Что такое стекирование коммутаторов?
Стекирование (Stacking) — это технология, которая позволяет объединить несколько физических коммутаторов в одно логическое устройство. Это единое устройство управляется как один коммутатор, имеет один IP-адрес и одну конфигурацию.
Представьте, что у вас есть 3 отдельных коммутатора. Без стекирования вам нужно настраивать и управлять каждым из них по отдельности. После стекирования эти 3 "железки" превращаются в один "виртуальный" коммутатор, который вы видите в сети как единое целое.
Ключевые преимущества стекирования
- Упрощение управления: Вместо управления 3-4 устройствами вы управляете одним. Это упрощает настройку, мониторинг и устранение неисправностей.
- Повышение отказоустойчивости:
Единый контрольный план: Все коммутаторы в стеке работают согласованно.
Резервирование питания: Можно настроить общие блоки питания для всего стека.
Автоматическое восстановление: Если один из коммутаторов в стеке выходит из строя, остальные продолжают работать. Мастер стека может перераспределить нагрузку. - Увеличение пропускной способности: Специальные стековые кабели обеспечивают высокоскоростные соединения между членами стека (многократно превышающие пропускную способность обычных Ethernet-портов). Это создает единую высокоскоростную шину для обмена данными внутри стека.
- Гибкость и масштабируемость: Легко добавить порты, просто подключив в стек еще один коммутатор. Новая единица автоматически получает конфигурацию от мастера.
Как это работает на примере Cisco (StackWise и StackWise Virtual)
1. StackWise (для коммутаторов серий Catalyst 3650, 3850, 9300, 9400 и др.)
Это физическое стекирование с использованием специальных кабелей и портов.
- Аппаратная часть: Коммутаторы соединяются друг с другом с помощью специальных стековых кабелей (Stacking Cables) по круговой топологии (логическое кольцо).
- Скорость: Технологии StackWise (40 Гбит/с) и StackWise-480 (480 Гбит/с) обеспечивают очень высокую скорость внутреннего обмена данными.
- Логика: Все коммутаторы в стеке образуют единую систему с:
Одним IP-адресом для управления.
Единой таблицей MAC-адресов.
Единой конфигурацией.
Процесс формирования стека:
- Выбор мастера (Master): При включении коммутаторы автоматически выбирают среди себя "Главный" (Master). Выбор основан на приоритете, версии ПО, MAC-адресе и т.д. Мастер управляет всем стеком.
- Роли членов стека:
Master: Активный управляющий. Запускает операционную систему IOS и управляет всем стеком. Только один мастер на стек.
Standby: Готовый заменить мастера в случае его сбоя. Только один Standby на стек.
Member: Все остальные коммутаторы в стеке. Они просто выполняют转发 (forwarding) трафика.
Пример конфигурации и просмотра:
Посмотреть состояние стека на коммутаторе Cisco можно командой:
Звездочка (*) указывает на коммутатор, к консоли которого вы подключены.
2. StackWise Virtual (для коммутаторов серий Catalyst 9500, 9600, 9400 и др.)
Это более продвинутая технология, которая создает виртуальный стек через стандартные Ethernet-порты (обычно 40/100 Гбит/с), а не через специализированные стековые кабели.
- Аппаратная часть: Два физических коммутатора соединяются друг с другом выделенными линками (Port-Channel), которые называются StackWise Virtual Link (SVL).
- Логика: Два коммутатора представляются в сети как одно устройство.
- Преимущество: Позволяет создавать отказоустойчивые стеки на большем физическом расстоянии, чем StackWise.
Роли в StackWise Virtual:
- Active: Активный коммутатор, управляет контрольным планом.
- Standby: Горячий резерв, полностью синхронизирован с Active.
Практический пример использования
Сценарий: Вам нужно обеспечить подключение 48 пользователей в одном офисе. У вас есть 3 коммутатора Cisco Catalyst 2960X (поддерживают стекирование FlexStack).
Без стекирования:
- Вы настраиваете VLAN, STP, управление на каждом из 3 коммутаторов отдельно.
- Если один коммутатор выйдет из строя, все пользователи на нем потеряют связь.
- Для агрегации каналов (EtherChannel) к серверу или роутеру вам нужно настраивать его на каждом коммутаторе отдельно.
- У вас 3 IP-адреса для управления.
Со стекированием:
- Вы соединяете коммутаторы стек-кабелями.
- При включении они автоматически образуют стек. Один становится Master, остальные — Member.
- Вы настраиваете VLAN, STP, безопасность и т.д. один раз на мастере. Конфигурация автоматически применяется ко всему стеку.
- Теперь у вас есть один логический коммутатор на 144 порта.
- Вы можете создать EtherChannel, используя порты с разных физических коммутаторов стека (т.н. Multi-Chassis EtherChannel - MEC). Это повышает отказоустойчивость: если один коммутатор в стеке отключится, линк через другой коммутатор останется активным.
- У вас один IP-адрес для управления всей группой.
Ниже пример стекирования на Cisco Catalyst на примере серий 3850/9300:
Предварительная подготовка
Топология подключения:
(Кольцевая топология для отказоустойчивости)
Шаг 1: Подготовка коммутаторов (выполняется на каждом ОТДЕЛЬНО до объединения в стек)
На Switch1 (будущий Master):
На Switch2 (будущий Standby):
На Switch3 (будущий Member):
Шаг 2: Физическое подключение
- ВЫКЛЮЧИТЕ все три коммутатора
- Подключите стек-кабели в кольцевую топологию как показано выше
- ВКЛЮЧИТЕ коммутаторы в следующем порядке:
Сначала Switch1 (мастер)
Через 30 секунд Switch2
Через 30 секунд Switch3
Шаг 3: Проверка формирования стека
Подключитесь к консоли любого коммутатора:
Детальная проверка:
Шаг 4: Базовая настройка стека (выполняется на мастере)
Шаг 5: Работа с интерфейсами стека
Создание VLAN на всем стеке:
Настройка интерфейсов на конкретных коммутаторах стека:
Шаг 6: Создание Multi-Chassis EtherChannel (MEC)
Создание Port-Channel с портами на разных коммутаторах стека:
Шаг 7: Команды мониторинга и управления
Проверка состояния стека:
Управление стеком:
Проверка интерфейсов:
Шаг 8: Сохранение конфигурации
Важные замечания:
- Приоритеты: Master выбирается по приоритету (15 - высший), затем по MAC-адресу
- Прошивка: Рекомендуется иметь одинаковую версию IOS на всех коммутаторах
- Кабели: Используйте только оригинальные стек-кабели Cisco
- Порядок включения: Включайте мастер первым для стабильного формирования стека
- Резервное копирование: Регулярно сохраняйте конфигурацию
Пример итоговой проверки:
Теперь у вас есть полностью функционирующий стек из трех коммутаторов Cisco!