思科StackWise技术

本白皮书概括地介绍了思科StackWise技术及其通过连接多个固定配置交换机，创建一个统一的逻辑堆叠交换架构的非凡机制。本文着重介绍思科StackWise技术的下列要害部分：堆叠互联行为；堆叠的创建和改动；第二层和第三层转发；服务质量（QoS）机制。本文的目的是帮助读者了解思科StackWise技术怎样为语音、视频和千兆位以太网应用提供出色的性能。

技术概述

思科StackWise技术可以为统一地利用一组交换机的功能提供一种创新的方法。单个交换机可以智能化地结合到一起，创建一个单一的交换单元，并具有32Gbps的交换堆叠互联。同一堆叠中的所有交换机共享配置和路由信息，从而创建一个单一的交换单元。用户可以在不影响性能的情况下，从一个正在工作的堆叠中添加或者移除交换机。 交换机可以通过非凡的堆叠互联电缆，组织成一个单一的逻辑单元，从而创建一条双向的封闭环路。这条双向环路可以充当它所连接的所有交换机的交换矩阵。

图1 利用StackWise技术建立的Cisco Catalyst 3750系列交换机堆叠

网络拓扑和路由信息通过堆叠互联不断更新。堆叠的所有成员都可以充分地使用堆叠互联带宽。堆叠作为一个单一的单元，由从堆叠成员交换机中选出的一台主交换机负责治理。

堆叠中的每台交换机都能够充当治理层次中的主交换机或者从交换机。从堆叠成员中选出的主交换机将充当堆叠的控制中心。从交换机充当转发处理器。每台交换机都将被指定一个编号。一个堆叠中最多可以连接九台交换机。用户可以在不影响堆叠性能的情况下，在堆叠中添加或者移除交换机。

每个由Cisco Catalyst 3750系列交换机构成的堆叠都拥有一个单一的ip地址，并且作为一个统一的对象进行治理。单一IP治理适用于包括故障检测、虚拟LAN（VLAN）创建和更改、安全和QoS控制等多种活动。每个堆叠只有一个配置文件，它将被分发给堆叠中的各个成员。这让堆叠中的每台交换机都可以共用相同的网络拓扑、介质访问控制（MAC）地址和路由信息。

堆叠互联功能
利用非凡的堆叠互联电缆和堆叠软件，思科StackWise技术最多可以将9台单独的Cisco Catalyst 3750交换机连接到一个统一的逻辑单元中。堆叠相当于一个单一的交换单元，由一个从成员交换机中选出的主交换机治理。主交换机可以自动地创建和升级所有的交换信息和可选的路由表。一个工作中的堆叠可以在不中断服务的情况下，添加新的成员或者移除旧的成员。

双向流
为了有效地平衡流量负载，分组被分配到两条逻辑计数循环路径上。每个计数循环路径都支持16Gbps的流量，总共支持32Gbps。输出队列会计算路径的使用率，以确保流量负载的平衡分配。

无论数据帧在何时可以发送到路径上进行传输，系统都会计算路径的使用率，判定哪条路径拥有最多的带宽。确定之后，整个数据帧就会被复制到这条路径上。系统为流量提供服务的方式取决于它的服务等级（CoS）或者差分服务代码点（DSCP）值。低延时的流量会获得较高的优先级。

假如检测到电缆中存在断点，流量将会立即转到另外一条16Gbps路径上继续转发。

在线添加和移除堆叠中的交换机
用户可以在不影响堆叠性能的情况下，在一个工作中的堆叠中添加或者移除交换机。在添加了一个新的交换机以后，主交换机会自动地利用目前正在使用的Cisco IOS软件镜像和堆叠配置对该单元进行设置。堆叠将会搜集包括交换表在内的各种信息，并在获得新地址之后更新MAC地址。网络治理员不需要对交换机进行任何配置，就可以直接使用该交换机。同样，用户也可以在不对剩余交换机产生影响的情况下，从一个工作中的堆叠中移除交换机。当堆叠发现一系列端口不再可用时，它将在不影响转发或者路由的情况下更新相关信息。

物理菊花链连接
如图2所示，交换机在物理上通过菊花链连接在一起。任何一条电缆发生中断，都将导致堆叠的带宽降低到它的总容量的一半。次秒级定时机制可以检测流量故障，及时地进行故障切换。这种机制可以在定时机制检测到电缆上的互动时重新恢复双路径传输。

图2 思科StackWise技术富有弹性的布线方式