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1、堆叠技术简介

       堆叠技术（Switch Stack），简单来讲就是将几台物理设备通过堆叠线连接起来，并进行相关配置从而使其形成一台逻辑设备，实现单一IP管理，可以简化管理、大大扩展设备性能、实现负载均衡和冗余（详细技术细节请查看配置手册）。不同系列的交换机的堆叠技术有细微差别，如我们这里2960S系列交换机使用的堆叠技术是 Cisco FlexStacks，这个堆叠技术只适用于运行LAN base镜像的2960S系列交换机。

下面简单介绍几个堆叠中的重要概念：

1）、堆叠组成员角色（Role）

      堆叠组里的成员只有两种角色 Master（主交换机）或 Member（成员交换机机或从交换机），单台交换机默认均为Master，堆叠组中只有一台会被选举为Master，其它堆叠成员都会成为Member，主交换机保存的开机配置和运行配置就是整个堆叠组的配置，成员交换机的配置和主交换机的配置相同，每个成员交换机也会备份一份主交换机的配置。

2）、堆叠组成员编号（stack member number）

       堆叠组中每个成员由一个成员编号唯一识别，堆叠完成后会自动给每个成员交换机分配一个互不相同的成员编号（一般会从最小的可用数字开始分配）。

3）、堆叠组成员优先级（stack member priority value）

       堆叠过程中，成员优先级是交换机选举Master时的一个重要参数，优先级越高的成员交换机越容易被选举为Master，一般默认成员优先级均为1，优先级值可以取1-15。

2、堆叠Master的选举原则（很重要）

       堆叠交换机自动选举Master时，会依次根据以下因素选举和重新选举Master（即上一个条件不符合时，会根据下一个条件来选举Master）：

       1)、已经是Master的交换机仍会被选举为Master

       2)、有最高成员优先级的交换机会被选为Master

       3)、已经有配置文件（人工配置的而非默认配置）的交换机会被选为Master

       4)、MAC地址最小的交换机会被选为Master

       一般情况下，主交换机（Master）一直保持作为主交换机的优先权，除非发生以下情况：

       1）、整个堆叠被重置。

       2）、主交换机被移除、重置、宕机或断电。

       3）、堆叠组新增了已开机的成员交换机或交换机堆叠（此时会重新选举Master，主交换机角色可能发生变化）。

3、专用堆叠模块

       要实现交换机堆叠，就要用专用的堆叠模块，所有加入堆叠的交换机都需要添加一个堆叠模块，即堆叠几台交换机就需要几个堆叠模块。注意堆叠模块必须跟当前交换机型号匹配，不能跟其它型号或厂商的混用，即专用。交换机本机默认没有预装堆叠模块，如果要堆叠，则要额外添加专用的堆叠模块和堆叠线缆，如下图为 C2960S 交换机的专用堆叠模块，每个模块上有两个堆叠口，即下图所示的 stack1 和 stack2 口，用来插堆叠线缆。

       支持堆叠的交换机一般后边会预留堆叠模块插槽，如下图中3台WS-C2960S-TD-L可堆叠交换机，其最左边即为堆叠模块插槽，出厂时默认没有装堆叠模块，如图中第三台交换机即为默认的状态，插槽里没有堆叠模块；打开插槽盖后如图中第一台交换机所示。图中第二台交换机则为插入堆叠模块后的样子，明显多了两个堆叠口，应该容易区分。

       使用堆叠模块时，只需用螺丝刀将堆叠模块插槽盖拧开，再将堆叠模块插进去拧上就OK了，如下图所示。

4、专用堆叠线

       堆叠交换机之间要通过堆叠模块上的堆叠口用专用的堆叠线缆来进行连接，堆叠线采用专用的接口，跟堆叠模块上的插口匹配，因此不能用其它线缆替代，也不能用型号不匹配的堆叠线缆。思科的堆叠线大概长下图这个样子，一般提供的规格有两种50cm或3m，下图中即为50cm的堆叠线。

