在一起叫集群。對于CloudEngine數(shù)據(jù)中心交換機，框式交換機和盒式交換機都有款型支持堆疊，兩者的差異在于框式交換機僅支持兩臺設(shè)備組建堆疊。

如何建立堆疊？

在介紹堆疊是如何建立之前，先介紹下堆疊建立過程中用到的相關(guān)概念。

主、被、從交換機

堆疊系統(tǒng)中所有的單臺交換機都稱為成員交換機，按照功能不同，可以分為三種角色：

主交換機（Master）：主交換機負(fù)責(zé)管理整個堆疊。堆疊系統(tǒng)中只有一臺主交換機。

備交換機（Standby）：備交換機是主交換機的備份交換機。堆疊系統(tǒng)中只有一臺備交換機。當(dāng)主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業(yè)務(wù)。

從交換機（Slave）：從交換機用于業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)，堆疊系統(tǒng)中可以有多臺從交換機。從交換機數(shù)量越多，堆疊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)帶寬越大。

除主交換機和備交換機外，堆疊中其他所有的成員交換機都是從交換機。當(dāng)備交換機不可用時，從交換機承擔(dān)備交換機的角色。

主交換機、備交換機和從交換機都可以進行業(yè)務(wù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)。添加、移除或替換堆疊成員交換機，都可能導(dǎo)致堆疊成員角色的變化。

堆疊ID

堆疊ID用來標(biāo)識堆疊成員交換機，是成員交換機的槽位號。每個堆疊成員交換機在堆疊系統(tǒng)中具有唯一的堆疊ID。

堆疊優(yōu)先級

堆疊優(yōu)先級是成員交換機的一個屬性，主要用于角色選舉過程中確定成員交換機的角色，優(yōu)先級值越大表示優(yōu)先級越高，優(yōu)先級越高當(dāng)選為主交換機的可能性越大。

堆疊的建立過程

堆疊建立的過程包括以下四個階段：

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求，選擇堆疊線纜、連接方式。不同產(chǎn)品支持的物理連接方式有差異。 對于S系列園區(qū)盒式交換機和CloudEngine數(shù)據(jù)中心盒式交換機，支持鏈形和環(huán)形兩種連接拓?fù)洹?對于CloudEngine數(shù)據(jù)中心框式交換機，支持SIP口連接和業(yè)務(wù)口連接兩種方式。

選舉主交換機。 所有成員交換機上電后，堆疊系統(tǒng)開始進行主交換機的選舉。在堆疊系統(tǒng)中每臺成員交換機都具有一個確定的角色，其中，主交換機負(fù)責(zé)管理整個堆疊系統(tǒng)。

分配堆疊ID和備交換機選舉。 主交換機選舉完成后，主交換機會收集所有成員交換機的拓?fù)?a target="_blank">信息，根據(jù)拓?fù)湫畔⒂嬎愠龆询B轉(zhuǎn)發(fā)表項下發(fā)給堆疊中的所有成員交換機，并向所有成員交換機分配堆疊ID。之后進行備交換機的選舉，作為主交換機的備份交換機。除主交換機外最先完成設(shè)備啟動的交換機優(yōu)先被選為備份交換機。

同步軟件版本和配置文件。 角色選舉、拓?fù)涫占瓿芍?，所有成員交換機會自動同步主交換機的軟件版本和配置文件。

堆疊系統(tǒng)具有自動加載系統(tǒng)軟件的功能，待組成堆疊的成員交換機不需要具有相同軟件版本，只需要版本間兼容即可。當(dāng)備交換機或從交換機與主交換機的軟件版本不一致時，備交換機或從交換機會自動從主交換機下載系統(tǒng)軟件，然后使用新系統(tǒng)軟件重啟，并重新加入堆疊。

堆疊系統(tǒng)具有配置文件同步機制，主交換機保存整個堆疊系統(tǒng)的配置文件，并進行整個堆疊系統(tǒng)的配置管理。備交換機或從交換機會將主交換機的配置文件同步到本交換機并執(zhí)行，以保證堆疊中的多臺設(shè)備能夠像一臺設(shè)備一樣在網(wǎng)絡(luò)中工作，并且在主交換機出現(xiàn)故障之后，其余交換機仍能夠正常執(zhí)行各項功能。
責(zé)任編輯：彭菁