Функции управления коммутаторами

Управление множеством коммутаторов

Независимое управление множеством коммутаторов требует выделения каждому устройству отдельного IP-адреса, что ведет к неэкономному использованию адресного пространства и необходимости запоминания администратором сети IP-адреса каждого коммутатора. D-Link предлагает два подхода к управлению множеством коммутаторов:

• физическое стекирование коммутаторов;
• виртуальное стекирование коммутаторов.

Оба эти подхода предполагают объединение коммутаторов в физическую или логическую группу, которая будет управляться через единый IP-адрес.

Объединение коммутаторов в физический стек

При физическом стекировании коммутаторы представляют собой одно логическое устройство, что обеспечивает удобство управления и мониторинга их параметров. Для управления коммутаторами можно использовать интерфейс командной строки (CLI), Web-интерфейс, Telnet, протокол SNMP, и только одному коммутатору (мастеру-коммутатору) потребуется присвоение управляющего IP-адреса.

Передача данных между коммутаторами стека ведется в полнодуплексном режиме. Коммутаторы могут быть объединены в стек либо кольцевой топологии, либо линейной топологии. Одним из преимуществ стека кольцевой топологии над стеком линейной топологии является поддержка технологии определения оптимального пути передачи пакетов. Эта технология позволяет достичь полного использования полосы пропускания и повысить отказоустойчивость стека.

В примере, приведенном на рис. 26.1 , показано, что данные от коммутатора 2 передаются не по кругу (через коммутаторы 3, 4, 5 и т.д.), а непосредственно в направлении коммутатора 9 (через коммутаторы 1,12,11,10). При этом следует отметить, что весь трафик в стеке передается одновременно, и локальный трафик не оказывает влияния на трафик, циркулирующий внутри стека (рис. 26.2).

Рис. 26.1. Пример выбора оптимального пути передачи пакета в стеке типа "кольцо"

Рис. 26.2. Потоки трафика в стеке

В стеке линейной топологии данные передаются только в одном направлении, и выход из строя какого-либо коммутатора стека повлияет на его работу.

В стекируемых коммутаторах D-Link для повышения отказоустойчивости и производительности стека, реализованы следующие механизмы:

• механизм Resilient Master Technology (RMT) обеспечивает непрерывную работу стека при выходе какого-либо устройства из строя, замене, добавлении и удалении коммутаторов, а также позволяет автоматически назначать нового мастера-коммутатора в случае неработоспособности текущего и автоматически восстанавливать работу стека;
• механизм Cross Device Trunking (CDT) позволяет объединять несколько физических портов разных коммутаторов стека в один агрегированный канал с повышенной полосой пропускания. При этом такая логическая магистраль будет продолжать функционирование, даже если какой-либо порт или коммутатор выйдут из строя;
• технология SmartRoute позволяет копировать таблицы коммутации 3-го уровня, хранимые на мастере-коммутаторе, на все другие устройства стека (в том случае, если стек построен на коммутаторах L3). Благодаря этому каждый коммутатор стека может маршрутизировать трафик локально, не пересылая его на мастер-коммутатор, что уменьшает потребление полосы пропускания между коммутаторами и повышает отказоустойчивость стека.

Роли коммутаторов стека

Каждому коммутатору стека присваивается определенная роль. Эти роли могут быть вручную настроены администратором сети на каждом коммутаторе или определены стеком автоматически. Существуют 3 роли, которые могут быть назначены коммутаторам стека.

Основной мастер (Primary Master) — основной мастер-коммутатор является ведущим устройством стека и единой точкой управления. Он следит за нормальной работой стека, топологией, назначает идентификаторы устройствам стека (Box ID), синхронизирует конфигурации и передает команды другим коммутаторам. Роль основного мастера может быть присвоена коммутатору вручную, путем назначения наивысшего приоритета администратором сети, или определена автоматически в процессе выборов.

Резервный мастер (Backup Master) — резервный мастер дублирует основной мастер-коммутатор и в случае его выхода из строя берет на себя функции основного мастера. Резервный мастер-коммутатор следит за состоянием соседних коммутаторов стека, основного мастера-коммутатора и выполняет его команды. Роль резервного мастера может быть назначена коммутатору вручную, путем присвоения ему второго по значению наивысшего приоритета до физического объединения устройств в стек или автоматически во время выборов.

Ведомый (Slave) — ведомыми являются все остальные коммутаторы стека. Ведомые коммутаторы выполняют операции, требуемые основным мастером, следят за состоянием соседних коммутаторов стека и топологией, следуют командам резервного мастера, когда он становится основным. Ведомые коммутаторы принимают участие в процессе выбора нового резервного мастера, в случае если:

• резервный мастер стал основным мастером;
• резервный мастер вышел из строя или удален из стека;
• оба, и основной, и резервный мастер, вышли из строя или удалены из стека.

Выборы основного мастера-коммутатора стека

После того как коммутаторы будут объединены в стек, каждое устройство начнет собирать информацию (такую как приоритет, МАС-адрес) о соседних коммутаторах и сохранять ее во временной базе данных топологии стека (self temp stacking topology database). Далее коммутаторы приступят к выбору основного мастера-коммутатора стека. Основной мастер выбирается путем сравнения приоритетов (по умолчанию приоритет 32) и МАС-адресов коммутаторов стека.

Рис. 26.3. Процесс выбора основного мастера на основании приоритетов

Основным мастером становится коммутатор с наименьшим значением приоритета. Если приоритеты коммутаторов равны, то будет выбран коммутатор с наименьшим значением МАС-адреса.

После выбора основного мастера, начинается процесс выбора резервного мастера из оставшихся устройств стека по аналогичному сценарию.

Как только выбраны основной и резервный мастер, всем коммутаторам стека будут присвоены порядковые номера Box ID. Если в настройках коммутатора параметр Box ID установлен в Auto, основной мастер назначит каждому устройству стека порядковый номер в соответствии с правилами автоматического назначения номеров (основному мастеру в автоматическом режиме присваивается номер 1). Эта информация о топологии будет разослана всем устройствам стека.

Рис. 26.4. Процесс выбора основного мастера на основании МАС-адресов при равном значении приоритетов

Рис. 26.5. Назначение порядковых номеров в автоматическом режиме

Когда значение параметра Box ID установлено в статический режим (STATIC), присвоение порядковых номеров коммутаторам будет осуществляться вручную администратором сети. При этом настройки любого коммутатора с новым, отличным от предыдущего, значением Box ID будут возвращены к заводским настройкам по умолчанию. Если в процессе изучения топологии стека возник конфликт идентификационных номеров коммутаторов, устройства с одинаковыми Box ID переводятся в автономный режим работы. Все порты для стекирования отключаются, и система выдает сообщение о конфликте Box ID.

Следует отметить, что основной мастер-коммутатор и резервный мастер-коммутатор не имеют фиксированных номеров, т.е. основному мастеру может быть присвоен Box ID, отличный от 1.

При работе в смешанном режиме, когда на коммутаторах используется автоматическое и статическое назначение номеров, действует следующее правило:

1. сначала основной мастер собирает информацию о Box ID всех коммутаторов стека;
2. выполняется проверка на наличие конфликтов Box ID;
3. если конфликт не обнаружен, то основной мастер сначала присвоит идентификационные номера устройствам, работающим в статическом режиме, а затем устройствам, работающим в автоматическим режиме.