S5700S6700堆叠技术.docx

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S5700S6700堆叠技术

iStack概述

堆叠iStack（IntelligentStack），是指将多台支持堆叠特性的交换机设备组合在一起，从逻辑上组合成一台整体交换设备。

堆叠系统建立之前，每台交换机都是单独的实体，有自己独立的IP地址和MAC地址，对外体现为多台交换机，用户需要独立的管理所有的交换机；堆叠建立后堆叠成员对外体现为一个统一的逻辑实体，用户使用一个IP地址对堆叠中的所有交换机进行管理和维护，如图1所示。

通过交换机堆叠，可以实现网络大数据量转发和网络高可靠性，同时简化网络管理。

基本概念

角色

堆叠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

主交换机，即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，即Standby，是主交换机的备份交换机。

堆叠中只有一台备交换机。

从交换机

从交换机，即Slave，除主交换机外，堆叠中所有交换机都是从交换机，其中备交换机同时承担备和从交换机两种角色。

堆叠ID

堆叠ID，即成员编号（MemberID），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。

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。

堆叠物理成员端口

设备上用于堆叠连接的物理端口。

堆叠物理成员端口用于转发需要跨成员交换机的业务报文或成员交换机之间的堆叠协议报文。

堆叠端口

堆叠端口是专用于堆叠功能的逻辑端口，需要和堆叠物理成员端口绑定。

堆叠的每台成员交换机上有两个堆叠端口，为Stack-Portn/1和Stack-Portn/2，其中n为成员交换机的堆叠ID。

设备支持的堆叠特性

设备支持的堆叠特性包括：

堆叠建立、堆叠的管理和维护、堆叠快速升级和堆叠双主检测等。

说明：

目前支持9台相同型号交换机设备组成堆叠。

支持堆叠的设备型号有：

S5700EI、S5700SI、S5700LI、S5710EI、S6700EI。

不同设备型号之间不可以混堆。

其中S5700系列中的S5700-26X-SI-12S-AC、S5700-10P-LI-AC和S5700-10P-PWR-LI-AC款型不支持堆叠。

堆叠建立

堆叠系统由多台成员设备组成，每台成员设备具有一个确定的角色。

堆叠建立时，成员设备间相互发送堆叠竞争报文，选举出主、备、从交换机。

主交换机收集成员信息并计算堆叠拓扑，将堆叠拓扑信息同步到所有的成员交换机。

主交换机选举规则如下（依次从第一条开始判断，直至找到最优的交换机才停止比较）：

1.运行状态比较，已经运行的交换机优先处于启动状态的交换机竞争为主交换机。

2.堆叠优先级比较，堆叠优先级高的交换机优先竞争为主交换机。

3.MAC地址比较，MAC地址小的交换机优先竞争为主交换机。

主交换机将指定一台备交换机，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。

说明：

主、从交换机的软件版本号不一致时，从交换机将同步主交换机的软件版本，复位重启后加入堆叠系统。

堆叠连接方式

多台设备组建堆叠有两种连接方式：

堆叠卡连接：

设备之间通过专用的堆叠插卡ETPC及专用的堆叠线缆连接。

业务口连接：

设备之间通过堆叠端口绑定的堆叠物理成员端口相连，不需要专用的堆叠插卡，如图1所示。

图1堆叠端口连接示意图

