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5.1.2 iStack特性的產品支持

iStack也就是我們平時所說的“堆疊”，但是華為交換機的iStack功能與其他廠商的交換機堆疊功能相比又有許多不同。在最新的Sx700大系中，只有S2700、S3700、S5700和S6700系列支持iStack堆疊功能，但這些系列中也并不是所有機型都支持，而且S2700/3700系列與S5700/6700系列對iStack的特性支持也不完全一樣。本節先進行具體介紹。

在S2700/3700系列中支持堆疊的交換機子系列有：S3700EI、S3700SI、S2700–52P-EI、S2700–52P-PWR-EI和S2710SI，但不同子系列的交換機不能混合堆疊。其中S3752EI和S3752SI子系列最多支持8臺交換機堆疊，其他子系列產品最多支持9臺交換機堆疊。但要特別說明的是：其中的S3752EI子系列交換機不能與S3728EI子系列交換機組成堆疊；S3752SI子系列交換機也不能與S3728S I子系列交換機組成堆疊。也就是堆疊中各成員交換機不僅要功能版本一樣，且一般來說還需要端口數也一樣。

S5700和S6700系列中目前支持9臺相同型號交換機交換機組成堆疊，不同型號交換機之間也不可以混合堆疊。不同機型所支持的堆疊連接方式將在本節后面介紹。

1. 堆疊主、備交換機選舉

iSack交換機堆疊系統由多臺成員交換機組成，每臺成員交換機具有一個確定的角色。堆疊建立時，成員交換機間相互發送堆疊競爭報文，選舉出主、從交換機。當從交換機的VRP系統軟件版本號與主交換機的VRP系統軟件版本不一致時，從交換機將自動同步主交換機的VRP系統軟件版本，復位重啟后加入堆疊系統。主交換機收集成員信息并計算堆疊拓撲，然后將堆疊拓撲信息同步到所有的成員交換機。

主交換機選舉規則如下：

（1）首先進行運行狀態比較，已經運行的堆疊交換機中最先處于啟動狀態的交換機將被選舉為主交換機。

（2）如果有多臺成員交換機都已處于啟動狀態，則再對這些交換機進行堆疊優先級比較，堆疊優先級高的交換機優先選舉為主交換機。

（3）如果某些成員交換機的堆疊優先級也一樣，則再對這些成員交換機進行MAC地址比較，MAC地址小的交換機優先選舉為主交換機。

備交換機選舉規則如下：

（1）除主交換機外其它各成員交換機中最先處于啟動狀態的交換機成為備份交換機。

（2）如果有多臺除主交換機外的其它交換機同時完成啟動時，則這些成員交換機中堆疊優先級最高的交換機成為備交換機。

（3）如果以上這些交換機的堆疊優先級也相同，則MAC地址最小將選舉為備交換機。

2. 堆疊連接方式

不同S系列交換機的iStack堆疊連接方式也不完全一樣。S2700和S3700系列主要支持堆疊卡連接方式，是通過專門的堆疊卡中提供的堆疊端口（也可使用復用上行千兆口作為堆疊端口）和專用的SFP高速堆疊電纜（連接器為1.5m長的20針SFP公頭，如圖5-2所示）連接的（堆疊線纜兩端插頭需配戴防靜電防護帽）。

圖5-2 SPF堆疊線纜

S5700和S6700系列支持以下兩種堆疊連接方式：

l 堆疊卡連接：各成員交換機之間通過專用的堆疊卡ETPC和專用的PCI-E堆疊電纜（如圖5-3左圖所示，長度為1m）連接。僅S5700EI和S5700SI子系列支持這種連接方式。

l 業務口連接：各成員交換機間通過堆疊端口綁定的堆疊物理成員端口和SFP+高速電纜（如圖5-3右圖所示，連接器為20針SFP+公頭，長度可以有1m、3m和10m三種規格）相連，不需要專用的堆疊插卡。僅S5700LI、S5710EI和S6700系列支持這種連接方式。

