что такое стекирование коммутаторов
Русские Блоги
Каскадирование, стекирование и кластеризация коммутаторов
В среде LAN с несколькими коммутаторами каскадирование коммутаторов, стекирование и кластеризация являются тремя важными технологиями.
Каскадная технология позволяет реализовать взаимосвязь между несколькими коммутаторами;
Технология стекирования позволяет объединить несколько коммутаторов в один блок, тем самым увеличивая плотность портов и повышая производительность;
Кластерная технология позволяет управлять несколькими взаимосвязанными коммутаторами как логическим устройством, что значительно снижает затраты на управление сетью и упрощает операции управления.
1. Каскад
Каскадирование можно определить как два или более коммутатора, подключенных друг к другу определенным образом.
Коммутаторы обычно подключаются каскадно через общие пользовательские порты, а некоторые коммутаторы предоставляют выделенные каскадные порты (порт восходящего канала). Разница между этими двумя типами портов заключается только в том, что обычные порты соответствуют стандарту MDI, а каскадный порт (или восходящий порт) соответствует стандарту MDIX. Это приводит к различным методам подключения двумя способами: когда два коммутатора соединены каскадом через общие порты, для кабеля между портами используется прямой кабель (Straight Throurh Cable); когда только один из них проходит через каскадный порт, используйте Crossover Cable (кроссоверный кабель). 
Обратите внимание на следующие моменты при использовании переключателей для каскадирования:
2. Укладка
Под стекингом понимается объединение нескольких коммутаторов для совместной работы с целью предоставления как можно большего количества портов в ограниченном пространстве. 
Преимущества штабелирования
Коммутаторы, смонтированные в стойке, можно назвать продуктом стекирования на более высоком уровне.. Коммутаторы, монтируемые в стойку, обычно располагаются над коммутаторами отделов. Они имеют несколько слотов, высокую плотность портов, поддерживают несколько типов сетей, хорошую масштабируемость и широкие возможности обработки, но они дороги.
3. Разница между стекингом и каскадом
Связь между стекингом и каскадом
Укладку можно рассматривать как особую форму каскада. Разница между ними заключается в том, что каскадные коммутаторы могут быть очень далеко друг от друга (в рамках лицензии на мультимедиа), в то время как расстояние между несколькими коммутаторами в стеке очень близко, обычно не более нескольких метров; при каскадировании обычно используется Обычные порты, в то время как в стеке обычно используются выделенные модули и кабели для стекирования.
Вообще говоря, коммутаторы разных производителей и моделей могут быть соединены друг с другом каскадом, но стекирование различается. Оно должно быть между стековыми коммутаторами одного типа (по крайней мере, коммутаторами одного производителя); каскадирование осуществляется только между коммутаторами. Простое соединение, стекирование использует весь стековый блок в качестве коммутатора, что означает не только увеличение плотности портов, но и более широкую полосу пропускания системы.
В настоящее время основные коммутаторы, представленные на рынке, можно разделить на две категории: стекируемые и нестекируемые. В коммутаторах, которые известны как стекируемые, существует виртуальное и реальное стекирование. Так называемый виртуальный стек на самом деле представляет собой каскад между коммутаторами.
Коммутаторы складываются не через выделенные модули стекирования и кабели стекирования, а через порты Fast Ethernet или порты Giga Ethernet. По сути, это замаскированный каскад. Несмотря на это,Несколько коммутаторов в виртуальном стеке уже могут управляться как логическое устройство в сети, что упрощает управление сетью.。
Стекирование в истинном смысле должно удовлетворять: использованию выделенных модулей стекирования и шины стекирования для стекирования, не занимая сетевых портов; после объединения нескольких коммутаторов в стек они имеют достаточную пропускную способность системы, чтобы гарантировать, что каждый порт может по-прежнему обеспечивать коммутацию на линейной скорости после стекирования; После объединения двух коммутаторов в стек VLAN и другие функции не затрагиваются.
