真机二阶段之堆叠技术

堆叠技术 --- 可以将多台真实的物理设备逻辑上抽象成一台

思科 -- VPC
华为 -- iStack和CSS
华三 -- IRF
锐捷 -- VSU

iStack和CSS的区别：
CSS --- 集群 --- 它仅支持将两台支持集群的交换机逻辑上整合成一台设备。
iStack --- 堆叠 --- 可以将多台支持堆叠的交换机逻辑上整合成一台。
集群和堆叠的主要区别 --- 1.数量  2.设备

1.堆叠的优势
       1.提高可靠性
          
          堆叠实际上实现的是一个1：N的备份，任意一台设备出现故障，堆叠系统中剩余的N台设备都相当于是备份。
       2.简化组网
          
          因为多台设备逻辑上被抽象成为了一台设备，且可以实现跨设备的链路聚合，极大的简化了组网。
       3.简化管理
          因为堆叠了之后，多台交换机相当于变成了一台交换机，所以，我们可以通过任意一台交换机登录到堆叠系统中，并对整个堆叠系统进行统一的管理。
       4.强大的网络拓展能力
          
          堆叠系统可以通过增加堆叠系统中的成员设备，从而达到增加端口数量，提高带宽，提升整个堆叠系统的处理能力。

2.堆叠的方式
       参与堆叠的设备首先需要保证直连。
       根据中间链接介质不同，可以将堆叠方式分为两种：
              堆叠卡堆叠
              
              
              注意：堆叠卡中有两个堆叠口，一个1口，应该2口。在链接成为堆叠系统时，一定注意，需要使用本端设备的1口去链接对端设备的2口，实现交叉互联。
              业务口堆叠
                     逻辑堆叠端口 --- Stack-port --- 一种虚拟接口 --- 最多也只能创建两个。也需要遵循交叉互联的原则。
                     物理成员端口 --- 逻辑口只是定义了功能，真实的数据传递还是需要通过物理接口实现。所以，我们需要将物理成员接口划入到逻辑端口中。不同设备型号和接口类型可以划入的接口数量可能不同，需要结合具体的产品文档来判断。
                     
       优点：
               堆叠卡堆叠 --- 配置简单，不用占用业务口。
               业务口堆叠 --- 无额外成本。
       缺点：
               堆叠卡堆叠 --- 需要购买专用的堆叠卡，成本上升。
               业务口堆叠 --- 需要占用业务口，配置麻烦。
3.堆叠的原理
       1.角色
       只要加入到堆叠系统中的设备，都被称为成员交换机。

       Master --- 主交换机 --- 一个堆叠系统中，有且仅有一个主交换机。
       Standby --- 备交换机 --- 如果主交换机出现故障，则由备交换机承担主交换机的职责，一个堆叠系统中，只有一个备交换机。
       slave --- 从交换机 --- 一个堆叠系统中，除了主和备交换机外，剩余所有成员交换机都是从交换机。
 
       2.单机堆叠
             仅由一台交换机组建的堆叠系统
             注意：华为设备默认使能了堆叠

       3.堆叠ID
             用来区分和标定堆叠系统中不同的交换机。堆叠ID在一个堆叠系统中是唯一的。堆叠ID的取值范围0-8。

             G 0/0/0 --- 槽位号/子卡号/端口号 --- 槽位号一般默认为0，但是如果设备定义了堆叠ID，则槽位号会变成对应的堆叠ID。

             注意：堆叠ID的唯一性可以由网络管理员手工配置保证，但是，如果配置存在冲突或者多台设备没有配置，堆叠系统中的主交换机会对多有成员交换机的堆叠ID进行管理，会对ID冲突设备从最小的ID进行遍历，找到第一个空闲的ID分配给该设备。

             一台设备如果从一个堆叠系统中退出，他将继承堆叠系统中的堆叠ID，除非手工更改，或者他加入到其他堆叠系统中，存在冲突备主交换机修改。
 
       4.堆叠的优先级
             附加在每一个成员交换机上，用来进行角色选举的属性。提供手工干涉选举的一个参数。优先级越大，成为主交换机的几率越大，其取值1-255。其默认初始值为100。

             堆叠角色的选举是非抢占模式的。抢占时间20S。

       堆叠的建立过程：
       1.物理连接
             首先，需要根据网络需求，选择适当的连接方式和连接拓扑，来组建堆叠网络。
             
             链形连接 --- 1.其首尾不用相连，更适合远距离堆叠。
                                  2.图形结构简单，容错较低，任何一条链路断开都将引起堆叠分裂。
             环形连接 --- 1.可靠性更高，对堆叠分裂具有一定的容错。
                                  2，因为首尾需要相连，所以，不太适合远距离的堆叠。
     
             总结：近距离堆叠，推荐使用环形拓扑，其稳定性更好；远距离堆叠，推荐使用链形拓扑，部署成本更低。
       
       2.主交换机的选举
             1.堆叠成员的加入 --- 因为堆叠系统时非抢占模式的，所以，如果一个完成的堆叠系统中需要加入一台成员设备，该设备将直接以从交换机的身份加入，不影响原系统的角色。
             2.堆叠合并 --- 两个堆叠系统中的主交换机进行竞选。竞选成功的主设备所在的堆叠系统其角色不会发生变化，竞选失败的主所对应的堆叠系统，所有设备将重新启动，以从交换机的身份加入到胜利堆叠系统中，并同步主交换机的配置。

