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思科交换机堆叠与HSRP之间的区别

2019-11-03 11:15:29 来源: 电脑知识大全 记者 电脑知识大全

随着Internet的日益普及,人们对网络的依赖性也越来越强。这同时对网络的稳定性提出了更高的要求,人们自然想到了基于设备的备份结构,就像在服务器中为提高数据的安全性而采用双硬盘结构一样。核心交换机是整个网络的核心和心脏,如果核心交换机发生致命性的故障,将导致本地网络的瘫痪,所造成的损失也是难以估计的。

而目前对于业界的所有三层交换机均采用热备份路由协议(VRRP),而Cisco一般采用自己的私有协议热备份路由协议(HSRP),但是对于Cisco Catalyst 3750系列交换机一般采用堆叠的方式,通过自带的堆叠线将多台交换机堆叠在一起形成一个逻辑交换机。

那么下面先来看看堆叠与HSRP(热备份路由协议)的介绍。

堆叠

目前Cisco越来越多的产品支持堆叠了,目前支持堆叠型号有Cisco Catalyst 3750系列,而现在2960S以及3560X与3750X都支持,但是对于这些新型号要使用堆叠功能就必须使用专用的堆叠模块,而Cisco Catalyst 3750系列在包装箱中默认送了一根0.5的堆叠线,3750交换机相互之间通过思科专有的堆叠电缆连接起来,可将多达9台思科交换机堆叠成一台逻辑交换机。该逻辑交换机中的所有交换机共享相同的配置信息和路由信息。当向逻辑交换机增加和减少单体交换机时不会影响其性能。

叠加的交换机之间通过两条环路连接起来。交换机的硬件负责将数据包在双环路上做负载均衡。环路在这里充当了这个大的逻辑交换机的背板的角色,在双环路都正常工作时,数据包在这台逻辑交换机上的传输率为32Gbps。

当一个数据帧需要传输时,交换机的软件会进行计算看哪条环路更可用,然后数据帧会被送到该环路上。如果一条堆叠电缆出故障,故障两端的交换机都会侦测到该故 障,并将受影响的环路断开,而逻辑交换机仍然可以以单环的状态工作,此时的数据包通过率为16Gbps。交换机的堆叠采用菊花链方式,连接的方式参考下图。

思科交换机堆叠

当若干台交换机堆叠后,会有一台交换机负责管理功能,称其为主交换机(master switch),主交换机会向其它交换机自动更新配置文件,路由信息,堆叠信息。而主交换机采用的是1:N的冗余备份方式,堆叠中的所有交换机在主交换机 出问题时都可以成为主交换机并取而代之。

主交换机负责下载CAM转发表到各个交换机,3层交换机的路由信息也由主交换机负责维护与分发。其它一些QoS特性或访问控制列表的操作也是由主交换机告 诉其它交换机如何控制。当有新的交换机加入或现有的交换机移走,主交换机会送出一个通知,其它交换机会随之更新自己的堆叠信息。

环上的每台交换机都会有一个mac地址表保存自己本地的MAC地址信息,还会有一个MAC表维护其它交换机的MAC地址信息。MAC地址表是由主交换机负责更新的。

另外,堆叠交换机处理数据包的方式非常有效,每个数据包有一个24字节的头信息,其中包括包的目的地信息(该信息是在堆叠交换机中使用的,是由主交换机给出的)和QoS指示器。

HSRP

对核心交换机采用热备份是提高网络可靠性的必然选择。在一个核心交换机完全不能工作的情况下,它的全部功能便被系统中的另一个备份路由器完全接管,直至出现问题的路由器恢复正常,这就是热备份路由协议(HotStandbyRouterProtocol)。

实现HSRP的条件是系统中有多台核心交换机,它们组成一个“热备份组”,这个组形成一个虚拟路由器。在任意时刻,一个组内只有一个路由器是活动的,并由它来转发数据包,如果活动路由器发生了故障,将选择一个备份路由器来替代活动路由器,但是在本网络内的主机看来,虚拟路由器没有改变。所以主机仍然保持连接,没有受到故障的影响,这样就较好地解决了核心交换机切换的问题。

为了减少网络的数据流量,在设置完活动核心交换机和备份核心交换机之后,只有活动核心交换机和备份核心交换机定时发送HSRP报文。如果活动核心交换机失效,备份核心交换机将接管成为活动核心交换机。如果备份核心交换机失效或者变成了活跃核心交换机,将由另外的核心交换机被选为备份核心交换机。

在上面已经了解了各自的区别了,下面图解HSRP与堆叠故障切换与数据流的走向。

热备份路由协议(HSRP)故障切换与数据流走向

HSRP正常情况下,数据流量走向

思科交换机数据流走向

(通过上图可以得知)正常情况下,终端1去访问应用服务器时,首先经过接入层交换机1再到过核心交换机A,通过核心交换机A到过应用服务器,而完成数据的交换。

当某台接入层交换机到主核心交换机的线路出现故障,切换至备机,数据流走向

思科交换机数据流走向

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