交换机堆叠技术

交换机堆叠（Stacking）是将多台同型号交换机通过专用堆叠链路 / 业务端口连接，虚拟化为一台 “逻辑交换机” 的技术。核心价值是提升端口密度、实现设备冗余、简化网络管理，避免单设备故障导致的业务中断，广泛用于企业园区网汇聚层、核心层及数据中心接入层。

一、交换机堆叠核心原理

堆叠本质是 “控制平面统一、数据平面分布式转发、成员设备协同工作”，关键原理拆解为 4 个核心模块：

1. 核心定义与价值

• 定义：多台物理交换机（“成员设备”）通过堆叠协议同步配置、选举主备控制节点，对外呈现为 “单台逻辑设备”，用户仅需管理 “逻辑设备” 即可实现多设备统一运维。
• 核心价值：
  • 端口密度扩展：如 4 台 24 口交换机堆叠后，逻辑上变为 96 口交换机（扣除堆叠链路占用端口），满足高端口需求；
  • 设备冗余：堆叠组内有 “主设备（Master）” 和 “备设备（Standby）”，主设备故障时，备设备毫秒级接管，业务无感知；
  • 简化管理：无需逐台配置，仅需对堆叠组下发一次配置，减少运维工作量；
  • 流量优化：成员设备通过 “堆叠链路” 实现跨设备流量本地转发，避免绕行核心层，降低延迟。

2. 控制平面：统一管控与主备选举

控制平面是堆叠 “大脑”，负责配置同步、故障检测与主备切换：

• 主备角色选举：堆叠组上电时，所有成员通过 “堆叠协议” 选举 1 台主设备、1 台备设备，其余为 “从设备（Slave）”：
  • 选举依据：优先级（用户配置，数值越高越优先）→ 设备 MAC 地址（优先级相同时，MAC 越小越优先）→ 启动时间（MAC 相同时，先启动者优先）；
  • 主设备职责：负责配置管理、路由计算、ARP 表维护、业务决策；
  • 备设备职责：实时同步主设备的配置、路由表、会话表（“热备份”），主设备故障时立即接管。
• 配置同步机制：主设备生成统一配置后，通过堆叠协议自动同步到备设备和从设备，确保所有成员配置一致；用户修改配置仅需操作主设备。

3. 数据平面