В настоящее время на рынке значительная часть стекируемых коммутаторов относится к типу виртуального стекирования, а не к реальному типу стекирования. Очевидно, что стекирование в истинном смысле слова намного выше по производительности, чем виртуальное стекирование, но использование виртуального стекирования имеет по крайней мере два преимущества: виртуальное стекирование часто использует стандартный Fast Ethernet или Giga Ethernet в качестве стекируемой шины, которую легко реализовать и которая дешевле; Порты стекирования можно использовать как обычные порты, что полезно для защиты инвестиций пользователей. Использование стандартных портов Fast Ethernet или Giga Ethernet для реализации виртуального стекирования может значительно расширить диапазон стекирования, благодаря чему стекирование больше не будет ограничиваться одним шкафом.
Кластер
Так называемый кластер предназначен для управления несколькими взаимосвязанными (каскадными или стекированными) коммутаторами как логическим устройством.
В кластере обычно есть только один коммутатор, который играет роль управления, называемый командным коммутатором, который может управлять несколькими другими коммутаторами. В сети эти коммутаторы должны занимать только один IP-адрес (требуется только для командного коммутатора), сохраняя ценные IP-адреса. При унифицированном управлении командным коммутатором несколько коммутаторов в кластере работают вместе, что значительно снижает интенсивность управления. Например, администратору необходимо использовать командный переключатель только для обновления версии всех коммутаторов в кластере.
Преимущества кластерной технологии для управления сетью неоспоримы. Но чтобы использовать эту технологию, следует отметить, что у разных производителей разные схемы реализации кластеров, и обычно производители используют проприетарные протоколы для реализации кластеров. Это определяет, что кластерная технология имеет свои ограничения. Коммутаторы разных производителей могут быть объединены в каскад, но не в кластер. Даже если коммутаторы одного производителя, только указанная модель может реализовать кластеризацию.
Разница и связь между каскадом, стекированием и кластеризацией
Стекирование Extreme Summit
Введение
Существуют разные технологии объединения коммутаторов в стек, которые широко и не очень используются в операторских сетях. Стековые коммутаторы упрощают администрирование и управление. Увеличивают надежность за счет резервирования линков на разные ноды стека.
Технологии стеков
В таблице 1 приведены основные различия между двумя описанными технологиями стеков.
Таблица №1
| Характеристики | «Стек» с управлением по одному IP-адресу | «Настоящий» стек |
| Единое управление группой коммутаторов по одному адресу | Да | Да |
| Конфигурирование VLAN | Для каждого коммутатора отдельно | Для всех коммутаторов |
| Пересылка трафика | Обычно только коммутация L2 | Коммутация L2 и L3 |
| Зеркальное отображение трафика на порт | Для каждого коммутатора отдельно | Для всего стека |
| Объединение каналов | Для каждого коммутатора отдельно | Для всего стека |
| Каналы для соединения в стек | Как правило, на базе обычного Ethernet | Как правило, специальные |
SummitStack
Разработанная компанией Extreme Networks технология SummitStack может эффективно использоваться в операторских сетях, обеспечивая высокую масштабируемость, гибкость и удобство управления. Она позволяет соединять в логически единый блок (стек) до восьми отдельных коммутаторов Summit X440, Summit X460, Summit X480, Summit X650 и Summit X670, Summit X770.
Возможность управления группой коммутаторов как единым устройством с одним IP-адресом и одной точкой аутентификации значительно упрощает обслуживание сети.
Стек SummitStack, состоящий из коммутаторов Extreme Summit, можно рассматривать как виртуальное шасси. Каждый узел (коммутатор) функционирует так, как будто он установлен в слот такого шасси и контролируется его блоком управления. Высокоскоростные каналы, соединяющие коммутаторы в стек, работают как объединительная панель модульного коммутатора. В одном стеке SummitStack можно установить разные модели коммутаторов –Summit X440, Summit X460, Summit X480, Summit X650, Summit X670 и Summit X770, получая нужное число требуемых портов, включая различные варианты медных (в том числе с поддержкой функции Power over Ethernet, PoE) и оптических интерфейсов Ethernet/Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet и 40G Ethernet. Технология SummitStack дает возможность на базе коммутаторов с фиксированной конфигурацией просто и гибко строить хорошо масштабируемые конвергентные сети. Она поддерживает различные сетевые топологии, не требуя для этого привлечения каких-либо дополнительных аппаратных средств, и позволяет заказчикам в любой момент нарастить число портов, контролируя свои расходы.