       一个堆叠模块有两个堆叠口，这是为了将堆叠交换机两两互连，实现冗余，当然只用一个也是可以的，不过一般采用两两互连，可以使交换机可靠性更高。至于堆叠线的用量，如果要实现堆叠交换机两两互连，则一般2台堆叠要用2根堆叠线，3台要用三根堆叠线，4台要用4根堆叠线；如果不要求冗余，只要将各台堆叠交换机级通过堆叠口级联即可，则2台堆叠需一根堆叠线，3台堆叠需2根堆叠线，4台堆叠需3根堆叠线。

       如下图即为3台交换机堆叠，交换机间通过堆叠线缆，两两互连，一般堆叠交换机互连时堆叠线的规范连法是交叉连接并形成环型连接，即任意一条连接两台交换机的堆叠线缆两端都连在不同编号的堆叠口上，最后一台交换机再连回第一台交换机，如下图中第一台交换机的1号堆叠口连到第二台交换机的2号堆叠口，2号交换机的1号堆叠口连到第三台交换机的2号堆叠口，第三台交换机的1号堆叠口则连到第一台交换机的2号堆叠口。

5、Cisco 2960S系列交换机

       本篇文档使用 WS-C2960S-TD- L型号交换机为例进行讲解，它是 C2960S系列产品的其中一款企业级交换机，可以用作接入或汇聚，一般提供24/48个千兆以太网端口和2个万兆上行光口，并提供堆叠功能。这里我们主要简单了解一下它的构成，至于其它细节特性还请查阅相关技术文档。

       如下图所示为交换机的正面图，最左边为一些系统指示灯，然后是48个千兆以太网口，右边下方为两个万兆上连口，可以通过光纤上连，上方为两个Console口，笔记本可以通过Console线连到这个接口来访问交换机命令行。

       接下来是交换机级的背面图，从左到右依次是堆叠模块插槽，风扇通风口，电源模块，电源线插槽。

1、堆叠准备

       先把需要的交换机、电源线、堆叠模块和堆叠线缆准备好，并且将堆叠模块分别装进每个交换机对应的堆叠插槽中。

       再把交换机都装到机柜指定位置，给各堆叠交换机插上电源线供电。堆叠线先不要插，因为一旦用堆叠线互连后，交换机就会开始自动选举Master，自动选举不一定会按你预期的方式进行，你准备好的主交换机不一定会被选举为Master。所以为了使堆叠过程可控，我们还是先修改一些堆叠参数后，再连接堆叠线缆。

       交换机正常启动后，由指示灯可以看到，没有互相连接的3台交换机现在均为独立的Master（Master灯都亮着），我们准备将最上边一台作为主交换机。

注：堆叠组各成员交换机必须保持有相同的硬件型号和IOS系统主版本，否则无法进行堆叠。

注：24口交换机和48口交换机是可以一起堆叠的，只要型号一样就可以，端口数量只是规格问题，不代表硬件型号。

注：如果其它交换机不需要修改配置，可以只给主交换机先供电开机。

2、预配置

       使用Console线连接到交换机，用笔记本对准备作主交换机（Master）的那台交换机进行基础配置，如果有旧的不需要的配置，可以先清空已有配置，然后再根据需要配置设备名称、管理IP、Telnet、登录认证、VLAN、聚合口等信息，然后保存。

       清除交换机配置（特权模式）：

       Switch#erase startup-config

       清除VLAN数据库（VLAN信息不放在配置文件中）（特权模式）：

       Switch#delete vlan.dat

       重启交换机（特权模式）：

       Switch#reload

       按照上述步骤清除主交换机配置后，再对其进行一些基本配置即可。其它成员交换机如果有旧的配置，使用命令 erase startup-configuration 清空已有配置即可。也可以不手动清空，交换机堆叠时会自动选举好Master，然后只会保留Master的配置，而其它从交换机的配置会被自动清空，然后主交换机上的配置信息会同步到每台从交换机上，当然前提是确保准备好的那台主交换机会被自动选为Master，否则你准备好的那台主交换机配置就可能被清空。

