堆叠组网方案
堆叠是指将多台交换机设备通过线缆连接后组合在一起,虚拟化成一台设备,作为一种横向虚拟化技术,将多台设备在逻辑上虚拟成一台设备,可以简化网络的配置和管理。同时,结合跨设备链路聚合技术,不仅可以实现设备及链路的高可靠性备份,而且可以避免二层环路。相对传统的STP破环保护,逻辑拓扑更加清晰、链路利用更加高效。
华为CE系列交换机提供的堆叠技术有CSS技术(框式堆叠)、iStack(盒式堆叠),主要典型特征有:
1、 交换机多虚一:CSS/iStack对外表现为一台逻辑交换机,控制平面合一,统一管理。
2、 转发平面合一:CSS/iStack内物理设备转发平面合一,转发信息共享并实时同步。
3、 跨设备链路聚合:跨CSS/iStack内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。
如图5-2所示的数据中心网络中,接入层、汇聚层/核心层通过部署堆叠构造出一个逻辑简单、无环的网络。
- 接入层使用低成本的CE8800&7800&6800&5800系列交换机来部署堆叠。终端设备(服务器或其他网络设备)双归接入堆叠,可以保证接入链路的高可靠性。
- 汇聚层/核心层使用高性能CE12800系列交换机部署堆叠,与接入层之间通过跨框链路聚合连接,形成一个无环的网络。
部署方案:
- 通过堆叠(CSS/iStack)技术保证节点的可靠性:一台设备故障后,另外一台设备自动接管所有的业务。
- 通过CSS+LAG+iStack 部署端到端可靠性架构,打造无间断数据中心,保证业务持续运营。
- 多台接入层iStack堆叠,2台汇聚层CSS集群堆叠。
- 接入与汇聚间采用多条10GE或40GE链路全连接,保障链路高可靠。
- 汇聚与核心间采用高速40GE链路全连接,确保汇聚到核心无阻塞转发。
方案特色:
- 简化管理和配置
堆叠建立后,多物理设备虚拟成为一台设备,用户可以通过任何一台成员设备登录堆叠系统,对所有成员设备进行统一的配置和管理,使网络需要管理的设备节点减少一半以上。
其次,组网变得简洁,不再需要配置xSTP、VRRP等协议,简化了网络配置。
- 带宽利用率高
采用链路聚合的方式,带宽利用率可以达到100%(STP会阻塞链路),采用逐流方式负载均衡,支持多种负载分担方式。
- 快速的故障收敛
相对于STP秒级的故障收敛时间,链路聚合的故障收敛时间可控制在ms级内,大大降低了网络链路或节点故障对业务的影响。
- 扩容方便、保护投资
随着业务的增加,当用户进行网络升级时,只需要增加新设备即可,在不需要更改网络配置的情况下,平滑扩容,很好的保护了投资。
堆叠技术从低端盒式到高端框式都已经被广泛应用,具备了相当的成熟度和稳定度,估计会给部分读者造成堆叠技术简直堪称完美的错觉,但我们要知道任何技术都不是完美的,就堆叠技术而言,它的不足之处在于:
- 堆叠的虚拟化局限于单个层次
虽然横向虚拟化技术在一定程度上优化了网络结构、减少了管理节点,但是做的还不够彻底。一方面是横向虚拟化后依然没有减少网络的层级;另一方面是依然没有彻底解决管理节点较多的问题。大规模的数据中心都有高密度接入的特点,有大量的接入交换机,为了可靠性一般是多台接入交换机虚拟化(多是2台虚拟化),这样即使在做了横向虚拟化后管理节点的数量也是相当可观的。假设接入层有40台接入交换机,每两台交换机做虚拟化,那么依旧还是有多达20个管理节点。
- 堆叠虚拟化控制面多虚一
网络设备虚拟化之后,所有主控平面合一,但是这种合一只能采用主备备份的模式,即只有主设备的主控板正常工作,而其他主控板都处于备份状态。因此,整个系统的物理节点规模就受限于主控节点的处理能力,不是想做多大就做多大的。例如框式设备虚拟化一般为2台,盒式设备一般为16台。目前最大规模的虚拟化系统大概可以支持接入1~2万台主机,可以从容应付一般的中、小型数据中心,但对于一些超大型的数据中心来说,就显得力不从心了。