问题描述

随着企业的发展，企业网络的规模越来越大，这对企业网络提出了更高的要求：更高的可靠性、更低的故障恢复时间、设备更加易于管理等。

传统的园区网高可靠性技术出现故障时切换时间很难做到毫秒级别、实现可靠性的方案通常为一主一备，存在着严重的资源浪费。同时随着网络设备的越来越多，管理将会变得越加复杂。

传统 STP 组网，两台汇聚交换机分别与接入层交换机构成三角形的二层环路，因此必须部署 STP 协议以消除环路。但是 STP 将阻塞网络中的接口，造成链路带宽无法充分利用。

解决方案

为构建可靠、易管理、资源利用率高、易于扩展的交换网络，引入交换机堆叠（Stack）、集群（CSS）技术。

注意事项
1）CSS 与 iStack 是华为命名。在思科中，采用其他命名。
2）该笔记将采用华为术语来记录笔记；

原理简述

Intelligent Stack，iStack

解释：
堆叠（iStack，Intelligent Stack）：将多台支持堆叠特性的交换机，通过堆叠线缆连接在一起，从逻辑上变成一台交换设备，作为一个整体参与数据转发。

场景：
iStack 针对华为盒式交换机。

Cluster Switch System，CSS

解释：CSS（Cluster Switch System，集群交换机系统），又称为集群，是指将两台支持集群特性的交换机设备组合在一起，从逻辑上组合成一台交换设备。

范围：
CSS 针对华为框式交换机，且仅支持两台设备。

特性说明

性能提升

使用堆叠、集群可有效提高资源利用率，获得更高的转发性能、链路带宽。
1）核心设备虚拟化为一台逻辑设备，同时转发流量。
2）汇聚到核心的所有链路使用链路聚合进行捆绑，均参与流量转发。
3）设备、链路利用率高。

性能提升：通过交换机堆叠，设备同时工作，充分提高链路带宽利用率，能够实现网络大数据量转发；

增强冗余

一台物理设备故障，其他设备可以接管转发、控制平台，避免了单点故障。
1）单台设备故障、链路故障不影响业务转发，流量将会被链路聚合负载分担到其他链路。
2）业务几乎感知不到中断。
提高冗余：冗余设备能够增加网络高可靠性；

简化管理

交换机多虚一：堆叠交换机对外表现为一台逻辑交换机，控制平面合一，统一管理，简化运维，方便管理。

逻辑设备之间使用链路聚合，无需再部署STP、VRRP。
降低了网络规划复杂度、设备配置复杂度
只需管理虚拟化之后的逻辑设备

转发平面合一：堆叠内物理设备转发平面合一，转发信息共享并实时同步。
1）交换机内部的表能够进行实时同步

跨设备链路聚合：跨物理设备的链路被聚合成一个Eth-Trunk端口，和下游设备实现互联。
1）跨设备的链路聚合，物理上的无环网络，无需再部署STP。
2）链路聚合中的链路全部有效使用，链路利用率100%。

简化拓扑：将多台支持堆叠特性的汇聚交换机部署堆叠，形成逻辑意义上的单台设备，从而简化网络拓扑；通过在汇聚交换机与接入交换机间部署链路聚合，可将拓扑进一步简化为“树形结构”，消除二层环路；

简化管理：在堆叠系统建立前，每台交换机都是单独的实体，有自己独立的 IP Address 和 MAC Address，对外体现为多台交换机，用户需要独立的管理所有的交换机；当堆叠建立后，堆叠成员对外体现为一个统一的逻辑实体，用户使用同个 IP Address 对堆叠中的所有交换机进行管理和维护。

应用场景

通过使用堆叠、集群技术结合链路聚合技术可以简单构建高可靠、无环的园区网络。

扩展端口

通过交换机堆叠/集群，增加设备，同时也增加端口数量。

当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能满足接入需求时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统扩展端口数量。

扩展带宽、冗余备份

需要增大交换机上行带宽时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统，将成员交换机的多条物理链路配置成一个聚合组，提高交换机的上行带宽，同时形成设备间备份和链路的跨设备冗余备份，增加可靠性。

简化管理

两台设备组成集群，虚拟成单一的逻辑设备。简化后的组网不再需要使用MSTP、VRRP等协议，简化了网络配置，同时依靠跨设备的链路聚合，实现快速收敛，提高了可靠性。

推荐架构

通常：接入层、汇聚层盒式交换机采用 Stack 技术；汇聚层、核心层交换机采用 CSS 技术。
在逻辑交换机之间使用链路聚合技术，无需部署STP、VRRP实现高可靠性。
实现高可靠性的同时设备间的链路可以同时传输流量，链路利用率得以提升。

参考文献

Introduction to iStack – S2750, S5700, and S6720 V200R008C00 Configuration Guide – Device Management – Huawei