學(xué)網(wǎng)絡(luò)必懂的華為CSS堆疊技術(shù)

發(fā)布作者：微思網(wǎng)絡(luò)   發(fā)布時間：2023-12-05   瀏覽量：0次

什么是CSS？

CSS交換機系統(tǒng)CSS（Cluster Switch System），又稱為CSS，是指將兩臺支持CSS特性的交換機設(shè)備組合在一起，從邏輯上虛擬成一臺交換設(shè)備。CSS是目前廣泛應(yīng)用的一種橫向虛擬化技術(shù)，具有簡化配置和管理、擴展帶寬和鏈路跨框冗余備份等作用。

為什么需要CSS？

傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用設(shè)備和鏈路冗余來保證高可靠性，但其鏈路利用率低、網(wǎng)絡(luò)維護成本高，CSS技術(shù)將兩臺交換機虛擬成一臺交換機，達到簡化網(wǎng)絡(luò)部署和降低網(wǎng)絡(luò)維護工作量的目的。CSS具有諸多優(yōu)勢：

• 簡化配置和管理如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)中的兩臺設(shè)備組成CSS，虛擬成單一的邏輯設(shè)備。簡化后的組網(wǎng)不再需要使用MSTP、VRRP等協(xié)議，簡化了網(wǎng)絡(luò)配置。CSS后用戶只需登錄一臺成員交換機即可對CSS系統(tǒng)所有成員交換機進行統(tǒng)一配置和管理。
  簡化組網(wǎng)示意圖
  
  

• 擴展帶寬和鏈路跨框冗余備份如下圖所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大，交換機上行帶寬需求增加時，可以增加新交換機，同時與原交換機組成CSS系統(tǒng)，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。另外，CSS系統(tǒng)下行交換機通過跨設(shè)備鏈路聚合連接至CSS系統(tǒng)，形成設(shè)備間備份和鏈路的跨設(shè)備冗余備份，增加可靠性。

  

  擴展帶寬和鏈路跨框冗余備份示意圖

  
  

• 長距離CSS長距離CSS可以將相距較遠的設(shè)備連接形成CSS。如下圖所示，每個樓層的用戶通過樓道交換機接入?yún)R聚交換機，再通過匯聚交換機接入外部網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)將兩棟樓的匯聚交換機連接起來組成CSS，這樣相當(dāng)于兩棟樓只有一個匯聚設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加簡單，從而降低了管理和維護設(shè)備的成本。同時每棟樓的用戶有兩條鏈路到達外部網(wǎng)絡(luò)，大大增強了可靠性。

  
  長距離CSS示意圖

CSS和CSS2

交換機集群技術(shù)的發(fā)展有兩個階段：

• 傳統(tǒng)的集群交換機系統(tǒng)（傳統(tǒng)的CSS）：專指主控板集群卡集群或業(yè)務(wù)口集群兩種方式。

• 第二代集群交換機系統(tǒng)（CSS2，Cluster Switch System Generation2）：專指交換網(wǎng)板上通過集群卡方式建立的交換網(wǎng)硬件集群，并且在原有集群技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了集群主控1+N備份等技術(shù)，S12700支持的即是CSS2。

華為有哪些設(shè)備支持CSS？

僅華為S系列園區(qū)框式交換機支持CSS。具體哪些設(shè)備可以支持CSS，S系列園區(qū)框式交換機請參考華為交換機。

S系列園區(qū)盒式交換機和CloudEngine數(shù)據(jù)中心交換機支持的相似特性叫堆疊，要想了解更多信息請參考堆疊；NE5000E支持的相似特性叫多框集群，要想了解更多信息請參考多框集群。

如何建立CSS？

在介紹CSS是如何建立之前，先介紹下CSS建立過程中用到的相關(guān)概念。

主交換機、備交換機

CSS中的單臺交換機稱為CSS成員交換機，按照功能不同，可以分為兩種角色：

• 主交換機主交換機，即Master，負責(zé)管理整個CSS。CSS中只有一臺主交換機。

• 備交換機備交換機，即Standby，是主交換機的備份交換機。當(dāng)主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業(yè)務(wù)。CSS中只有一臺備交換機。