             因为华为交换机默认使能了堆叠，而且超时时间只有20S。所以，想要区分这两种场景，只能通过控制设备的启停进行区分，如果交换机关机再加入，则为堆叠成员加入场景；若开机加入，则为堆叠合并场景。

             竞选规则（逐条比较）
             1.设备的运行状态比较，已经运行的交换机比处于启动状态的交换机优先竞选为主交换机。如果是堆叠合并时两个系统的主进行竞争，则需要比较设备的运行时间，，运行时间长的为主。
             2.如果第一条相同时，则比较设备堆叠的优先级，优先级高的为主。
             3.若优先级相同，则比较设备的MAC地址，优选MAC地址小的作为主交换机。
                
       3.堆叠ID的分配和备交换机的选举
             主交换机竞选完成后，主设备会收集所有成员交换机的拓扑信息；之后将拓扑信息同步给所有成员交换机，并分配堆叠ID。之后进行备交换机的选举。
          
             备交换机的选举规则
             1.所有设备除了主交换机外最先完成启动的设备作为备交换机。
             2.若启动时间相同，则比较优先级，除主交换机外最高的为备交换机。
             3.若优先级相同，则比较MAC地址，除主交换机外MAC地址最小的为备交换机。

       4.软件版本和配置文件的同步
             因为堆叠系统要作为一个整体，所以，若备或从交换机和主交换机的软件版本不一样，则将自动同步主系统的软件版本，并且，为了保证整体功能一致，也需要同步主的配置信息。
       
       堆叠MAC地址问题
             因为整个堆叠系统需要被看作是一个整体，所以需要一个统一的MAC地址。堆叠系统的MAC地址默认使用主交换机的MAC地址。这个MAC地址一旦发生变化，可能会导致流量的中断。如果主交换机发生故障，理论上需要切换成新主的MAC地址。但是为了防止MAC地址变换引起的震荡，华为设定，主退出10分钟（默认值，可以改）内依然使用其MAC地址，如果超时未归，则使用新主的MAC地址。

       堆叠分裂
             堆叠分裂：指因为堆叠线缆故障导致原来一个堆叠系统分裂成为多个堆叠系统。
             堆叠一旦分裂，意味着多个堆叠系统将具有完全相同的配置，IP地址，包括10分钟内MAC地址也完全相同，相当于整个网络中出现了两台完全相同的设备，就可能会造成冲突，导致流量中断。
             
             1.原系统中的主和备分裂到了一个堆叠系统中
             

 

             2.原堆叠系统中的主和备分裂到不同的系统中
             
             MAD --- 多主检测
             1.直连检测
             
             工作逻辑 --- 在堆叠发生之前，检测线缆不传递报文。堆叠分裂一旦发生，分裂的两台设备自身可以检测到，则将通过MAD检测链路默认为1S为周期发送MAD报文，通知分裂的发生，并采取后续处理。

             两种直连方式，相对而言，全连的方式可靠性更高，但是需要占用更多的接口。而且，如果设备相距较远，全连成本较高。
             
             2.代理检测
             
             代理检测，必须通过聚合链路来实现检测，不过，聚合链路可以是业务通道，不用占用额外的接口。
             工作逻辑：成员交换机默认会以30S为周期沿着聚合链路发生检测报文，正常情况下，收到检测报文，不需要做任何处理；如果分裂发生，则和直连检测相同，分裂设备会以1S为周期发送检测报文，通知分裂的产生并实施冲突处理。

       冲突处理
             其逻辑就是需要将分裂出来的系统进行一次竞选，规则和之前相同，竞选成功的系统将保留配置；竞选失败，则被置为Recovery状态 --- 除了配置保留的接口外，所有接口将被关闭。

4.堆叠的配置

  1.创建虚拟的堆叠端口
       [Stack1]interface stack-port 0/1 --- 创建堆叠口
       [Stack1-stack-port0/1]

       2.将物理接口拉入堆叠口
       [Stack1-stack-port0/1]port interface GigabitEthernet 0/0/1 GigabitEthernet 0/0/2 enable

       3.修改堆叠优先级
       [Stack1]stack slot 0 priority 200
 
       4.修改堆叠ID
       [Stack2]stack slot 1 renumber 2

       5.MAD代理检测
             堆叠系统配置
             [Stack1]interface Eth-Trunk 0 --- 进入聚合口
             [Stack1-Eth-Trunk0]mad ?
               detect  Specify  detect action
               relay  Relay  config
             [Stack1-Eth-Trunk0]mad detect mode relay

             代理设备
             [D1]interface Eth-Trunk 0 --- 进入聚合口
             [D1-Eth-Trunk0]mad relay

堆叠小贴士
因为堆叠的配置是通过普通的重置手段是没有办法清除的，需要使用专门的命令来清除
华为设备清除堆叠配置的命令：[Huawei]reset stack configuration
执行该命令将清除堆叠的所有配置
包括：交换机槽位号，堆叠优先级，堆叠保留VLAN，系统MAC切换时间，堆叠口配置，堆叠口速率配置
例如，交换机插入专用的堆叠线缆进行堆叠时，为了根据专用线缆的连线顺序生成槽位号，需要先执行该命令清除堆叠的配置
执行该命令后会导致原有堆叠系统分