       这里我们打算用最上边一台交换机作主交换机，所以先在这台交换机上做好需要的配置，然后把从交换机上的配置清空。

3、成员编号

       一般交换机堆叠完成后会自动给每个从交换机随机编号，但是为了管理方便，防止堆叠后分不清哪台是是哪台，我们最好事先手工给各个从交换机进行编号，从交换机默认编号均为1，一般按照交换机位置依次从小到大进行重新编号，当然编号也可随意，为了管理和维护方便还是建议按顺序编号，相关命令如下：

       查看交换机成员编号（特权模式）：

       Switch#show switch

       给成员交换机重编号（全局配置模式）：

       Switch(config)#switch <old-member-number> renumber <new-member-number>

       这里我们用Console线依次连到个成员交换机上，给三台交换机从上到下依次编号为1、2、3，配置如下图所示（之前已经堆过了，所以编号本来就是1、2、3，这里只是演示一下），如果不知道交换机原来的成员编号，可以先在特权模式下使用命令 show switch 查看。

注：不同交换机成员编号不能相同，不能分配已经被占用的成员编号。

注：成员编号在成员交换机重启后才会生效（重启前要保存相关配置）。

注：为了方便，配置成员编号这一步可以省略，让交换机堆叠时自行分配。

4、优先级配置

       交换机的优先级数越高，它越可能被选举成为堆叠主交换机，交换机默认的优先级数均为1为了确保事先准备的主交换机成为Master，需要手工调整堆叠设备成员优先级，我们可以给准备好的主交换机配置一个较高的优先级，其它成员交换机依次配置递减的优先级，这样就可以保证准备好的主交换机成为Master。

       设置堆叠交换机成员优先级（全局配置模式）：

       Switch(config)#switch <stack-member-number> priority <value>

       这里我给交换机从上到下依次配置成员优先级为12、8、6，配置如下图所示。

注：优先级配置不会影响当前堆叠，在下一次需要重新选举Master时才会起作用。

注：为了方便，可以直接将主交换机优先级设为最大，如果考虑可能的变动可以选择一个中间的优先级值，它交换机不必重新配置优先级。

5、保存配置

       给3台交换机都做好预配置后，记得都保存相应配置，否则重启后会丢失。保存配置可以在特权模式下使用以下命令：

       Switch#write或copy running-config startup-config      

6、堆叠

       先将准备作从交换机的成员断电（下边两台），主交换机（上边第一台）继续保持开机状态，然后将各交换机间的堆叠线缆插好。最后堆叠线缆都插好后，再给两台从交换机重新上电，如下图所示：

       这样毫无疑问已经提前上电的最上边第一台交换机本来就是Master（独立的交换机本身就是一个Master），现在加入两台未供电堆叠成员后，仍会继续保留Master身份（请参考堆叠Master选举原则），而两台刚供电的交换机启动后会自动成为从交换机，如下图为下边两台从交换机在启动。

       启动之后（启动较慢，大概需要5分钟），可以由指示灯看到，只有上边的一台交换机Master指示灯亮着，如下图所示，那么堆叠就按我们的预想顺利完成了，第一台交换机成功被选举为主交换机（Master），下边两台均已成为从交换机（Member）。

注：理论上只要断电后加入堆叠，就不会成为Master，也就是说第一台交换机一直是开机的，所以加入两台未供电交换机后，毫无疑问第一台仍会会继续保持其Master地位，所以我们之前是没必要配置优先级的？不是这样的，配置优先级虽然现在没用，但是如果以后发生故障堆叠整体断电或重启后，需要进行重新选举Master时，Master就会根据优先级选成准备好的那台主交换机，这样可以保证堆叠成员角色不会因意外断电发生变化。

7、堆叠配置验证

       通过毕笔记本连接堆叠组中任一台交换机（堆叠后每台交换机的配置都与主交换机的配置相同）的Console口，进入命令行界面，使用 show switch detail 即可看到当前的堆叠情况，如下图所示，1号为Master，2、3号均为Member，三台交换机状态均为 ready 就表示已成功加入堆叠组，下边可以看到三台交换机的堆叠端口状态也是正常的，基本上堆叠就成功了。

