查看“华为交换机堆叠建立”的源代码

堆叠建立的过程包括以下四个阶段：
#物理连接：根据网络需求，选择适当的连接方式和连接拓扑，组建堆叠网络。
#主交换机选举：成员交换机之间相互发送堆叠竞争报文，并根据选举原则，选出堆叠系统主交换机。
#堆叠ID分配和备交换机选举：主交换机收集所有成员交换机的拓扑信息，向所有成员交换机分配堆叠ID，之后选出堆叠系统备交换机。
软件版本和配置文件同步：主交换机将整个堆叠系统的拓扑信息同步给所有成员交换机，成员交换机同步主交换机的系统软件和配置文件，之后进入稳定运行状态。
物理连接
#根据连接介质的不同，堆叠可分为堆叠卡堆叠和业务口堆叠。每种连接方式都可组成链形和环形两种连接拓扑。

[[文件:Stack-2.png|有框|居中]]

堆叠连接拓扑对比

{| class="wikitable"
|-
! 连接拓扑 !! 优点 !! 缺点 !! 适用场景
|-
| 链形连接 || 首尾不需要有物理连接，适合长距离堆叠。 || 可靠性低：其中一条堆叠链路出现故障，就会造成堆叠分裂。<br>堆叠链路带宽利用率低：整个堆叠系统只有一条路径。 || 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。
|-
| 环形连接 || 可靠性高：其中一条堆叠链路出现故障，环形拓扑变成链形拓扑，不影响堆叠系统正常工作。<br>堆叠链路带宽利用率高：数据能够按照最短路径转发。 || 首尾需要有物理连接，不适合长距离堆叠。 || 堆叠成员交换机距离较近时，从可靠性和堆叠链路利用率上考虑，建议使用环形连接。
|}

=== 主交换机选举 ===
确定出堆叠的连接方式和连接拓扑，完成成员交换机之间的物理连接之后，所有成员交换机上电。此时，堆叠系统开始进行主交换机的选举。在堆叠系统中每台成员交换机都具有一个确定的角色，其中，主交换机负责管理整个堆叠系统。主交换机选举规则如下（依次从第一条开始判断，直至找到最优的交换机才停止比较）：

1.运行状态比较，已经运行的交换机比处于启动状态的交换机优先竞争为主交换机。

堆叠主交换机选举超时时间为20s，堆叠成员交换机上电或重启时，由于不同成员交换机所需的启动时间可能差异比较大，因此不是所有成员交换机都有机会参与主交换机的第一次选举。20s后启动的交换机加入堆叠系统时，会重新进行主交换机的竞争。原主交换机竞争失败时会重启然后再以非主交换机加入堆叠，后启动交换机竞争失败时只能被动加入堆叠成为非主交换机，加入过程可参见堆叠成员加入与退出。因此，如果希望指定某一成员交换机成为主交换机，则可以先为其上电，待其启动完成后再给其他成员交换机上电。

为了尽可能保证一次性完成主交换机的选举，建议使用同型号的设备进行堆叠，如果需要进行混堆时，建议同型号的设备连接在一起。

 譬如：A-B-C三台设备链形堆叠：
 如果A、B先启动，C后启动，C加入堆叠系统时，只能被动加入堆叠成为非主交换机；
 如果A、C先启动，A、C已分别成为主交换机，B再启动加入堆叠系统时，A和C会根据启动时间重新进行主交换机的竞争，竞争主交换机失败的交换机会重启再以非主交换机加入堆叠。
 譬如：A-B-C-D-A四台设备环形堆叠：
 如果A、B先启动，C和D后启动，C和D加入堆叠系统时，只能被动加入堆叠成为非主交换机；
 如果A、C先启动，A、C已分别成为主交换机，B和D再启动加入堆叠系统时，A和C会根据启动时间重新进行主交换机的竞争，竞争主交换机失败的交换机会重启再以非主交换机加入堆叠。

2.堆叠优先级高的交换机优先竞争为主交换机。

3.堆叠优先级相同时，MAC地址小的交换机优先竞争为主交换机。

=== 堆叠ID分配和备交换机选举 ===
主交换机选举完成后，主交换机会收集所有成员交换机的拓扑信息，根据拓扑信息计算出堆叠转发表项下发给堆叠中的所有成员交换机，并向所有成员交换机分配堆叠ID。之后进行备交换机的选举，作为主交换机的备份交换机。除主交换机外最先完成设备启动的交换机优先被选为备份交换机。当除主交换机外其它交换机同时完成启动时，备交换机的选举规则如下（依次从第一条开始判断，直至找到最优的交换机才停止比较）：

堆叠优先级最高的交换机成为备交换机。

堆叠优先级相同时，MAC地址最小的成为备交换机。

除主交换机和备交换机之外，剩下的其他成员交换机作为从交换机加入堆叠。

==== 软件版本和配置文件同步 ====
角色选举、拓扑收集完成之后，所有成员交换机会自动同步主交换机的软件版本和配置文件：
堆叠系统具有自动加载系统软件的功能，待组成堆叠的成员交换机不需要具有相同软件版本，只需要版本间兼容即可。当备交换机或从交换机与主交换机的软件版本不一致时，备交换机或从交换机会自动从主交换机下载系统软件，然后使用新系统软件重启，并重新加入堆叠。