不同设备支持的堆叠连接方式。

S5700EI、S5700SI支持堆叠插卡连接方式，设备之间使用专用的PCI-E堆叠线缆连接。

S5700LI、S5710EI、S6700支持业务口连接方式，其中：

S5700LI之间使用SFP+堆叠线缆连接。

S5710EI之间使用SFP+堆叠线缆或任意普通SFP+光模块加光纤连接。

S6700之间使用SFP+堆叠线缆或SFP+光模块加光纤连接。

连接拓扑

堆叠的连接拓扑有两种：

链形连接和环形连接，如图2所示。

环形连接比链形连接有更高的可靠性。

因为当链形连接中出现链路故障时，会引起堆叠分裂；而环形连接中某条链路故障时，会形成链形连接，堆叠的业务不会受到影响。

图2堆叠连接拓扑示意图

堆叠的管理和维护

堆叠建立后，所有的成员设备组成一台虚拟设备存在于网络中，所有成员设备的资源由主交换机统一管理。

用户可以通过任意一台成员设备的管理网口或串口登录堆叠系统，对整个堆叠系统进行管理和维护。

说明：

同一时刻只能由一个管理网口登录。

对于单台没有运行堆叠的设备，接口编号采用：

0/子卡号/端口号。

设备加入堆叠后，接口编号采用：

堆叠ID/子卡号/端口号。

如：

设备没有运行堆叠时，某个接口的编号为GigabitEthernet0/0/1；当该设备加入堆叠后，如果堆叠ID为2，则该接口的编号将变为GigabitEthernet2/0/1。

堆叠成员加入

堆叠维护过程中，继续进行拓扑收集工作，当发现有新的成员设备加入时会根据新加入设备的状态采取不同的处理：

新加入的设备本身未形成堆叠（比如，新加入的交换机配置了堆叠功能，之后断电，再使用堆叠线缆连接到已有堆叠系统，上电启动），则新加入的设备会被选为从交换机，堆叠系统中原有主、备角色不变。

加入的设备本身已经形成了堆叠（比如，新加入的设备配置了堆叠功能，之后使用堆叠电缆连接到已有堆叠），此时相当于两个堆叠合并。

在这种情况下，两个堆叠系统的主交换机将选举出一个更优的作为新堆叠系统的主交换机，其中一个堆叠系统将保持不变，业务也不会受到影响；而另外一个堆叠系统的所有交换机将重新启动后加入新堆叠，并将同步主交换机的配置，该堆叠的原有业务也将中断。

堆叠成员退出

堆叠成员退出是指成员交换机从堆叠系统中离开。

退出成员的角色不同对堆叠系统的影响有所不同。

主交换机退出：

备交换机升级为主交换机，更新堆叠拓扑并指定一个新的备交换机。

备交换机退出：

主交换机更新堆叠拓扑并指定一个新的备交换机。

从交换机退出：

主交换机更新堆叠拓扑。

堆叠主备倒换

当堆叠系统成功建立之后，如果主交换机故障或脱离堆叠系统，则备交换机自动升为主交换机，由新的主交换机指定新的备用交换机，并进行主备数据同步。

当堆叠系统第一次成功建立之后，此时堆叠系统的MAC地址是主交换机的MAC地址。

当主交换机发生故障或脱离堆叠系统时，在去使能堆叠系统MAC地址延时切换功能情况下，系统MAC地址会立刻切换为新的主交换机的MAC地址，默认使能堆叠系统MAC地址延时切换功能，延迟10分钟切换。

当堆叠系统成功建立之后，如果主交换机故障或脱离堆叠系统，若堆叠系统配置了系统MAC地址切换时间，在切换定时器超时时间内，如果旧主交换机还没有重新加入堆叠，新主交换机将堆叠系统的MAC地址切换为自己的MAC地址。

如果在切换定时器超时时间内，旧主交换机重新加入堆叠，此时系统旧的主交换机为从交换机，堆叠系统的MAC地址不切换。

此时堆叠系统的MAC地址为从交换机MAC地址。

当堆叠交换机中有从交换机离开时，如果离开的从交换机的MAC地址是堆叠的系统MAC地址，该交换机在切换定时器超时时间内没有重新加入堆叠，主交换机将堆叠系统MAC地址切换为自己的MAC地址。

