华为堆叠系统原理

何友军

设备堆叠istack
      iStack，全称Intelligent Stack，智能堆叠，适用于S2700、S3700、S5700和S6700中低端交换机。而高端交换机中叫做CSS，全称Cluster Switch System，集群交换系统，适用于S7700、S9300、S9700等高端交换机。此类技术原理是将多台物理交换机在逻辑上合并成一台交换机，所以也叫做交换机虚拟化。在华为交换机中，iStack最多支持9台交换机合并，而在CSS中只支持2台交换机合并。

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交换设备。
  是将交换机性能翻倍提升的技术，增加接口数量、背板带宽、转发速率、提高可靠性等，堆叠使用一个ip和mac对堆叠中的交换机进行管理。

角色
堆叠中的呢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master：负责管理整个堆叠，堆叠中只有一台主交换机
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。
从交换机slave 主要用于业务转发，从交换机数量越多，堆叠系统的转发能力越强，除主和备之外，其他都是从交换机

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。
G0/0/1到0/0/24   0表示槽位号
g1/0/1到1/0/1    1表示槽位号  
为了方便管理堆叠中的交换机，在一个堆叠内每一个交换机都有唯一的一个堆叠ID，可手工配置默认为0，堆叠ID对交换端口的编号有影响，具体表现为，当交换机加入一个堆叠后，它的端口号将变为：堆叠ID/子卡号/端口号（如未加入堆叠前G0/0/1在加入堆叠后，如果该交换机的堆叠ID是2，那么端口G0/0/1的编号就变成了G2/0/1）


堆叠优先级  
堆叠优先级默认是100，
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。
当优先级一样时候看MAC地址，小的成为主，堆叠系统的MAC地址是主交换机的MAC地址

堆叠（逻辑）端口

        堆叠的逻辑端口，需要和物理端口绑定，堆叠中所有交换机只支持2个堆叠逻辑端口（各需要绑定一个物理端口）。堆叠的逻辑端口的编号为：Stack-portn/1-2，其中n是笨堆叠的ID号，如本交换机的堆叠ID为3，那么逻辑堆叠端口就是Stack-port3/1和Stack-port3/2




六、堆叠交换机的系统版本

        当堆叠中的主交换机和从交换机的系统版本不一致时，从交换机会自动同步成主交换机的系统版本，主交换机负责收集堆叠中成员信息并计算堆叠拓扑，然后将堆叠拓扑信息同步到所有的成员交换机中
、堆叠的连接线序

同一条链路上相连交换机的堆叠物理接口必须加入不同的堆叠端口，是交叉的，也就是说本端交换机的堆叠端口1必须和对端交换机的堆叠端口2连接，

比如SWA-stack-port1:G0/0/28----------SWB-stack-port2:G0/0/27


堆叠配置
[Huawei]stack port interface g0/0/28 enable  
[Huawei]stack port interface g0/0/27 enable
[Huawei]interface stack-port0/1   
[Huawei-stack-port0/1]port member-group interface g0/0/28  
[SWA]stack slot 0 priority 200 默认为100
[SWA]stack slot 0 reunmber 0  修改SWA堆叠ID为0，默认就为0
[SWA]save
[SWA]reboot
堆叠双主机直连检测（DAD协议，华为私有）。当两台交换直连形成堆叠时，可以配置堆叠直连检测，以防止当堆叠分裂时造成的网络故障（如MAC地址、ip地址冲突等），该功能可以自动检测堆叠状态，当堆叠崩溃（堆叠中一台交换机故障down）时回复为普通交换机状态，防止网络故障
[huaweiA]interface g0/0/28   
[HuaweiA-GigabitEthernet0/0/28]mad detect mode direct     开启堆叠直连检测DAD





堆叠建立
建立过程
使能堆叠并配置好堆叠参数(优先级slot ID)
运行状态  比较运行状态，优先选举最先处于启动状态的交换机成为主（备）交换机
优先级(相同时间一起开机)
优先级一样比较MAC地址，小的为master设备

备交换机
备用交换机优先级高的为备交换机，相同则比较MAC来进行比较选择备和从交换机

所有设备断电

连接堆叠线缆（业务口普通的网线、堆叠口特殊的线缆）
堆叠连接方式
交换机组建堆叠根据堆叠口的不同，分为两种方式：堆叠卡和业务口堆叠
堆叠卡堆叠又分为以下两种情况
交换机之间通过专用的堆叠插卡及专用的堆叠线缆连接
堆叠卡集成到了交换机后面板上，交换机通过集成的堆叠端口及专用的堆叠线缆连接。
业务口堆叠：
交换机之间通过与逻辑堆叠端口绑定的物理成员端口相连，不需要专用的堆叠插卡。
所有设备上电---系统自动完成堆叠

堆叠成员加入
堆叠系统稳定运行--使能堆叠并配置好新设备的堆叠参数--新设备断电--新设备连接到堆叠系统--设备上电--系统自动完成堆叠

堆叠合并
两个堆叠系统稳定运行--两个堆叠系统通过堆叠线缆连接--两个堆叠主master进行竞争--某台MASTER设备竞争失败自动重启--该堆叠系统成员交换机自动重启--堆叠成员重启完成 后加入堆叠为堆叠从

堆叠成员退出

堆叠退出的触发方式
拔出堆叠线缆
关闭堆叠端口或物理成员端口
堆叠成员设备重启
成员设备故障等其他原因

堆叠退出的处理过程
堆叠主退出，堆叠备升主，堆叠系统更新TOPO后，继续稳定运行
堆叠备退出 ，重新选择备，堆叠系统更新topo后，继续稳定运行
堆叠从退出 ，堆叠系统更新topo后，继续稳定运行。

堆叠分裂
堆叠分裂的处理过程
分裂后，如果原堆叠主和堆叠备在同一个堆叠系统中，移出 的成员交换机复位，重新组成堆叠
分裂后，如果堆叠主和堆叠备不在同一个堆叠系统中，备交换机升为主，网络中出现配置相同

多主检测  直连检测方式
直连检测的连接方式包括通过中间设备直连和堆叠成员交换机full-mesh方式直连

多主检测  代理检测方式
根据代理设备的不同，代理检测方式可分为单机作为代理和两套堆叠系统互为代理。