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交換機堆疊概述

更新於 2024年09月14日 by
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100G光模組

作為實現冗餘終端訪問和冗餘鏈路備份的重要技術手段,堆疊和MLAG可以顯著提高數據中心網絡的可靠性和可擴展性。然而,儘管它們具有許多相似之處,但它們在實際應用中有各自的優勢、劣勢和適用場景。本文將深入探討堆疊的基本原理、技術特點、優缺點,並通過對堆疊技術和MLAG的詳細比較,幫助您在實際網絡應用場景中做出合適的選擇。

交換機堆疊基礎

堆疊技術指的是將多個支持堆疊的設備組合在一起,使它們在邏輯上成為一個整體設備。用戶可以將這些設備作為單個設備進行管理和使用。通過添加設備,可以擴展端口數量和交換容量,並通過多個設備之間的相互備份增強設備的可靠性。

交換機堆疊是一種網絡配置方法,將多個物理交換機連接在一起形成邏輯交換機。通過這種方式,管理員可以通過單一接口配置和管理堆疊中的所有交換機。通常,堆疊連接是通過專用堆疊端口或高速以太網鏈路實現的。

交換機架構

堆疊技術工作原理

堆疊系統通過專用的堆疊鏈路將多個物理交換機連接在一起,形成一個邏輯交換機。通常在堆疊系統中會有一個主交換機和多個備用交換機。主交換機負責管理整個堆疊系統,包括配置同步、故障檢測和恢復等功能。

主備切換

在堆疊系統中,如果主交換機發生故障,備用交換機將立即接管其管理功能,以確保網絡的正常運行。這種設計提高了系統的冗餘性和可靠性。

數據轉發

堆疊系統中的數據轉發由所有部署交換機完成。數據包可以通過任何交換機進入堆疊系統,並通過最優路徑進行傳輸。這種設計優化了網絡流量並減少了延遲。

配置同步

堆疊系統中的所有交換機共享相同的配置文件。管理員在主交換機上進行配置更改後,這些更改會自動同步到所有部署交換機,簡化了管理操作。

應用堆疊技術的必要性

傳統的校園網絡通常使用設備和鏈路冗餘來確保高可靠性。然而,這種方法存在一些問題:

低鏈路利用率:: 使用冗餘鏈路可以提高可用性,但通常會導致低鏈路利用率。這是因為在正常情況下,只有部分冗餘鏈路被激活,而其他鏈路處於空閑狀態,未能充分利用。

高運維成本:: 管理多個獨立交換機需要大量時間和精力。每個交換機都需要單獨配置和維護,這增加了網絡管理的複雜性和成本。

為了解決這些問題,引入了交換機堆疊技術。

交換機堆疊的優勢與劣勢

以下是交換機堆疊的一些關鍵優勢:

  • 增強性能:交換機堆疊可以通過將多個交換機的處理能力組合成一個單一邏輯設備,顯著提高網絡性能。這意味着更高的帶寬、更低的延遲和更快的數據傳輸速度,有助於支持大規模網絡流量。

  • 提高可用性:由於交換機堆疊將多個交換機視為單個設備,如果一個交換機發生故障,流量可以自動切換到其他交換機,無需手動干預。這提高了網絡的可用性和冗餘性。

  • 簡化管理:管理多個獨立交換機可能會很複雜。交換機堆疊簡化了管理流程,管理員只需管理一個邏輯設備,而不是多個獨立設備。這降低了管理成本和管理複雜性。

  • 靈活擴展:隨着組織的網絡需求不斷增長,可以輕鬆地向堆疊中添加更多交換機,以支持新用戶和應用程序。這種靈活性在傳統網絡架構中是無法實現的。

同樣,堆疊技術也有一定的劣勢。

  • 有限的擴展性:堆疊的數量通常受到限制,不同供應商有不同的堆疊限制,可能無法滿足大規模擴展需求。

  • 單點故障:儘管堆疊提高了系統的可靠性,但堆疊主交換機的故障可能導致整個堆疊系統的性能下降或管理中斷。

  • 性能瓶頸:堆疊鏈路的帶寬可能成為瓶頸,尤其在高流量環境下,可能影響整個堆疊系統的性能。

交換機堆疊與MLAG

多機箱鏈路聚合組(MLAG)是一種多設備鏈路聚合技術,旨在使一對交換機在功能上作為單一邏輯交換機運行。通過將來自不同MLAG對等交換機的端口捆綁在一起,形成一個邏輯鏈接,MLAG提供了更高的鏈路帶寬和額外的冗餘。

交換機堆疊和多機箱鏈路聚合(MLAG)是用於實現高可用性、冗餘性和增加帶寬的兩種不同網絡方法。以下是兩者之間的比較:

比較維度 堆疊 MLAG
可靠性 正常情況下:控制平面是集中的,故障可能會傳播到部署設備 更高:獨立的控制平面和隔離的故障域
配置複雜性 簡單:在邏輯上是一個設備 簡單:兩個設備獨立配置
成本 通常情況下:需要堆疊線纜 一般情況下:需要部署對等鏈路連接
性能 正常情況下:主交換機的控制平面負荷較重 更高:部署交換機獨立轉發,CPU負載保持不變
升級複雜性 高:升級操作需要很長時間且風險較高 低:設備可以單獨升級,升級操作簡單,風險低
升級中斷時間 相對較長:20s到1min 短暫:幾秒鐘內的流量中斷
網絡設計 相對簡單:在邏輯上是一個設備 相對複雜:在邏輯上是兩個設備
適用場景 軟件版本升級無中斷時間要求,網絡維護簡單 在升級軟件版本時,服務中斷時間要求高,網絡可靠性高

支持堆疊的飛速(FS)企業交換機

飛速(FS)S5860系列園區網交換機

飛速(FS)提供支持堆疊的S5860系列園區網交換機。這些交換機通常具有堆疊模塊或堆疊端口,多個交換機可以通過堆疊線纜連接在一起以實現堆疊。

產品清單

產品型號名 S5860-48SC S5850-48S8C S5860-20SQ S5860-24XB-U S5860-48XMG-U
RJ45口 / / / 24x 10G 48x 100M/1000M/2.5G/5G/10G
SFP+端口 48x 10G SFP+ 48x 10G SFP+ 20x 10G SFP+ 4x 10G SFP+ /
25G/40G/100G端口 8x 40G/100G QSFP28 8x 40G/100G QSFP28 4x 25G SFP28, 2x 40G QSFP+ 4x 25G SFP28 4x 25G SFP28, 2x 40G QSFP+
管理層 L3 L3 L3 L3 L3
堆疊/MLAG 堆疊 MLAG 堆疊 堆疊 堆疊
1+1熱插拔電源

總結

交換機堆疊是一種能夠簡化網絡管理、增強網絡可靠性和可擴展性的高級配置方法。然而,實施堆疊時需要考慮潛在的問題,如配置錯誤和性能瓶頸。通過精確的配置與優化,堆疊交換機可以成為網絡架構中的核心組件。

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