交換機堆疊知識：概述，配置與常見問題解答

什麼是交換機堆疊？

交換機堆疊是交換機的重要功能之一，它是指將一臺以上的交換機組合起來共同工作，以便在有限的空間內提供儘可能多的端口。多臺交換機經過堆疊形成一個堆疊單元，從而大大增加了網絡的容量。不過，並不是所有的交換機都支持堆疊，飛速（FS） 3900系列交換機都支持堆疊來擴展網絡容量，下圖是S3900-24T4S交換機堆疊示意圖。

將交換機堆疊在一起可以優化網絡性能，是一種可拓展且靈活的網絡方案。通過堆疊，可以集中管理多臺交換機，大大簡化了管理工作量，特別是在數據中心或IT機房中。用戶可以根據需要在堆棧單元中添加或減少交換機，且不會影響整個網絡的性能；如果鏈路在堆棧中發生故障，其他交換機仍然可以繼續工作。

交換機堆疊是如何工作的？

交換機的堆疊可以通過DAC高速線纜，光模組或者專門用於堆疊的線纜來實現。交換機堆疊包括堆疊主交換機和堆疊備交換機。通常，除了堆疊主交換機之外，一個堆棧中的其他交換機稱為堆疊備交換機。堆疊主交換機是管理堆疊備交換機的核心交換機，它存儲整個交換機堆棧的運行配置文件。用戶可以通過該堆疊主交換機登錄堆疊系統，並對堆疊系統的所有交換機進行統一配置和管理。如果主交換機發生故障，堆疊系統會從備交換機中選擇新的堆疊主交換機，且不會影響整個網絡的性能。

不同品牌的交換機支持堆疊的層數有所不同。例如，飛速（FS） S3900系列交換機最多支持六個交換機堆疊。但是，無論有多少個交換機堆疊在一起，系統都會分配一個堆疊主交換機來控制整個堆疊系統，用戶可以在堆疊主交換機中執行操作來管理和維護交換機堆棧。

典型的堆疊拓撲

鏈形拓撲和環形拓撲是常見的兩種堆疊拓撲類型，它們都有着各自的優點和缺點。

在鏈形拓撲中，首尾不需要有物理連接，適合長距離堆疊。但是，如果其中一條堆疊鏈路出現故障，就會造成堆疊分裂。並且在整個堆疊系統中只有一條路徑，所以該堆疊拓撲中的堆疊鏈路帶寬利用率較低。當堆疊成員交換機距離較遠時，組建環形連接比較困難，可以使用鏈形連接。

而在環形拓撲中，首尾需要物理連接，當使用DAC高速線纜或短距離堆疊線纜時，不適合長距離的堆疊。該堆疊方式可靠性較高，其中一條堆疊鏈路出現故障，環形拓撲會變成鏈形拓撲，不影響堆疊系統正常工作。除此之外，堆疊鏈路帶寬利用率高，數據可以按照最短路徑轉發。飛速（FS） 3900系列交換機的堆疊就是通過環形連接的方式來實現的。

交換機堆疊該如何配置？

一般情況下，交換機堆疊配置步驟如下：

1、斷電的情況下，通過DAC/AOC高速線纜或者光模組、跳線完成交換機的堆疊連接。注意：堆疊交換機的數量不應該超過最大堆疊交換機數量。

2、依次開電，完成交換機的堆疊配置。

3、所有交換機配置完成後，交換機重啟，分配每個堆棧成員的角色。

4、重啟完成後，只有主堆疊交換機具有配置權限，檢查接口信息，主交換機將顯示所有接口。

交換機堆疊的常見問題

為了幫助您更好地理解堆疊，下面搜集了一些交換機堆疊中的常見問題與解答。

1. 虛擬堆疊與物理堆疊

物理堆疊是通過專門的堆疊線和堆疊口完成堆疊，耦合性比較的強，相對穩定性較高。但是，這種堆疊方式的技術壁壘較高，且堆疊線纜必須原廠提供，相對昂貴；堆疊線纜一般都較短，不能完成長距離情況下的堆疊。

