交换机堆叠知识：概述，配置与常见问题解答

什么是交换机堆叠？

交换机堆叠是交换机的重要功能之一，它是指将一台以上的交换机组合起来共同工作，以便在有限的空间内提供尽可能多的端口。多台交换机经过堆叠形成一个堆叠单元，从而大大增加了网络的容量。不过，并不是所有的交换机都支持堆叠，飞速(FS) 3900系列交换机都支持堆叠来扩展网络容量，下图是S3900-24T4S交换机堆叠示意图。

将交换机堆叠在一起可以优化网络性能，是一种可拓展且灵活的网络方案。通过堆叠，可以集中管理多台交换机，大大简化了管理工作量，特别是在数据中心或IT机房中。用户可以根据需要在堆栈单元中添加或减少交换机，且不会影响整个网络的性能；如果链路在堆栈中发生故障，其他交换机仍然可以继续工作。

交换机堆叠是如何工作的？

交换机的堆叠可以通过DAC高速线缆，光模块或者专门用于堆叠的线缆来实现。交换机堆叠包括堆叠主交换机和堆叠备交换机。通常，除了堆叠主交换机之外，一个堆栈中的其他交换机称为堆叠备交换机。堆叠主交换机是管理堆叠备交换机的核心交换机，它存储整个交换机堆栈的运行配置文件。用户可以通过该堆叠主交换机登录堆叠系统，并对堆叠系统的所有交换机进行统一配置和管理。如果主交换机发生故障，堆叠系统会从备交换机中选择新的堆叠主交换机，且不会影响整个网络的性能。

不同品牌的交换机支持堆叠的层数有所不同。例如，飞速(FS) S3900系列交换机最多支持六个交换机堆叠。但是，无论有多少个交换机堆叠在一起，系统都会分配一个堆叠主交换机来控制整个堆叠系统，用户可以在堆叠主交换机中执行操作来管理和维护交换机堆栈。

典型的堆叠拓扑

链形拓扑和环形拓扑是常见的两种堆叠拓扑类型，它们都有着各自的优点和缺点。

在链形拓扑中，首尾不需要有物理连接，适合长距离堆叠。但是，如果其中一条堆叠链路出现故障，就会造成堆叠分裂。并且在整个堆叠系统中只有一条路径，所以该堆叠拓扑中的堆叠链路带宽利用率较低。当堆叠成员交换机距离较远时，组建环形连接比较困难，可以使用链形连接。

而在环形拓扑中，首尾需要物理连接，当使用DAC高速线缆或短距离堆叠线缆时，不适合长距离的堆叠。该堆叠方式可靠性较高，其中一条堆叠链路出现故障，环形拓扑会变成链形拓扑，不影响堆叠系统正常工作。除此之外，堆叠链路带宽利用率高，数据可以按照最短路径转发。飞速(FS) 3900系列交换机的堆叠就是通过环形连接的方式来实现的。

交换机堆叠该如何配置？

一般情况下，交换机堆叠配置步骤如下：

1、断电的情况下，通过DAC/AOC高速线缆或者光模块、跳线完成交换机的堆叠连接。注意：堆叠交换机的数量不应该超过最大堆叠交换机数量。

2、依次开电，完成交换机的堆叠配置。

3、所有交换机配置完成后，交换机重启，分配每个堆栈成员的角色。

4、重启完成后，只有主堆叠交换机具有配置权限，检查接口信息，主交换机将显示所有接口。

交换机堆叠的常见问题

为了帮助您更好地理解堆叠，下面搜集了一些交换机堆叠中的常见问题与解答。

1. 虚拟堆叠与物理堆叠

物理堆叠是通过专门的堆叠线和堆叠口完成堆叠，耦合性比较的强，相对稳定性较高。但是，这种堆叠方式的技术壁垒较高，且堆叠线缆必须原厂提供，相对昂贵；堆叠线缆一般都较短，不能完成长距离情况下的堆叠。

虚拟堆叠是通过交换机的普通业务口完成堆叠，耦合性相对较弱，稳定性相对较弱，不过堆叠线缆可选择的空间更大，性价比更高，并且堆叠的距离不受限制，可以满足更多的堆叠场景。综上所述，虚拟堆叠在成本与管理上都给用户带来了许多便利，且不会受到距离长短的限制，相对物理堆叠来说是个比较不错的堆叠方式。

2. 堆叠式交换机与机箱式交换机

堆叠式交换机和机箱式交换机都能提供更多端口，并通过一个设备进行管理。但这两种类型都各有利弊。

机箱式交换机是一种可将不同类型的线卡插入交换机上的固定插槽来使用的网络交换机。与通过连接堆叠线成为一个堆叠整体的堆叠交换机不同的是，由于机箱式交换机上有固定的模块插槽，并不需要连接多台交换机。不过使用机箱式交换机的前期投资要比堆叠式交换机高的多。就前期投资成本而言，使用交换机堆叠的成本较低，并且使用堆叠式交换机可以满足更多区域长距离堆叠的应用场景。

3. 交换机堆叠与MLAG

MLAG是指跨设备链路聚合，它是一项将多条物理链路合并为一条逻辑链路的技术，并具有高可用性和高吞吐量的优势。堆叠和MLAG都可以提供链路冗余，前者常用于企业网接入层，其优势在于管理较为简便，运维成本较低；后者通常用于数据中心接入层，其优势在于配置相对较少，投资回报率更高，可以把冗余性提高到设备级别。

4. 交换机堆叠，级联，与集群

交换机堆叠，级联和集群都是实现多台交换机互联的常用技术。

级联可以通过多个端口连接交换机扩充端口数量，增加设备容量。原则上，级联可在任何网络设备厂家的交换机之间完成。但相比堆叠，相互级联的交换机在逻辑上是独立的，需要依次对每台交换机进行配置和管理。交换机堆叠后增加的端口跟之前的端口共享交换机的背板带宽总和，但是级联后的交换机则不能共享。
级联可以通过多个端口连接交换机扩充端口数量，增加设备容量。原则上，级联可在任何网络设备厂家的交换机之间完成。但相比堆叠，相互级联的交换机在逻辑上是独立的，需要依次对每台交换机进行配置和管理。交换机堆叠后增加的端口跟之前的端口共享交换机的背板带宽总和，但是级联后的交换机则不能共享。
集群就是将多台互相连接（级联或堆叠）的交换机作为一台逻辑设备进行管理。在一个交换机集群中，一般只有一台起管理作用的交换机，称为命令交换机，它可以管理其它交换机。在网络中，这些交换机只需要占用一个IP地址（仅命令交换机需要）。在命令交换机统一管理下，集群中多台交换机协同工作，大大降低管理强度。

5. 交换机堆叠，上行链路，与中继链路

上行链路是一台交换机通过上行端口连接到另一台交换机，它基本上不增加带宽。不过，交换机可以通过支持不同生产商型号的交换机的上行链路进行互连，也具有很大的灵活性。

中继链路则是指两个二层交换机之间的连接，非常适合用来在交换机之间传递VLAN信息，它经常被用来构建包含LAN，VLAN，和WAN的内部网络，这使得多个VLAN上的数据能够经过同一个端口而且保持他们彼此通信分离。

通常，交换机堆叠可提供更多带宽，同时可简化网络管理，有关交换机堆叠与上行/中继链路之间的具体区别，可以参阅《交换机堆叠 vs 上行链路 vs 中继链路》一文了解更多详细信息。