       然后使用命令 show run 查看配置情况，由下图中的三条信息可以看到配置文件中已经建立了三台交换机的堆叠配置信息。

       然后由下图的端口配置信息，可以看到三台交换机端口号依次命名为g1/0/1--g1/0/48，g2/0/1--g2/0/48，g3/0/1--g3/0/48，前边的编号即为相应交换机的成员编号，对某台交换机指定端口编号进行配置时就要按照这里的端口编号选择进行配置。此外可以发现主交换机（1）的端口配置保留下来了，其余两台从交换机的端口信息已经被清空。

       堆叠后的交换机访问方式与访问普通交换机的方式一样，具体访问方法就不详细说明了，只是其多个成员可以作为一个逻辑整体来进行统一管理，只需要配置一个管理IP就可以访问整个堆叠，访问方式主要有以下三种：

      1）、通过连接堆叠组中的任一台交换机Console口，进入命令行界面进行操作和管理。

      2）、通过Telnet远程登录进行管理。

      3）、通过Web页面访问。

1、查看堆叠交换机成员汇总信息

       堆叠好后，可以登录任一台交换机使用以下命令方便地查看各堆叠成员的堆叠状态信息，如下图所示一次表示成员编号（Switch）、成员角色（Role，Master表示主交换机，Member表示成员交换机）、Mac地址、成员优先级（Priority）、堆叠版本（Version）、堆叠成员当前状态（Ready表示已加入堆叠，Removed表示移除，如果成员版本不匹配也会在这里提示）。命令如下：

       Switch#show swtich    （特权模式）

2、查看堆叠端口状态信息

       检查堆叠端口状态时，使用以下命令，就可以看到每台交换机堆叠模块上的堆叠端口状态是否正常，如下图所示，Port1和Port2分别对应堆叠模块上地 Stack1 和 Stack2，OK即表示堆叠线缆正常连接并且堆叠模块工作正常，如果堆叠线缆移除或堆叠模块异常，则端口状态应该显示是不OK的（忘了具体显示什么来着）。命令如下：

       Switch#show swtich stack-ports    （特权模式）

3、查看堆叠线缆传输速率信息

       如果你想查堆叠交换机之间线路传输速率，可以使用以下命令，同时也可以看到堆叠线路配置情况以及使用的堆叠线路协议，如下图所示，显示堆叠线路速率为10G，线路配置为FULL，即线缆连接采用冗余方式，线路协议为FlexStack协议，是2960S系列交换机专用的堆叠协议。命令如下：                                     Switch#show switch stack-ring speed         （特权模式）

4、查看交换机成员详细信息

       你也可以使用以下命令查看更详细的信息，同时涵盖了各成员堆叠状态信息和堆叠端口状态信息，如下图所示。

       Switch#show switch detail          （特权模式）

5、查看堆叠管理和调试信息

       如果你想查看更更详细的堆叠信息及相关调试信息，可以使用下边这条命令，如下图所示（不是全部），里边有很多信息，大家有兴趣可以自己去研究一下。

       Switch#show platform stack manager all

6、重启堆叠

       如果你对现有堆叠成员角色分配不满意，希望重新根据你设置好的参数选举 Master，你可以直接使用重启命令，这样所有堆叠组成员会重新启动并选举新的 Master（选举Master原则参考第一部分简介），选举好后其它交换机自动成为Member。重启命令就是普通交换机的重启命令，如下：

       Switch#reload       （特权模式下）

注：在堆叠组中使用重启命令会导致所有堆叠组成员重启，如无特殊需求，请慎用。

7、重启成员交换机

       如果你对堆叠组中的从交换机配置了新的堆叠参数如改变成员编号和优先级（重启后才会生效），或者想重新选举Master，则可使用以下命令指定重启堆叠组中的某一台成员交换机或者Master，相对上一种方式，这种显然更稳妥一些。

       Switch#reload slot <stack-member-number>

注：如果使用 reload slot X 重启了从交换机，不会影响堆叠组其它成员，原来主交换机的Master身份保持不变，即便这台从交换机优先级更高重启后也还是会成为从交换机（参见第一部分简介Master选举原则）。