堆叠系统具有配置文件同步机制，主交换机保存整个堆叠系统的配置文件，并进行整个堆叠系统的配置管理。备交换机或从交换机会将主交换机的配置文件同步到本交换机并执行，以保证堆叠中的多台设备能够像一台设备一样在网络中工作，并且在主交换机出现故障之后，其余交换机仍能够正常执行各项功能。

=== 堆叠管理和配置文件 ===

==== IP地址 ====
堆叠系统作为一台设备与其他网络设备进行通信时，具有唯一的IP地址和MAC地址。

堆叠的IP地址是全局的，不是针对主交换机或其他堆叠成员交换机。任意成员交换机从堆叠系统中移除，都不会改变堆叠系统的IP地址。

堆叠系统的IP地址为任意堆叠成员交换机管理网口或三层端口的IP地址。堆叠管理网口编号与单机一样，都是MEth0/0/1。


有管理网口的设备组建堆叠后，系统运行阶段，只有一台成员交换机的管理网口生效，称为主用管理网口。堆叠系统启动后默认选取主成员交换机的管理网口为主用管理网口，若主成员交换机的管理网口异常或不可用，则选取其他成员交换机的管理网口为主用管理网口。如果通过PC直连到非主用管理网口，则无法登录堆叠系统。

==== MAC地址 ====
一般情况下，堆叠系统的MAC地址是主交换机的MAC地址。当堆叠系统的主交换机离开时，缺省情况下，堆叠系统的MAC地址变化如下图。
如果主交换机在10分钟内重新加入堆叠系统，则堆叠系统将继续使用该交换机的MAC地址。新加入堆叠系统后，如果原主交换机变为了从交换机，则堆叠系统的MAC地址就是从交换机的MAC地址。

如果主交换机没有在10分钟内重新加入堆叠系统，则堆叠系统的MAC地址将切换为新主交换机的MAC地址。

[[文件:Stack-3.png|600px|无框|居中]]

堆叠系统MAC地址的缺省切换时间是10分钟，可以使用命令'''stack timer mac-address switch-delay delay-time'''进行配置。堆叠系统MAC地址切换将造成流量中断，为了减少影响，可以执行命令'''stack timer mac-address switch-delay 0'''将堆叠系统MAC地址设置为永久堆叠MAC地址，只要堆叠系统不重启永久堆叠MAC地址都不会进行切换，堆叠系统重启后堆叠系统的MAC地址才会切换为新主交换机的MAC地址。

==== 接口编号规则 ====
堆叠ID决定着堆叠成员交换机的接口编号。对于单台没有运行堆叠的交换机，接口编号采用：槽位号/子卡号/端口号（槽位号统一取值为0）。交换机加入堆叠后，接口编号采用：'''堆叠ID/子卡号/端口号'''。子卡号与端口号的编号规则与单机状态下一致。

例如：交换机没有运行堆叠时，某个接口的编号为GigabitEthernet0/0/1；当该交换机加入堆叠后，如果堆叠ID为2，则该接口的编号将变为GigabitEthernet2/0/1。

登录方式

登录堆叠系统的方式如下：

通过任意成员交换机的Console口登录。

通过IP地址登录到堆叠系统。只要保证到堆叠系统的路由可达，就可以使用Telnet、Stelnet、WEB以及SNMP等方式进行登录。通过IP地址只能登录到堆叠主交换机，不能登录到备和从交换机。登录到堆叠系统后，主交换机负责将用户的配置下发给其他成员交换机，统一管理堆叠系统中所有成员交换机的资源。

==== 配置文件 ====
堆叠建立后，竞争为主的交换机的配置文件生效。备交换机同步主交换机的配置文件进行备份。堆叠系统配置文件备份的方式和单机交换机是一样的。主交换机离开后，备交换机使用备份的配置文件继续运行。

主交换机文件存储根目录是：flash；备交换机和从交换机的文件根存储目录是：堆叠ID#flash，例如：slot2#flash是指堆叠ID为2的成员交换机Flash存储器的根目录。

堆叠系统的配置文件包括：

*全局配置：例如IP地址、STP、VLAN、SNMP等，适用于所有堆叠成员交换机。

**新加入堆叠系统的交换机使用堆叠系统的全局配置，不再使用交换机自己的全局配置。交换机离开堆叠系统时，将继续使用堆叠系统的配置直到加入新的堆叠系统。

*接口配置：适用于接口所在成员交换机。接口上的配置和堆叠ID有关，当堆叠ID改变时：

**如果新ID在配置文件中不存在对应的接口配置，则新ID的接口配置使用默认配置。

**如果新ID在配置文件中存在对应的接口配置，则新ID的接口配置使用对应的配置。

**使用相同型号的交换机进行堆叠成员替换时，如果堆叠ID不变，接口上的配置不会被删除，不需要再重新配置。