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      1. 交換機虛擬化技術是什么?堆疊、M-LAG是什么,有什么區別?


        簡介

         

        通過交換機虛擬化技術,既可以在邏輯上集成多臺物理連接的交換機,實現拓寬虛擬交換機帶寬、提升轉發效率的目的,也可以在邏輯上將一臺物理交換機虛擬為多臺虛擬交換機,實現業務隔離、提升可靠性的目的。
         
        堆疊、M-LAG是目前廣泛應用的兩種橫向虛擬化技術,通過將多臺交換設備虛擬為一臺設備,共同承擔數據轉發任務,提升了網絡的可靠性。堆疊與M-LAG經常被用于提升接入設備的可靠性,二者有哪些不同點,各自具有哪些優勢,應該如何選擇?

         

         

        堆疊、M-LAG是什么?

         

        堆疊、M-LAG均為交換機橫向虛擬化技術,具有提升可靠性、擴展帶寬、實現負載分擔的作用。

         

         

         
         

        堆疊是什么,有什么作用

         
         

         

        什么是堆疊
        如圖1-1所示,堆疊(iStack)將多臺交換機通過堆疊線纜連接在一起,使多臺設備在邏輯上變成一臺交換設備,作為一個整體參與數據轉發。

        圖片

        圖1-1 堆疊示意圖

         

         

        堆疊的作用

        擴展端口數量

        如圖1-2所示,當接入的用戶數增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時,可以通過增加新的交換機并組成堆疊而得到滿足。

        圖片

        圖1-2 堆疊擴展端口數量示意圖

         

        擴展帶寬

        如圖1-3所示,當交換機上行帶寬增加時,可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統,將成員交換機的多條物理鏈路配置成一個聚合組,提高交換機的上行帶寬。

        圖片

        圖1-3 堆疊擴展帶寬示意圖

        提高可靠性

        如圖1-4所示,堆疊與Eth-Trunk一同使用,當堆疊系統中一臺設備的上行鏈路故障,通過該設備的流量可經過堆疊鏈路進行轉發。

        圖片

        圖1-4 堆疊上行鏈路故障

         

         

         

        M-LAG是什么,有什么作用

         

        什么是M-LAG
        M-LAG(Multichassis Link Aggregation Group)即跨設備鏈路聚合組,是一種實現跨設備鏈路聚合的機制。如圖1-5所示,將兩臺交換機通過peer-link鏈路連接并以同一個狀態和主機進行鏈路聚合協商,從而把鏈路可靠性從單板級提高到了設備級。
        圖片
        圖1-5 M-LAG示意圖
        M-LAG的作用
        負載分擔
        如圖1-6所示,M-LAG雙活系統在接入設備雙歸接入場景下,接入設備通過Eth-Trunk的方式接入到M-LAG設備組,M-LAG的成員設備接收到接入設備通過鏈路捆綁負載分擔發送的流量后,共同進行流量轉發。
        圖片
        圖1-6 M-LAG負載分擔示意圖

         

        提高可靠性
        如圖1-7所示,M-LAG接入普通以太網場景,由于M-LAG主設備的上行鏈路故障,通過M-LAG主設備的流量均經過peer-link鏈路進行轉發。
        圖片
        圖1-7 M-LAG上行鏈路故障示意圖

         

         

         

        堆疊與M-LAG的區別

         

        雖然堆疊、M-LAG均通過將多臺設備虛擬為一臺設備的方式提升了可靠性,但二者在配置上存在很大差異。二者的雙主檢測形式、狀態協商方式、虛擬系統IP與MAC地址等均存在較大差異。詳細對比信息見表1。
          堆疊 M-LAG
        虛擬系統的IP

        堆疊設備組有統一的IP地址。

         

        堆疊生效后各成員自己的IP地址失效

        M-LAG設備組成員有各自的IP地址。

         

        M-LAG設備組沒有統一的IP地址。

        虛擬系統的MAC

        堆疊設備組有統一的MAC地址。

         

        堆疊生效后各成員自己的MAC地址失效

        M-LAG設備組成員有各自的MAC地址。

         

        M-LAG設備組沒有統一的MAC地址。

        設備登錄 所有設備相當于一臺設備,登錄設備組中任意一臺設備均相當登錄主設備。 所有設備獨立,各設備仍有獨立的管理網口。
        雙主檢測鏈路
        • 業務口直連

        • Eth-Trunk口代理

        • 管理網口檢

        三層可達的鏈路
        狀態協商 通過iStack鏈路傳遞報文。 通過peer-link鏈路傳遞Hello報文、設備信息報文。
        可檢測的故障
        • 直連鏈路故障

        • 堆疊系統成員設備故障

        • iStack鏈路故障

        • 堆疊端口故障

        • 直連鏈路故障

        • M-LAG成員設備故障

        • Peer-link鏈路故障

        • 接口故障

        表1-1 M-LAG與堆疊的區別

         

         

         

        堆疊、M-LAG的優劣勢對比

         

        堆疊與M-LAG的配置存在較大差異。那么這兩種方式各有什么優點呢?詳細的對比情況見表1。

          堆疊 M-LAG
        可靠性 一般:控制面集中,故障可能在成員設備上擴散。主設備的故障可能影響成員設備,可靠性一般。 較高:控制面獨立,故障域隔離。
        成本 一般:需部署堆疊線纜。 一般:需部署Peer-link線纜。
        配置復雜度 簡單:邏輯上為一臺設備,多臺設備同時配置。 正常:多臺設備獨立配置。
        擴展能力 一般:控制面的能力局限于主設備的能力。 較強:擴展能力不受單臺設備限制。
        對業務的影響

        升級:業務20秒~1分鐘的中斷。

         

        擴容:三臺設備以上擴容時需改變原有網絡架構或重啟設備,影響現有業務。

        升級:流量秒級中斷。

         

        擴容:不改變原有網絡架構,不影響現有業務。

        升級復雜度 高:通過堆疊快速升級可以降低業務中斷時間,但升級操作時間變長,升級風險變高 低:通過reboot升級,操作簡單,風險低。
        網絡設計 相對簡單:邏輯上單節點設計。 相對復雜:邏輯上雙節點設計。

        表1-2 堆疊、M-LAG優劣勢對比

         

        總的來說,堆疊具有配置、設計相對簡單的優點,但靈活度、可靠性、升級復雜程度均不如M-LAG;M-LAG相比于堆疊雖然配置復雜度較高,但其控制面解耦、組網靈活度高的特點使其可靠性更強。
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