说明：

频繁的主备倒换有可能导致堆叠分裂。

堆叠分裂

堆叠分裂是指稳态运行的堆叠系统中带电移出部分成员或者堆叠线缆多点故障，导致一个堆叠系统变成多个堆叠系统，如图3所示。

堆叠系统分裂后，可能产生多个有相同配置的堆叠系统，导致网络中IP地址和MAC地址的冲突，引起网络故障。

图3堆叠分裂示意图

双主检测

双主检测DAD（Dual-ActiveDetect），是一种检测和处理堆叠分裂的协议，可以实现堆叠分裂的检测、冲突处理和故障恢复，降低堆叠分裂对业务的影响。

说明：

DAD仅支持由两台交换机组成的堆叠系统。

支持DAD的设备型号：

S5710EI、S5700LI、S6700EI。

双主检测方式有两种：

直连检测方式和Relay代理检测方式。

直连检测方式

如图4所示，堆叠成员设备间通过专用直连链路进行双主检测。

图4直连方式双主检测示意图

在直连检测方式中，堆叠系统正常运行时，为了减轻CPU负担，不发送DAD报文；堆叠系统分裂后，堆叠成员交换机以1s为周期通过检测链路发送DAD报文。

Relay代理检测方式

如图5所示，Relay代理检测方式在堆叠系统跨设备Eth-Trunk上启用DAD检测，在代理设备上启用DAD代理功能。

说明：

代理设备必须为支持DADRelay代理功能的交换机，目前S系列交换机都支持DADRelay代理功能。

图5Relay代理方式双主检测示意图

在Relay代理检测方式中，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DAD报文。

堆叠成员交换机对在正常工作状态下收到的DAD报文不做任何处理；堆叠系统分裂后，堆叠成员交换机以1s为周期通过检测链路发送DAD报文。

堆叠分裂后，分裂成多部分的堆叠系统会在检测链路上相互发送DAD竞争报文。

堆叠系统将接收到的报文信息与本部分竞争信息做比较，如果本部分竞争为主，则不做处理，保持Active状态，正常转发业务报文；如果本部分竞争为备，则需要关闭除保留端口（设备上不会被关闭的端口）外的所有业务端口，转入Recovery状态,停止转发业务报文。

堆叠链路修复后，处于Recovery状态的堆叠将重新启动，同时将被关闭的业务端口恢复Up，整个堆叠系统恢复。

介绍设备支持堆叠的具体特性。

设备有如下特性支持堆叠：

在5700EI、S5710EI、S6700EI设备上支持堆叠的路由特性：

IPv4静态路由、IPv6静态路由、RIP、RIPng、OSPF、OSPFv3、IS-IS（IPv4）、IS-IS（IPv6）、BGP、BGP4+、路由策略。

在S5700SI设备上支持堆叠的路由特性：

IPv4静态路由、IPv6静态路由、RIP、RIPng、路由策略。

在S5700LI设备上支持堆叠的路由特性：

IPv4静态路由、IPv6静态路由。

设备上支持堆叠的以太网特性：

Trunk、LACP、BlackholeMAC、StaticMAC、StickyMAC、MACLEARNING、普通VLAN、MUXVLAN、VLANStacking、VOICEVLAN、LLDP-MEDforVoiceVLAN、STP、RSTP、MSTP、VLAN聚合、PortGroup、PortSecurity、ARP。

