设备虚拟化技术之堆叠

一、堆叠的定义

通过堆叠线缆将多台物理交换机连接，构成一台逻辑上的堆叠交换机系统。如图1所示。

图1 堆叠示意图

二、堆叠两种形式

1、 盒式交换机（iStack） 1U或2U 型号 CE58XX 68XX 78XX 88XX
2、 框式交换机（CSS） 4U-12U 型号 CE128XX
不带字母的话它的交换板在后面 有CE 12804 12808 12812 12816
带字母的话它的交换板在正面 有CE 12804S 12808S

三、堆叠的好处

1、简化运维:：整个堆叠会被作为一台交换机管理，简化运维。
2、可靠性高：堆叠内一台设备故障，其他设备可以接管堆叠的控制和转发，避免单点故障。
3、无环网络：跨设备的链路聚合，在堆叠和其他设备互联时，天然避免了环路问题。
4、链路均衡：100%的网络链路和带宽利用率。

四、堆叠的连线方式

堆叠的连接链路分为两部分：管理链路和转发链路。管理链路负责堆叠系统管理及维护报文的转发；转发链路负责堆叠系统跨设备业务数据报文的转发。如图2所示，根据管理链路连接方式的不同，堆叠的连接方式可以分为两种：主控板直连方式和业务板直连方式。
图2 堆叠连接方式示意图

• 在主控板直连方式中，堆叠的管理链路与转发链路分离。堆叠的管理链路通过主控板上的SIP（System Inter-Connect Port）端口相连，转发链路通过业务板上的端口相连。
• 在业务板直连方式中，堆叠的管理链路与转发链路合一，全部通过业务板上的端口相连，无需连接SIP口。
两种连接方式的优缺点比较如表1所示。
表1 两种连接方式的优缺点比较

建议用户优先采用主控板直连方式，使管理链路和转发链路分离，以保证堆叠系统的高可靠性。

SIP口连接方式介绍
SIP口位于设备的主控板上，每块主 控板有两个SIP口，如图2所示。SIP口是由GE电接口和GE光接口组成的Combo接口，不需要进行任何配置，可以即插即用。缺省情况下，Combo接口以时间作为优先级，即哪个接口先插入线缆就选择使用哪个接口，如果两个接口同时插入线缆，则优先选择光接口。

CE12800S主控板上SIP口中的光口插入没有连接网线的光电转换模块后，光口会Down，且不会切换到电口，需要将光电模块拔出后电口才能UP。

图3 主控板上的SIP口

在每台设备都配备了双主控的情况下，建议SIP口采用如下方式连接：
图4 SIP口连接示意图

• 两台交换机至少需要连接一个SIP口，此时，请用户连接两台交换机上的主用主控板的SIP口。
• 一台交换机上的SIP口只可以与另一台交换机相连，不可以与本交换机互连。

五、堆叠中的角色

堆叠中的单台交换机称为成员交换机，按照功能不同可以分为以下角色：
• 主交换机
主交换机（Master）负责管理整个堆叠。堆叠中只有一台主交换机。
• 备交换机
备交换机（Standby）是主交换机的备份交换机。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。堆叠中只有一台备交换机。
主、备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

六、堆叠成员ID

堆叠成员ID，即堆叠成员交换机的编号（Member 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成员ID都是唯一的。
堆叠系统的成员设备按框进行管理，使用堆叠成员ID来标识和管理成员设备。因此，当用户使用命令对设备进行配置和管理时，通常需要加入堆叠成员ID信息，以区分不同的成员设备。例如，在设备未运行堆叠功能时，用户可以使用命令display device slot 1来查看1号槽位单板的信息；当设备运行堆叠功能后，则需要执行命令display device slot 2/1来查看该单板信息，其中2为设备的堆叠成员ID。
堆叠成员ID决定着堆叠成员交换机的接口编号。当设备未运行堆叠功能时，接口编号采用三维格式“槽位号/子卡号/端口号”；当设备运行堆叠功能时，接口编号会变成四维格式“堆叠成员ID/槽位号/子卡号/端口号”。例如，交换机没有运行堆叠时，某个接口的编号为10GE1/0/1；当该交换机加入堆叠后，如果堆叠成员ID为2，则该接口的编号将变为10GE2/1/0/1。

七、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，当选为主交换机的可能性越大。
堆叠主交换机选举时，先比较交换机运行状态，再比较堆叠优先级。当两台交换机运行状态相同时，堆叠优先级大的交换机将被选举为主交换机。所以建议将优先级最大值分配给希望成为主交换机的设备。

八、堆叠配置举例

组网需求
在一个新建的数据中心网络中，要求核心层具有较高的可靠性，并且希望网络结构简单，易于配置和管理。
如图1所示，根据用户需求，核心层SwitchA和SwitchB两台交换机采取堆叠组网。