虛擬堆疊是通過交換機的普通業務口完成堆疊，耦合性相對較弱，穩定性相對較弱，不過堆疊線纜可選擇的空間更大，性價比更高，並且堆疊的距離不受限制，可以滿足更多的堆疊場景。綜上所述，虛擬堆疊在成本與管理上都給用戶帶來了許多便利，且不會受到距離長短的限制，相對物理堆疊來說是個比較不錯的堆疊方式。

2. 堆疊式交換機與機箱式交換機

堆疊式交換機和機箱式交換機都能提供更多端口，並通過一個設備進行管理。但這兩種類型都各有利弊。

機箱式交換機是一種可將不同類型的線卡插入交換機上的固定插槽來使用的網絡交換機。與通過連接堆疊線成為一個堆疊整體的堆疊交換機不同的是，由於機箱式交換機上有固定的模塊插槽，並不需要連接多臺交換機。不過使用機箱式交換機的前期投資要比堆疊式交換機高的多。就前期投資成本而言，使用交換機堆疊的成本較低，並且使用堆疊式交換機可以滿足更多區域長距離堆疊的應用場景。

3. 交換機堆疊與MLAG

MLAG是指跨設備鏈路聚合，它是一項將多條物理鏈路合併為一條邏輯鏈路的技術，並具有高可用性和高吞吐量的優勢。堆疊和MLAG都可以提供鏈路冗餘，前者常用於企業網接入層，其優勢在於管理較為簡便，運維成本較低；後者通常用於數據中心接入層，其優勢在於配置相對較少，投資回報率更高，可以把冗餘性提高到設備級別。

4. 交換機堆疊，級聯，與集群

交換機堆疊，級聯和集群都是實現多臺交換機互聯的常用技術。

• 級聯可以通過多個端口連接交換機擴充端口數量，增加設備容量。原則上，級聯可在任何網絡設備廠家的交換機之間完成。但相比堆疊，相互級聯的交換機在邏輯上是獨立的，需要依次對每臺交換機進行配置和管理。交換機堆疊後增加的端口跟之前的端口共享交換機的背板帶寬總和，但是級聯後的交換機則不能共享。

• 級聯可以通過多個端口連接交換機擴充端口數量，增加設備容量。原則上，級聯可在任何網絡設備廠家的交換機之間完成。但相比堆疊，相互級聯的交換機在邏輯上是獨立的，需要依次對每臺交換機進行配置和管理。交換機堆疊後增加的端口跟之前的端口共享交換機的背板帶寬總和，但是級聯後的交換機則不能共享。

• 集群就是將多臺互相連接（級聯或堆疊）的交換機作為一臺邏輯設備進行管理。在一個交換機集群中，一般只有一臺起管理作用的交換機，稱為命令交換機，它可以管理其它交換機。在網絡中，這些交換機只需要佔用一個IP地址（僅命令交換機需要）。在命令交換機統一管理下，集群中多臺交換機協同工作，大大降低管理強度。

5. 交換機堆疊，上行鏈路，與中繼鏈路

上行鏈路是一臺交換機通過上行端口連接到另一臺交換機，它基本上不增加帶寬。不過，交換機可以通過支持不同生產商型號的交換機的上行鏈路進行互連，也具有很大的靈活性。

中繼鏈路則是指兩個二層交換機之間的連接，非常適合用來在交換機之間傳遞VLAN信息，它經常被用來構建包含LAN，VLAN，和WAN的內部網絡，這使得多個VLAN上的數據能夠經過同一個端口而且保持他們彼此通信分離。

通常，交換機堆疊可提供更多帶寬，同時可簡化網絡管理，有關交換機堆疊與上行/中繼鏈路之間的具體區別，可以參閱《交換機堆疊 vs 上行鏈路 vs 中繼鏈路》一文了解更多詳細信息。