设备上支持堆叠的安全特性：

802.1X、MAC认证、AAA、DHCPsnooping、防攻击、StormControl、广播风暴抑制、IPSG、MFF、ACL。

设备上支持堆叠的IP业务特性：

DHCPclient、DHCPserver、DHCPrelay、DNS、UDPHelper、ND。

设备上支持堆叠的组播特性：

组播策略、可控组播、IGMPsnooping、MLDsnooping、组播负载分担。

设备上支持的网络管理特性：

NTP、RMON、SNMP、HGMP、PING、Tracert。

在S5700EI、S5710EI、S6700EI设备上支持堆叠的可靠性特性：

VRRPforIPv4、VRRPforIPv6、Smartlink、MonitorLink。

在S5700SI和S5700LI设备上支持堆叠的可靠性特性：

Smartlink、MonitorLink。

设备上支持堆叠的QoS特性：

流策略、优先级映射、流量监管、流量整形、拥塞避免、拥塞管理、流镜像、端口镜像、RSPAN。

S5710EI设备上支持堆叠的MPLS特性：

MPLSBasic、LDP、RSVP、MPLSTE、MPLSTEFRR。

S5710EI设备上支持堆叠的VPN特性：

BGP/MPLSIPVPN、BGP/MPLSIPv6VPN、VPNFRR、VLL、PWE3、VPLS。

设备上支持堆叠的设备管理特性：

PoE、LLDP-MEDforPoE、信息中心、NAP。

说明：

PoE功能并不因堆叠发生改变，各设备的PoE功能依赖于本设备的PoE电源供电。

设备上支持堆叠的基础配置特性：

SSH、FTP（服务器/客户端）、SFTP（服务器/客户端）、TFTP（客户端）、Telnet。

堆叠系统成功建立后，从逻辑上讲整个堆叠系统可以看成一个交换机。

堆叠支持的特性在堆叠环境下和非堆叠配置环境下的配置方法基本相同，具体涉及的业务配置请参见对应的配置指南部分。

缺省配置

介绍系统、常见参数的缺省配置。

表1堆叠的缺省配置

参数

缺省值

堆叠ID

0

堆叠优先级

100

配置堆叠端口（业务口连接方式）

背景信息

当堆叠成员交换机之间通过业务口方式连接时，需要将普通的业务口配置为堆叠物理成员端口并将其加入到逻辑堆叠端口中。

堆叠端口必须和堆叠物理成员端口绑定才能有效，一个堆叠端口中可以加入多个堆叠物理成员端口，以提高堆叠链路的带宽和可靠性。

说明：

只有以业务口方式连接的堆叠需要进行此配置；以堆叠卡方式连接的堆叠不支持此配置，可跳过此步骤。

仅S5700LI、S5710EI和S6700EI支持此功能。

操作步骤

1.配置业务口为堆叠物理成员端口

a.执行命令system-view，进入系统视图。

b.对于S5700，执行命令stackportinterfaceinterface-typeinterface-numberenable，配置业务口为堆叠物理成员端口。

说明：

S5700LI只有最后4个业务口可以配置为堆叠物理成员端口。

S5710EI只有最后4个业务口可以配置为堆叠物理成员端口，可通过子卡扩展4个堆叠物理成员端口。

可用于配置物理成员端口的子卡的为ES5D21X02S00。

c.对于S6700，执行命令stackportinterfaceinterface-typeinterface-number1tointerface-number2enable，配置业务口为堆叠物理成员端口。

说明：

S6700EI最多可以配置8个业务口为堆叠物理成员端口，必须为4的倍数个连续的一组接口同时配置，例如可以是1～4、5～8或者1～8，但不可以是2～5、3～6。

2.配置向堆叠端口中添加堆叠物理成员端口

a.执行命令interfacestack-portmember-id/port-id命令，进入堆叠端口视图。

b.执行命令portmember-groupinterfaceinterface-typeinterface-number，向堆叠端口中添加堆叠物理成员端口。

说明：

堆叠成员设备之间，本端设备的堆叠端口1必须与对端设备的堆叠端口2相连。

S5700LI每个堆叠端口最多只能添加2个堆叠物理成员端口，配置4个堆叠物理成员端口时，GigabitEthernet0/0/25和GigabitEthernet0/0/26加入同一个端口，GigabitEthernet0/0/27和GigabitEthernet0/0/28加入另一个端口。

S5710EI最多只能添加4个堆叠物理成员端口，但子卡上的接口和设备面板上的接口不能混合加入同一个堆叠端口，不同子卡上的接口可加入同一个堆叠端口

S6700EI最多只能添加8个堆叠物理成员端口，加入方式不受限制。