图5 配置堆叠组网图

配置步骤：

1. 配置堆叠属性
   #配置SwitchA的堆叠成员ID为1，优先级为150，Domain ID为10，堆叠连接方式为主控板直连方式。
   < HUAWEI> system-view
   [~HUAWEI] sysname SwitchA
   [*HUAWEI] commit
   [~SwitchA] stack
   [~SwitchA-stack] stack member 1
   [~SwitchA-stack] stack priority 150
   [*SwitchA-stack] stack domain 10
   [*SwitchA-stack] stack link-type mainboard-direct //默认为主控板直连方式 stack link-type mainboard-direct(业务板直连方式)
   [*SwitchA-stack] quit
   [*SwitchA] commit
   #配置SwitchB的堆叠成员ID为2，优先级为100，Domain ID为10，堆叠连接方式为主控板直连方式。
   < HUAWEI > system-view
   [~HUAWEI] sysname SwitchB
   [*HUAWEI] commit
   [~SwitchB] stack
   [~SwitchB-stack] stack member 2
   Warning: The device will use the configuration of member ID 2 after the device resets. Continue? [Y/N]: y
   [*SwitchB-stack] stack priority 100
   [*SwitchB-stack] stack domain 10
   [*SwitchB-stack] stack link-type mainboard-direct
   [*SwitchB-stack] quit
   [*SwitchB] commit

2. 配置堆叠端口
   #在SwitchA上创建堆叠端口，并将端口10GE1/0/1～10GE1/0/2、10GE2/0/1～10GE2/0/2加入堆叠端口。在SwitchB上创建堆叠端口，并将端口10GE1/0/1～10GE1/0/2、10GE2/0/1～10GE2/0/2加入堆叠端口。SwitchB的配置与SwitchA类似，配置过程略。
   [~SwitchA] port-group group1
   [*SwitchA-port-group-group1] group-member 10ge 1/0/1 to 10ge 1/0/2
   [*SwitchA-port-group-group1] group-member 10ge 2/0/1 to 10ge 2/0/2
   [*SwitchA-port-group-group1] shutdown
   [*SwitchA-port-group-group1] quit
   [*SwitchA] commit
   [~SwitchA] interface stack-port 1
   [*SwitchA-Stack-Port1] port member-group interface 10ge 1/0/1 to 1/0/2
   Warning: After the configuration is complete,
   1.The interface(s) (10GE1/0/1-1/0/2) will be converted to stack mode and be configured with the port crc-statistics trigger error-down command if the configuration does not exist.
   2.The interface(s) may go Error-Down (crc-statistics) because there is no shutdown configuration on the interfaces.Continue? [Y/N]: y
   [*SwitchA-Stack-Port1] port member-group interface 10ge 2/0/1 to 2/0/2
   Warning: After the configuration is complete,
   1.The interface(s) (10GE1/0/1-1/0/2) will be converted to stack mode and be configured with the port crc-statistics trigger error-down command if the configuration does not exist.
   2.The interface(s) may go Error-Down (crc-statistics) because there is no shutdown configuration on the interfaces.Continue? [Y/N]: y
   [*SwitchA-Stack-Port1] quit
   [*SwitchA] commit
   被配置为堆叠物理成员端口后，端口下会自动配置port crc-statistics trigger error-down。
   #待SwitchA和SwitchB上的物理端口都加入堆叠端口后，再将之前被关闭的端口打开。SwitchB的配置与SwitchA类似，配置过程略。
   [~SwitchA] port-group group1
   [~SwitchA-port-group-group1] undo shutdown
   [*SwitchA-port-group-group1] quit
   [*SwitchA] commit
   [~SwitchA] quit
   端口先关闭然后再打开，这样是为了避免端口因产生CRC错包而导致Error-Down。在端口Up的情况下，如果链路一端被配置为堆叠物理成员端口，另一端为普通业务口，此时端口可能会产生CRC错包。

3. 检查堆叠配置信息。
   #上述配置完成后，执行命令display stack configuration查看配置是否与规划的一致，如果不一致，需要修改配置。以查看SwitchA为例。
   

4. 保存配置并使能设备堆叠功能。
   #保存SwitchA的配置并使能堆叠功能。建议先使能规划为主交换机的SwitchA的堆叠功能。这样SwitchA可以先完成重启，从而优先成为主交换机。
   < SwitchA> save
   Warning: The current configuration will be written to the device. Continue? [Y/N]: y
   < SwitchA> system-view
   [~SwitchA] stack
   [~SwitchA-stack] stack enable
   Warning: Make sure that one or more dual-active detection methods are configured once the conversion is complete and the device enters the stack mode. Switches working in different forward modes cannot set up a CSS.
   Current configuration will be converted to the next startup saved-configuration file of stack mode.
   System will reboot. Continue? [Y/N]: y
   使能堆叠功能后，设备会自动重启。
   #保存SwitchB的配置并使能堆叠功能。
   save
   Warning: The current configuration will be written to the device. Continue? [Y/N]: y
   system-view
   [~SwitchB] stack
   [~SwitchB-stack] stack enable
   Warning: Make sure that one or more dual-active detection methods are configured once the conversion is complete and the device enters the stack mode. Switches working in different forward modes cannot set up a CSS.
   Current configuration will be converted to the next startup saved-configuration file of stack mode.
   System will reboot. Continue? [Y/N]: y

5. 检查堆叠是否组建成功
   #通过Console口或管理网口登录堆叠系统，使用命令display stack查看堆叠是否组建成功。当通过管理网口登录时，需要使用主交换机的IP地址。
   
   如上所示，显示两台交换机的信息，表示堆叠建立成功，且主交换机为成员ID为1的设备，即SwitchA。

6. 保存堆叠系统配置
   #在检查堆叠已成功建立后，建议用户立即使用save命令保存堆叠系统配置。
   save
   Warning: The current configuration will be written to the device. Continue? [Y/N]: y

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参考资料：华为HedEx文档

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