注：如果使用 reload slot X 重启了主交换机，堆叠中的其他从交换机会自动重新选举出一台交换机成为主交换机，原主交换机重启完毕后变为从交换机，但交换机编号保持不变。

8、添加新的堆叠成员交换机

1）、将一台未供电的交换机加入堆叠，不会影响现有堆叠中的其他交换机（不会导致业务中断）。即先插好堆叠线缆，将新成员连接到现有堆叠交换机上，然后供电，新增的交换机开机后会自动成为堆叠组的成员交换机，而原来堆叠成员角色不会发生变化（亲测）。

2）、将一台已供电的交换机加入堆叠，会导致交换机重新选举Master（选举Master原则参考第一部分简介），重新选举的主交换机将使用它原有的配置来担任主交换机角色，其它所有交换机会自动重启（会导致业务中断），重启之后成为成员交换机。即如果先给新成员供电，然后再用堆叠线将其连接到现有堆叠交换机上，会导致原来堆叠成员角色发生变化（亲测）。

注：所以一般建议添加新成员时还是以未供电状态加入，即先插好堆叠线缆后上电，防止业务中断。

9、移除堆叠中的成员交换机

1）、如果要移除现有堆叠组中的成员交换机，可以直接将其上堆叠线缆拔掉或者直接断电（两种方式都测试过基本没影响），不过一般建议先断电后拔堆叠线缆防止影响现有堆叠（官方建议），然后再移除交换机，移除从交换机不会影响堆叠组其他成员正常工作，也不会导致堆叠成员角色发生变化。

2）、如果要移除现有堆叠组中的主交换机，也是先断电后移除堆叠线，移除了主交换机后，其它交换机会自动选举出新的Master，然后使用其保存的配置文件运行。经测试发现，这种情况下移除主交换机后其它从交换机会选举出新的Master，但是其它从交换机并不会自动重启，理论上应该会重启，具体原因还在研究中。

10、删除堆叠成员配置

       当你移除堆叠组中的一台成员交换机后，会发现它的堆叠配置信息还保存在堆叠组中，如果有需要可以在全局配置模式下使用以下命令删除对应成员的堆叠配置信息，如果不删除也不影响正常工作，只是配置信息内容会多点。

       Switch(config)#no switch <stack-member-number> provision      

1、总结一下C2960S交换机简易堆叠流程

     1)、准备好要堆叠的交换机、堆叠模块和堆叠线缆及电源线。

     2)、对准备好的主交换机上电开机，并进行预配置（基本配置，优先级足够大，成员编号最好为1，其它可选）并保存，从交换机（成员交换机）不需要上电开机和配置。

     3)、连接好堆叠线缆（交叉连接），主交换机保持开机，给未供电交换机依次供电开机，已开机的交换机会继续保持主交换机（Master）角色。

     4)、等待其余交换机开机完成，会自动变成成员交换机（Member），堆叠就基本上完成了，可通过指示灯检验主从角色，Master灯亮的即为Master，Master灯不亮均为从交换机。

     5）、最后通过配置检查堆叠情况。

2、关键命令

给成员交换机重编号（全局配置模式）：

Switch(config)#switch <old-member-number> renumber <new-member-number>

设置堆叠交换机成员优先级（全局配置模式）：

Switch(config)#switch <stack-member-number> priority <value>

查看堆叠成员简要状态信息（特权模式）：

Switch#show swtich   

查看堆叠端口状态信息（特权模式）：

Switch#show swtich stack-ports   

查看堆叠线缆传输速率（特权模式）：

Switch#show swtich stack-ring speed   

查看堆叠成员详细状态信息（特权模式）：

Switch#show swtich detail  

重启指定堆叠成员交换机（特权模式）：

Switch#reload slot <stack-member-number>

删除指定堆叠成员配置信息（全局配置模式）：

Switch(config)#no switch <stack-member-number> provision

保存配置（特权模式）：

Switch#write或copy running-config startup-config

清除配置（特权模式）：

Switch#erase startup-config

3、教程中的堆叠流程并不唯一，可根据实际情况和需求进行调整，只要遵照Master选举原则保证堆叠可控就可。