交换机堆叠与去堆叠 2022-12-21

交换机堆叠

堆叠是指将多台支持堆叠特性的交换机通过堆叠线缆物理地连接在一起，然后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。堆叠是目前广泛应用的一种横向虚拟化技术，具有提高可靠性、扩展端口数量、增大带宽、简化组网等作用

提高可靠性

堆叠系统多台成员交换机之间形成冗余备份（又是冗余，注意啦）。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。

堆叠系统通过冗余提高可靠性

扩展端口数量

显而易见，多台交换机合成一台逻辑交换机，那端口数量肯定上去了

增大交换机的上行带宽

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

通过聚合组增大交换机的上行带宽

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

简化组网

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

楼层交换机堆叠

总结下来就是一句话：对外是整体，对内是冗余
交换机堆叠，对外是整体，能够抽象和简化组网的复杂度，类似编程中的封装；对内是冗余，多台物理交换机互相backup

去堆叠

通常情况下，服务器为了保证高可用性，一般是双连到两台交换机上，如果有一个交换机宕机了，另外一个可以接上。上图中可以看到TOR1和TOR2之间有两条线，这两条堆叠线的作用是同步MAC、ARP等状态。为了达到高可用性，最极端的做法是把两台交换机虚拟成一台控制平面，当用户登上TOR1和TOR2时会发现它们的管理地址是一模一样的，这个虚拟程度是很高，但是额外复杂度、不稳定性也增加了。对此，阿里提出了一种比较创新的去堆叠的技术（VPC-lite），他们的想法是服务器bond口将ARP双发到两条链上，这样TOR1和TOR2就不用同步ARP表了。这就是【arp双发】，需要服务器在发送ARP请求和应答需要在聚合的所有成员接口网卡进行发送与接收，其目的是实现去堆叠设备的ARP和MAC表项同步。当链路断了，再显示地通告一下BGP。这种方式达到了原来同样的效果，但原来的堆叠线没有了，交换机也相互独立，实现方面也要简单很多