S5700和S6700系列中各子系列所支持的堆疊連接方式和連接性能說明如表5-1所示。

圖5-3 PCI-E堆疊電纜和SFP+堆疊高速電纜

表5-1 S5700和S6700系列中的各子系列所支持的堆疊連接方式

子系列	堆疊方式	支持堆疊的接口	堆疊線纜	最大堆疊帶寬（單向）	說明
S5700-P-LI (GE上行款型）	業務口堆疊	V200R001版本：交換機最后的2個SFP接口 V200R002及以后版本：交換機最后的4個SFP接口	1m無源SFP+電纜 10m有源SFP+電纜	使用1m無源SFP+電纜為2.5Gbit/s 使用10m有源SFP+電纜為5Gbit/s	V200R001版本：單交換機最多支持2個堆疊口，每個堆疊口最多包含1個物理成員口，單交換機最大支持2個物理成員口 V200R002及以后版本：單交換機最多支持2個堆疊口，每個堆疊口最多包含2個物理成員口，單交換機最大支持4個物理成員口 支持GE上行款型之間混堆，不支持GE上行款型與10GE上行款型之間混堆 S5700-10P-LI-AC和S5700-10P-PWR-LI-AC不支持堆疊
S5700-X-LI (10GE上行款型）	業務口堆疊	交換機最后的4個SFP+接口	1m/3m無源SFP+電纜、10m有源SFP+電纜、普通的SFP+光模塊和光纖	10Gbit/s	單交換機最多支持2個堆疊口，每個堆疊口最多包含2個物理成員口，單交換機最大支持4個物理成員口 支持10GE上行款型之間混堆，不支持GE上行款型與10GE上行款型之間混堆
S5700-SI	堆疊卡堆疊	堆疊卡的兩個堆疊口	1m的PCIe電纜	12Gbit/s	支持S5700-SI的所有PoE和非PoE款型混堆 S5700-26X-SI-12S-AC不支持堆疊
S5700-EI	堆疊卡堆疊	堆疊卡的兩個堆疊口	1m/3m的PCIe電纜	12Gbit/s	只有S5700-52C-EI和S5700-28C-EI-24S支持，但支持S5700-EI的所有PoE和非PoE款型混堆
S5710-EI	業務口堆疊	交換機上任意10GE接口：包括交換機前面固定的4個SFP+接口和后面的SFP+插卡	1m/3m無源SFP+電纜、10m有源SFP+電纜、普通的SFP+光模塊和光纖	10Gbit/s	V200R001版本：單交換機最多支持2個堆疊口，每個堆疊口最多包含3個物理成員口，單交換機最大支持4個物理成員口。所有堆疊口的物理成員口分布必須全部位于前面板或全部位于后面的插卡上 V200R002及以后版本：單交換機最多支持2個堆疊口，每個堆疊口最多包含4個物理成員口，單交換機最大支持8個物理成員口 支持S5710-EI的所有款型混堆
S6700	業務口堆疊	交換機上任意10GE接口。最多同時8個接口用于堆疊	1m/3m/10m無源SFP+電纜、10m有源SFP+電纜（V200R001C00版本及以后版本支持）、普通SFP+光模塊和光纖	10Gbit/s	支持S6700的所有款型之間混堆，接口工作在GE模式時不支持堆疊
S5700-HI和S5700S-LI子系列目前暫不支持堆疊

3. 堆疊連接拓撲結構

華為S系列交換機iStack堆疊的連接拓撲結構有“鏈形連接”和“環形連接”兩種。環形連接拓撲結構是堆疊成員交換機通過堆疊端**叉相連形成一個“環”形結構，如圖5-4所示。

圖5-4 iStack堆疊環形拓撲結構

鏈形連接拓撲結構中處于鏈兩端的交換機只使用一個堆疊端口與鄰居交換機相連，最終形成一個“鏈條”形結構（有點像交換機“級連”），如圖5-5所示。相比之下，環形連接拓撲結構比鏈形連接拓撲結構具有更高的可靠性，因為當鏈形連接拓撲結構中出現鏈路故障時會引起堆疊分裂；而當環形連接拓撲結構中某條鏈路故障時會形成鏈形連接，整體堆疊的業務不會受到影響。所以建議在實際部署業務時采用環型拓撲結構部署。

圖5-5 iStack堆疊鏈形拓撲結構

4. 堆疊的管理和維護

iStack堆疊建立后，所有的成員交換機形成一臺邏輯交換機存在于網絡中，所有成員交換機的資源由堆疊主交換機統一管理。用戶可以通過任意一臺成員交換機的網管接口或串口登錄堆疊系統，對整個堆疊系統進行管理和維護。但同一時刻只能由一個網管接口或串口登錄。

另外，在管理堆疊中的成員交換機時與管理單臺交換機時在接口編號方面有些區別。對于單臺沒有運行堆疊的交換機，接口編號采用：0/子卡號/端口號；而在交換機加入堆疊后，接口編號采用：堆疊ID/子卡號/端口號。如交換機沒有運行堆疊時，某個接口的編號為GigabitEthernet0/0/1；在該交換機加入堆疊后，如果為該交換機分配的堆疊ID為2，則該接口的編號將變為GigabitEthernet2/0/1。這樣就可以使得整個堆疊交換機中各接口編號具有唯一性。

5. 堆疊成員加入

在iStack堆疊維護和使用過程中會繼續進行拓撲收集工作，當發現有新的成員交換機（已配置了堆疊連接和堆疊功能）加入時會根據新加入交換機的狀態采取不同的處理：

l 如果新加入的交換機本身未形成堆疊，則新加入的交換機會被選為從交換機，堆疊系統中原有主、備角色不變。

l 如果新加入的交換機本身已經形成了堆疊，此時相當于兩個堆疊合并。在這種情況下，兩個堆疊系統的主交換機將選舉出一個更優的交換機作為新堆疊系統的主交換機，其中一個堆疊系統（新主交換機所在堆疊系統）將保持不變，業務也不會受到影響；而另外一個堆疊系統的所有交換機將重新啟動后加入新堆疊，并將同步主交換機的配置，該堆疊的原有業務也將中斷。