Объединяя необходимое
Безболезненное внедрение новых технологий (по мере появления надобности в них) – важная и непростая задача. Технология SummitStack позволяет плавно перевести сеть с каналов Gigabit Ethernet на 10-гигабитные подключения, не добавляя сложностей, связанных с управлением коммутаторами двух типов, и не замораживая инвестиции. Как часто случается, когда часть портов 10G долгое время используется на скорости 1 Гбит/с. При установке в стек SummitStack разных моделей коммутаторов сохраняются функции управления всем стеком как единым модульным устройством. Объединяя в стек модели Summit X670, Summit X480 и Summit X460, можно получить высокопроизводительное и экономически эффективное решение ядра сети, конфигурируемое с нужным числом портов Gigabit Ethernet и 10G Ethernet.
Extreme Summit x480
Extreme Summit x460
В Slot B коммутатора можно установить модуль XGM3-4sf, имеющий 4 порта 10G SFP+, однако технология SummitStack на них не поддерживается.
Extreme Summit x670V-48x (x770)
Коммутатор x670V/x770 имеет слот для установки интерфейсного модуля VIM4-40G4X. Данный модуль обладает 4-мя портами 40G QSFP+. Каждый порт может работать как один порт на 40G или как 4 порта 10G (через переходник). Для организации стека могут быть использованы два порта данного модуля по технологии SummitStack-V80. Оставшиеся два порта могут быть использованы как обычные линейные 40G порты. Или могут быть использованы все четыре порта для организации стека SummitStack-V320. ниже в таблице представлены коммутаторы и поддерживаемые ими методы стекирования.
| Stack with | X250e | X450e | X440* | X440-10G | X450a | X460 | X480 | X650 | X670 | X670V | X770 |
| X250e | 40G | 40G | 40G | — | 40G | 40G | 40G | 40G | — | — | — |
| X450e | 40G | 40G,V | 40G | V | 40G,V | 40G,V | 40G,V | 40G,V | V | V | — |
| X440* | 40G | 40G | 40G | — | 40G | 40G | 40G | 40G | — | — | — |
| X440-10G | — | V | — | V | V | V | V | V | V | V | V |
| X450a | 40G | 40G,V | 40G | V | 40G,V | 40G,V | 40G,V | 40G,V, V80 | V | V | — |
| X460 | 40G | 40G,V | 40G | V | 40G,V | 40G,V,V80 | 40G,V,V80 | 40G,V, V80 | V | V,V80 | V |
| X480 | 40G | 40G,V | 40G | V | 40G,V | 40G,V,V80 | 40G,V, V80,128G, V160,V320 | 40G,V, V80, 128G, V160, V320 | V | V,V80, V160, V320 | V,V160, V320 |
| X650 | 40G | 40G,V | 40G | V | 40G,V | 40G,V,V80 | 40G,V, V80,128G,V160,V320 | 40G,V, V160, V320,256G, 512G | V | V,V160,V320 | — |
| X670 | — | V | — | V | V | V | V | V | V | V | V |
| X670V | — | V | — | V | V | V,V80 | V,V80 | V | V,V80, V160, V320 | V,V160, V320 | |
| X770 | — | V | — | V | V | V | V | V | V,V160,V320 | V,V160, V320 |
Топология SummitStack
На рисунке 1 показана топология стека. Топология стека, это непрерывный набор нод, включенных и связанных друг с другом. Например, на рисунке 1 коммутатор №8 не является частью топологии т.к. обесточен.
Активная топология это непрерывный набор нод в активном состоянии. Активная нода – включенный коммутатор, сконфигурированный для работы в стеке, связанный с другими активными нодами. На рисунке 1 коммутатор №5 в состоянии failed, на коммутаторах №6 и №7 стек отключен, на коммутаторе №8 отключено питание, поэтому активная топология состоит из коммутаторов №1, №2, №3 и №4.
Рисунок 1. Топология стека.
Кольцевая топология
Ноды в SummitStack должны быть соединены друг с другом в кольцо. В кольцевой топологии линки используются для соединения с соседними нодами и образуют кольцо. Для нормальной работы стека настоятельно рекомендуется использовать кольцевую топологию. На рисунке 2 показано максимальное кольцо из восьми активных нод.