主交換機和備交換機都參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

CSS Link

CSS鏈路，專門用于組建CSS，實現(xiàn)主交換機和備交換機之間數(shù)據(jù)通信?？梢允且粭l鏈路，也可以是捆綁在一起的多條鏈路。

CSSID

CSSID，即CSS ID，用來標(biāo)識成員交換機，CSS中成員交換機的CSSID是唯一的。

取值為1或2，缺省情況下，交換機的CSSID為1。相同ID的兩臺交換機不能建立CSS，所以在建立CSS前，需要手工配置CSS中一臺交換機的CSSID為2。

CSS優(yōu)先級

CSS優(yōu)先級，即CSS Priority，是成員交換機的一個屬性，主要用于角色選舉過程中確定成員交換機的角色，優(yōu)先級值越大表示優(yōu)先級越高，優(yōu)先級越高當(dāng)選為主交換機的可能性越大。缺省情況下，交換機的CSS優(yōu)先級為1。

CSS的建立過程

兩臺交換機使用CSS線纜連接好，分別使能CSS功能并完成配置后重啟，CSS系統(tǒng)會自動建立。CSS建立時，成員交換機間相互發(fā)送CSS競爭報文，通過競爭，一臺成為主交換機，負責(zé)管理整個CSS系統(tǒng)，另一臺則成為備交換機。

CSS建立的過程包括分為兩個階段：

1. 主交換機的選舉。主交換機選舉規(guī)則如下：

CSS系統(tǒng)建立后，在控制平面上，主交換機的主用主控板成為CSS系統(tǒng)主用主控板，作為整個系統(tǒng)的管理主角色。備交換機的主用主控板成為CSS系統(tǒng)備用主控板，作為系統(tǒng)的管理備角色。主交換機和備交換機的備用主控板作為CSS系統(tǒng)候選備用主控板。如下圖所示，假設(shè)CSS建立后，SwitchA競爭為主交換機。

CSS角色選舉后效果圖

2、同步軟件版本、配置文件，備份配置文件。CSS具有自動同步系統(tǒng)軟件的功能，待組成CSS的成員交換機不需要具有相同的軟件版本，只需要版本間兼容即可。當(dāng)主交換機選舉結(jié)束后，如果備交換機與主交換機的軟件版本不一致，備交換機會自動從主交換機下載系統(tǒng)軟件，然后使用新的系統(tǒng)軟件重啟，并重新加入CSS。CSS具有嚴(yán)格的配置文件同步機制，來保證CSS中的多臺交換機能夠像一臺設(shè)備一樣在網(wǎng)絡(luò)中工作。

• CSS中的備交換機在啟動時，會將主交換機的配置文件同步到本地。

• CSS正常運行后，用戶所進行的任何配置，都會記錄到主交換機的當(dāng)前配置文件中，并同步到備交換機。

通過實時同步，CSS中的所有交換機均保存相同的配置，即使主交換機出現(xiàn)故障，備交換機仍能夠按照相同的配置執(zhí)行各項功能。在CSS分裂場景下，即使主交換機上的配置未及時保存，CSS分裂后，這些配置不會丟失，CSS系統(tǒng)會變成兩臺擁有相同配置的單框CSS系統(tǒng)（如果有交換機重啟，則該臺交換機上未保存的配置會丟失）交換機從非CSS狀態(tài)進入CSS狀態(tài)后，會自動將原有的非CSS狀態(tài)下的配置文件加上.bak的擴展名進行備份，以便去使能CSS功能后，恢復(fù)原有配置。例如，原配置文件擴展名為.cfg，則備份配置文件擴展名為.cfg.bak。去使能交換機CSS功能時，用戶如果希望恢復(fù)交換機的原有配置，可以更改備份配置文件名并指定其為下一次啟動的配置文件，然后重新啟動交換機，恢復(fù)原有配置。