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堆叠、虚拟机箱与 MLAG

两台或多台交换机可以表现为一台:堆叠(stack)或虚拟机箱(virtual chassis)通过专用链路共享一个控制平面,而 MLAG(多机箱 LAG)保留两个独立的控制平面,只是让下游设备以为自己连接到一台设备上。两者都会改变端口的命名方式、占用哪些端口、允许使用哪些线缆或光模块,以及链路故障后的行为。本页按厂商列出这些技术、它们的布线和光模块规则、可替代方案,以及光模块方面需要注意的事项。

单一控制平面的堆叠环与带对等链路和双归属服务器的 MLAG 对

三种方案

方案控制平面数据平面典型规模故障域
堆叠(固定交换机的环形/链形连接)一个(主设备 + 成员设备)通过堆叠线缆共享背板2–10 台,一个机柜/配线间主设备故障或软件缺陷导致整个堆叠受影响
虚拟机箱/集群(两台或多台机箱式或固定交换机通过前面板端口连接)一个跨机箱间链路转发2 台(有时更多),可跨机房两者皆受影响
MLAG / vPC / VLT / VSX两个独立对等链路 + 保活;每台交换机本地转发2 台一台交换机;另一台继续转发
L3 叶脊架构配合 ECMP(无配对)独立路由转发任意一条链路或一台设备;其余不受影响

各厂商的技术

厂商堆叠机箱式虚拟化MLAG 类配对
CiscoStackWise(Catalyst 9200/9300:StackWise-160/480/1T),经专用后置线缆;FlexStack(2960-X)StackWise Virtual(Catalyst 9500/9600),经前面板 40G/100G 光模块;Nexus 2000 FEXvPC(Nexus)
JuniperVirtual Chassis(EX2300…EX4650、QFX5100/5120),经专用 VCP 或转换后的 QSFP+/QSFP28 上行口Virtual Chassis Fabric(脊叶式 VC)MC-LAG;现在更推荐 EVPN 多归属
HPE ArubaVSF(AOS-CX 6200/6300),经前面板端口;6300 上通过线缆实现背板堆叠VSX(8320/8325/8400),经 ISLVSX 属 MLAG 类型(两个控制平面)
HPE/H3CIRF(Comware),经前面板 10G/40G/100G 端口IRF 跨机箱M-LAG(Comware 7)
HuaweiiStack(S 系列),经堆叠卡或前面板端口CSS(集群交换系统,机箱式)M-LAG(CloudEngine)
Dell堆叠(OS10 固定交换机),经前面板端口—VLT(Virtual Link Trunking)
Arista无—MLAG(对等链路经前面板端口)
ExtremeSummitStack,经后置或前面板端口(EXOS);VOSS 集群—MLT/SMLT、vIST(VOSS)
Ruckus堆叠,经 10G/40G 前面板端口(ICX)——
Nvidia / Cumulus无—MLAG(CLAG),经对等 bond
SONiC无—MCLAG(社区/厂商实现)
MikroTik无—MLAG(RouterOS 7,CRS3xx/5xx)
Brocade FC——光纤网络(fabric),无需配对(SAN 设计)

堆叠的布线与光模块

堆叠类型线缆/模块光模块规则
专用后置堆叠端口(StackWise、6300 背板、iStack 卡)专有线缆,0.5–3 m,聚合速率 40–480 Gb/s,特殊接口不使用光模块;线缆为厂商专用并经过校验
前面板堆叠 / QSFP+/QSFP28 上的 VCP(Juniper VC、IRF、VSF、经上行口的 iStack、ICX)标准 40G/100G DAC、AOC 或光模块——端口转换为堆叠模式(request virtual-chassis vc-port set pic-slot 0 port 48)与上行口相同的光模块策略;机柜内通常选 DAC,机房间用 AOC/SR4/LR4(Juniper VC 允许跨楼宇的长距 VCP);将端口转换为 VCP 会使其退出上行口池
StackWise Virtual / CSS / VSX ISL2–4 个 40G/100G 前面板端口,配标准光模块链路成员应使用相同模块;ISL 中断会拆分这对设备
MLAG 对等链路一对设备间 2 条以上 40/100/400G(同机柜内用 DAC)必须是这对设备中最快、冗余度最高的链路;对等保活经带外(OOB)

在若干平台上,堆叠线缆自带 EEPROM;非原装或损坏的线缆会表现为始终无法加入的成员。

堆叠对操作者意味着什么

方面影响
端口命名第一个数字变为成员 ID:Gi2/0/1、xe-1/0/48、2:49(端口命名与指示灯)
上行口分布在各成员上(每个成员一个),以便某个成员故障时堆叠仍保持连接;跨成员组成 LAG
光模块清单show inventory / show chassis hardware 按成员列出模块——同一 PN 可能在某成员的软件镜像上被接受,而在混合版本的堆叠中不被接受
软件升级整个堆叠(部分支持 ISSU);堆叠重载会使所有光模块下线
主设备选举故障时端口继续转发(NSF),但管理功能会转移
环形与链形环形可承受一根线缆故障;链形不能
混合型号受厂商限制(同系列、同许可证,有时要求同型号)

MLAG 细节

项目规则
对等链路速率为最大上行口速率的 2 倍,组成 LAG;承载孤立端口流量和故障切换流量
保活独立路径(带外),用于检测脑裂
下游服务器或交换机通过 LACP LAG 接入,其成员分别连到两台对等设备——两个成员的速率/FEC 必须一致(转发基础)
一致性两台对等设备上成员端口的 VLAN、MTU、STP 设置和 FEC 必须一致;不一致会导致 LAG 成员被挂起
光模块下游主机的两根 DAC 分别接到两台交换机:应成对采购并编码
现代替代方案EVPN 多归属(ESI-LAG)取消对等链路;纯 L3 接入主机则完全取消配对

配对系统中与光模块相关的故障

现象原因排查位置
堆叠成员始终无法加入,堆叠指示灯不亮堆叠线缆插接不良、非原装,或端口未转换为 VCP线缆 EEPROM/指示灯、show switch stack-ports、show virtual-chassis vc-port
VCP 链路抖动,成员重新选举VCP 上的光模块/DAC 处于临界状态VCP 端口的 DDM(链路抖动)
MLAG 成员在一台对等设备上被挂起两台对等设备成员端口间 FEC/速率/MTU 不一致端口配置示例
升级后一半服务器丢失一条路径一台对等设备的新版本拒绝第三方光模块兼容性矩阵与固件
对等链路中断,出现脑裂对等链路 DAC 故障,且保活配置有误设计层面:两个成员应位于不同板卡

在 CodingBox 中

堆叠和 MLAG 使模块必须被接受的地方翻倍:同一份编码身份必须在两个成员或两台对等设备上都能通过,有时还要跨两个软件版本。应将一对设备的模块一起读取并记录,并在清单中把转换为 VCP 的上行口仍视为上行口(Check transceiver、 Code database)。


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