6. 堆疊成員退出

iStack堆疊成員退出是指成員交換機從堆疊系統中離開，斷開堆疊連接。此時會因退出成員的角色不同對堆疊系統的影響有所不同。具體如下：

l 主交換機退出：備交換機升級為主交換機，更新堆疊拓撲結構并指定一個新的備交換機。

l 備交換機退出：主交換機更新堆疊拓撲結構并指定一個新的備交換機。

l 從交換機退出：主交換機更新堆疊拓撲結構。

7. 堆疊主、備切換和堆疊系統MAC地址切換

當iStack堆疊系統成功建立后，如果主交換機故障或脫離堆疊系統，則備交換機自動提升為主交換機，然后再由新的主交換機指定新的備交換機，并進行主、備交換機數據同步。這里的堆疊主、備切換，以及堆疊系統MAC地址的切換又要區分以下三種情況：

l 當堆疊系統第一次成功建立之后，此時堆疊系統的MAC地址是主交換機的MAC地址。當主交換機發生故障或脫離堆疊系統時，在去使能堆疊系統MAC地址延時切換功能情況下，系統MAC地址會立刻切換為新的主交換機的MAC地址。默認使能堆疊系統MAC地址延時切換功能，延遲時間為10分鐘。

l 當堆疊系統成功建立之后，如果主交換機故障或脫離堆疊系統，如果堆疊系統配置了系統MAC地址切換時間，且在切換定時器超時時間內舊主交換機還沒有重新加入堆疊系統，則新主交換機將堆疊系統的MAC地址切換為自己的MAC地址；反之，如果在切換定時器超時時間內舊主交換機重新加入堆疊，此時系統舊主交換機變為從交換機，但堆疊系統的MAC地址不切換。相當于，此時堆疊系統的MAC地址為從交換機MAC地址。

l 當堆疊交換機中有從交換機離開時，如果離開的從交換機的MAC地址是堆疊的系統MAC地址（如上面這種情況），且該交換機在切換定時器超時時間內沒有重新加入堆疊，則主交換機將堆疊系統MAC地址切換為自己的MAC地址。

但要注意，頻繁的主備切換有可能導致堆疊分裂。

8. 堆疊分裂

iStack堆疊分裂是指穩態運行的堆疊系統中帶電移出部分成員交換機，或者堆疊線纜多點故障導致一個堆疊系統變成多個堆疊系統，如圖5-6所示。堆疊系統分裂后，可能產生多個有相同配置的堆疊系統，導致網絡中IP地址和MAC地址的沖突，引起網絡故障。

圖5-6堆疊分裂示意圖

9. 雙主檢測

雙主檢測DAD（Dual-Active Detection），是一種檢測和處理堆疊分裂的協議，可以實現堆疊分裂的檢測、沖突處理和故障恢復，降低堆疊分裂對業務的影響，僅S5700和S6700系列支持，且僅支持由兩臺交換機組成的堆疊系統。

雙主檢測方式有兩種：直連檢測方式和Relay代理檢測方式。

l 直連檢測方式

如圖5-7所示，堆疊成員交換機間通過專用直連鏈路進行雙主檢測。在直連檢測方式中，堆疊系統正常運行時，為了減輕CPU負擔不發送DAD報文；堆疊系統分裂后，堆疊成員交換機以1秒為周期通過檢測鏈路發送DAD報文。

圖5-7 直連方式雙主檢測示意圖

l Relay代理檢測方式

如圖5-8所示，Relay代理檢測方式在堆疊系統跨交換機Eth-Trunk上啟用DAD檢測，在代理交換機上啟用DAD代理功能。代理交換機必須為支持DAD Relay代理功能的交換機，目前S系列交換機都支持DAD Relay代理功能。

圖5-8 Relay代理方式雙主檢測示意圖

在Relay代理檢測方式中，堆疊系統正常運行時堆疊成員交換機以30秒為周期通過檢測鏈路發送DAD報文。堆疊成員交換機對在正常工作狀態下收到的DAD報文不做任何處理；堆疊系統分裂后，堆疊成員交換機以1秒為周期通過檢測鏈路發送DAD報文。

堆疊分裂后，分裂成多部分的堆疊系統會在檢測鏈路上相互發送DAD競爭報文。堆疊系統將接收到的報文信息與本部分競爭信息做比較：如果本部分競爭為主交換機則不做處理，保持Active狀態，正常轉發業務報文；如果本部分競爭為備交換機，則需要關閉除保留端口（交換機上不會被關閉的端口）外的所有業務端口，轉入Recovery狀態，停止轉發業務報文。堆疊鏈路修復后，處于Recovery狀態的堆疊將重新啟動，同時將被關閉的業務端口恢復Up，整個堆疊系統恢復。

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總結

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