Рисунок 2. Графическое представление кольцевой топологии
Кольцевая топология существует (работает) только тогда, когда существует физическое подключение всех нод и все ноды в стеке находятся в активном состоянии.
Рисунок 3. Соединение коммутаторов серии Summit в топологии кольцо.
Топология Daisy Chain
Стекируемые коммутаторы могут быть соединены по топологии daisy-chain, это последовательное включение коммутаторов в стек, крайние имеют один не используемый стековый линк. Или когда в кольцевой топологии один из линков отключен или неработоспособен. Стек можно перевести в daisy-chain при перезагрузке одной из нод или проблеме со связностью между нодами.
Для нормальной работы стека категорически не рекомендуется использовать данную топологию.
На рисунке 4 показана топология daisy-chain при разрыве соединения между двумя нодами.
Рисунок 4. Топология daisy chain
Топология daisy chain необходима при добавлении новой ноды в стек, удалении ноды из стека, объединения двух стеков в один. При её использовании значительно возрастает риск возникновения ситуации с двумя master нодами в стеке.
Нумерация портов, конфигурационные файлы и параметры конфигурации стека
Таблица 4. Перечень основных параметров конфигурации стека, которые задаются на каждом узле
| параметр | когда применяется | значение по-умолчанию |
| Stacking Mode | во время загрузки | Disabled |
| номер слота | во время загрузки | 1 |
| Master-Capable | во время загрузки | Да |
| ограничение лицензии | во время загрузки | не задано |
| приоритет | при следующем выборе мастера | автоматически |
| Основной и альтернативные IP-адреса в Mgmt | сразу же | не задано |
| Stack MAC | во время загрузки | не задано |
| Stacking protocol | во время загрузки | Standard |
Параметры, такие как режим, № слота, и т.п. могут быть настроены на коммутаторе не подключенном в стек. Эти параметры хранятся в NVRAM каждого узла. Большинство же параметров стекирования хранятся НЕ в NVRAM, а в файле конфигурации. Параметры, хранящиеся в NVRAM из числа тех, которые понадобятся коммутатору до того, как файл конфигурации станет доступен. При перезагрузке стека используется конфигурационный файл коммутатора, который стал мастером сразу же после перезагрузки.
Переподписка стекового соединения
Каждая нода в стеке работая с full duplex пропускной способностью обладает следующими лимитами по стеку:
128 Gbps: Summit X480 с модулем VIM2-SummitStack128
Несмотря на то, что доступны два стековых линка, они могут быть не полностью утилизированы. Например, возьмем кольцо из 8 нод, каждая нода имеет номер от 1 до 8, пропускная способность стекового порта 10G full duplex в каждую сторону. Нода 1 хочет отправить 10Гб/с трафика к нодам 2 и 3. Весь трафик пойдет коротким путем через линк нода1-нода2, в том числе до ноды3, а доступная емкость линка всего 10Гб/с. В случае если нода1 отправляет 10Г ноде2 и ноде8, трафик пойдет разными каналами и емкость стека составит 20Гб/с.
В кольце из 8 активных нод, между двумя любыми узлами используется только один канал (трафик не балансируется по направлениям). Если коммутаторы содержит 48 портов 1G Ethernet, переподписка между нодами составит 5:1.
Исключением является ситуация когда есть равнозначные «расстояния» между нодами. В этом случае, если обе ноды имеют по 48 портов, они группируются в две группы по 24 порта (by hardware), что позволяет использовать оба направления.
Конфигурирование
Самый простой и быстрый способ сконфигурировать стек, это запустить команду configure stacking easy-setup
Её запуск эквивалентен запуску команд:
enable stacking
configure stacking slot-number automatic
configure stacking mac-address
configure stacking redundancy minimal
configure stacking protocol
reboot stack-topology
Что минимально необходимо для начала работы стека.
Если топология стека daisy chain, дополнительно отрабатывает:
configure stacking redundancy none
Альтернативные порты для организации стека.
Таблица 5. Поддержка альтернативных стековых портов на коммутаторах Summit