【龍田百科】CSS交換機系統：簡化網絡部署的橫向虛拟化利器
發布時間：2024-02-27
CSS交換機系統（Cluster Switch System），又(yòu)稱爲CSS，是指将兩台支持CSS特性的交換機設備組合在一(yī)起，從邏輯上虛拟成一(yī)台交換設備。CSS是目前廣泛應用的一(yī)種橫向虛拟化技術，具有簡化配置和管理、擴展帶寬和鏈路跨框冗餘備份等作用。
爲什麽需要CSS
傳統的園區網絡采用設備和鏈路冗餘來保證高可靠性，但其鏈路利用率低、網絡維護成本高，CSS技術将兩台交換機虛拟成一(yī)台交換機，達到簡化網絡部署和降低網絡維護工(gōng)作量的目的。CSS具有諸多優勢：
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簡化配置和管理
如下(xià)圖所示，網絡中(zhōng)的兩台設備組成CSS，虛拟成單一(yī)的邏輯設備。簡化後的組網不再需要使用MSTP、VRRP等協議，簡化了網絡配置。CSS後用戶隻需登錄一(yī)台成員(yuán)交換機即可對CSS系統所有成員(yuán)交換機進行統一(yī)配置和管理。
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擴展帶寬和鏈路跨框冗餘備份
如下(xià)圖所示，當網絡規模擴大(dà)，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，将成員(yuán)交換機的多條物(wù)理鏈路配置成一(yī)個聚合組，提高交換機的上行帶寬。另外(wài)，CSS系統下(xià)行交換機通過跨設備鏈路聚合連接至CSS系統，形成設備間備份和鏈路的跨設備冗餘備份，增加可靠性。
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長距離(lí)CSS
長距離(lí)CSS可以将相距較遠的設備連接形成CSS。如下(xià)圖所示，每個樓層的用戶通過樓道交換機接入彙聚交換機，再通過彙聚交換機接入外(wài)部網絡。現将兩棟樓的彙聚交換機連接起來組成CSS，這樣相當于兩棟樓隻有一(yī)個彙聚設備，網絡結構變得更加簡單，從而降低了管理和維護設備的成本。同時每棟樓的用戶有兩條鏈路到達外(wài)部網絡，大(dà)大(dà)增強了可靠性。
長距離(lí)CSS示意圖
CSS和CSS2
交換機集群技術的發展有兩個階段：
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傳統的集群交換機系統（傳統的CSS）
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專指主控闆集群卡集群或業務口集群兩種方式。
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第二代集群交換機系統（CSS2，Cluster Switch System Generation2）
專指交換網闆上通過集群卡方式建立的交換網硬件集群，并且在原有集群技術的基礎上，增加了集群主控1+N備份等技術，S12700支持的即是CSS2。
如何建立CSS
在介紹CSS是如何建立之前，先了解建立過程中(zhōng)用到的相關概念。
1.主交換機、備交換機
CSS中(zhōng)的單台交換機稱爲CSS成員(yuán)交換機，按照功能不同，可以分(fēn)爲兩種角色：
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主交換機
主交換機，即Master，負責管理整個CSS。CSS中(zhōng)隻有一(yī)台主交換機。
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備交換機
備交換機，即Standby，是主交換機的備份交換機。當主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業務。CSS中(zhōng)隻有一(yī)台備交換機。
主交換機和備交換機都參與數據轉發。
2.CSS Link
CSS鏈路，專門用于組建CSS，實現主交換機和備交換機之間數據通信。可以是一(yī)條鏈路，也可以是捆綁在一(yī)起的多條鏈路。
3.CSSID
CSSID，即CSS ID，用來标識成員(yuán)交換機，CSS中(zhōng)成員(yuán)交換機的CSSID是唯一(yī)的。
取值爲1或2，缺省情況下(xià)，交換機的CSSID爲1。相同ID的兩台交換機不能建立CSS，所以在建立CSS前，需要手工(gōng)配置CSS中(zhōng)一(yī)台交換機的CSSID爲2。
4.CSS優先級
CSS優先級，即CSS Priority，是成員(yuán)交換機的一(yī)個屬性，主要用于角色選舉過程中(zhōng)确定成員(yuán)交換機的角色，優先級值越大(dà)表示優先級越高，優先級越高當選爲主交換機的可能性越大(dà)。缺省情況下(xià)，交換機的CSS優先級爲1。
5.CSS的建立過程
兩台交換機使用CSS線纜連接好，分(fēn)别使能CSS功能并完成配置後重啓，CSS系統會自動建立。CSS建立時，成員(yuán)交換機間相互發送CSS競争報文，通過競争，一(yī)台成爲主交換機，負責管理整個CSS系統，另一(yī)台則成爲備交換機。
CSS建立的過程包括分(fēn)爲兩個階段：
1.主交換機的選舉
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最先完成啓動，并進入單框CSS運行狀态的交換機成爲主交換機。
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當兩台交換機同時啓動時，CSS優先級高的交換機成爲主交換機。同時啓動指的是兩台交換機啓動完成時間相差在20秒内。
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當兩台交換機同時啓動，且CSS優先級又(yòu)相同時，MAC地址小(xiǎo)的交換機成爲主交換機。
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當兩台交換機同時啓動，且CSS優先級和MAC地址都相同時，CSSID小(xiǎo)的交換機成爲主交換機。
CSS系統建立後，在控制平面上，主交換機的主用主控闆成爲CSS系統主用主控闆，作爲整個系統的管理主角色。備交換機的主用主控闆成爲CSS系統備用主控闆，作爲系統的管理備角色。主交換機和備交換機的備用主控闆作爲CSS系統候選備用主控闆。如下(xià)圖所示，假設CSS建立後，SwitchA競争爲主交換機。
2.同步軟件版本、配置文件，備份配置文件
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CSS中(zhōng)的備交換機在啓動時，會将主交換機的配置文件同步到本地。 -
CSS正常運行後，用戶所進行的任何配置，都會記錄到主交換機的當前配置文件中(zhōng)，并同步到備交換機。