探析基于網絡設備集群的網絡管理的實現
論文關鍵詞：集群 交換機 網絡設備 網絡
論文摘要：網絡設備集群的網絡管理方式可以大大提高企業網絡運行維護的效率，不管企業網絡設備處于任何具體的位置，集群的創建可以使多臺網絡設備不需要IP地址，從而成倍地節省了企業網絡有限的地址空間。
隨互聯網絡技術的迅速發展，企業網絡的發展規模越來越大，網絡設備的數量越來越多，企業網絡的擴展使網絡的管理變的越來越困難。其設備的數量變得越來越龐大，那么對網絡地址的需求將也會變的越來越多。集群的網絡管理方式可以很好地解決網絡地址問題。集群是可以把一組網絡設備看成一個單一實體進行管理，通常情況下，集群中的交換機中有一臺被指定為命令交換機，其余稱為成員交換機，對集群中各臺成員交換機的配置和管理均在角色為命令交換機上進行。
一、集群中網絡設備的角色
命令交換機：企業網絡中每個集群設備中必須指定唯一的一臺命令交換機，集群的配置和管理均通過此命令交換機來完成，命令交換機要求具備的條件包括需要配置至少一個IP地址、在交換機上運行支持集群的相應軟件和運行LLDP協議軟件、必須只屬于一個集群而不能是其它集群的命令交換機或者成員交換機。
成員交換機：集群中的所有交換機，包括命令交換機，都是該集群的成員交換機。不過若非特別指明，我們所說的成員交換機并不包括命令交換機。只有該集群的候選交換機才能加入集群，從而成為成員交換機，成員交換機要求具備如下條件：運行了集群支持軟件，運行了LLDP協議軟件，不能是其他集群的命令交換機或者成員交換機。
候選交換機：可以被命令交換機發現并且還沒有加入集群的交換機。候選交換機要求具備如下條件：運行了集群支持軟件，運行了LLDP協議軟件，不能是任何集群的命令交換機或者成員交換機。使用接口配置模式下的命令來手動配置網絡設備端口的所有安全地址。讓該端口進行地址的互相學習，這些學習到的地址將自動成為該端口上的安全地址，直到安全地址數達到最大個數。但是，自動互相學習到的安全地址不會自動和IP地址進行綁定，如果在某一個設備端口上，已經設置了綁定IP地址的安全地址，則將不能通過自動學習地址來增加安全地址的個數。可以手工配置一部分安全地址，另外的安全地址可以讓交換機自動學習到。
二、集群管理的范圍
集群的管理范圍與跳數有關，跳數限定了命令交換機可以發現的候選交換機的范圍。直接與命令交換機相連的交換機距前者的跳數為1，其余以此類推。默認情況下，命令交換機可以發現距其3跳范圍以內的交換機。VLAN對集群的范圍也有影響，為了保證與集群管理相關的幀的正確接收和轉發，要求VLAN的劃分應能保證在命令交換機、成員交換機和候選交換機之間存在可達的二層通道。如果這些端口中包括Trunk，則要求其本地虛擬局域網須為該虛擬局域網。但若該成員候選交換機已經處于路徑的最末端，則對其上聯端口的屬性無要求。
交換機對LLDP的支持也將影響集群的范圍，命令交換機借助LLDP協議來發現其他交換機。因此，不支持LLDP的交換機無法被發現，并且與之相連的其它換機也無法被發現，除非它們還連接到其他的支持LLDP的交換機上。如果在交換機上關閉LLDP或者在相關端口上禁用也會導致類似情況的發生。
三、配置集群
默認情況下集群功能是打開的，在交換機上可以創建集群從而使之成為命令交換機，也可以將其加入一個集群中而成為成員交換機。如果想要關閉集群功能，在特權模式下則：進入全局配置模式，關閉集群功能，回到特權模式，驗證配置，最后保存配置。如果交換機是命令交換機，關閉集群功能將刪除集群，并且不能成為任何集群的候選交換機；如果是成員交換機，關閉集群功能將使之退出集群，并且不能成為任何集群的候選交換機；如果是候選交換機，關閉集群功能將使之不再能成為任何集群的候選交換機。
配置集群先要建立集群。在特權模式下，可以通過以下步驟來建立集群，同時使該交換機成為集群的命令交換機，還可以為其指定一個序號。進入全局配置模式后設置命令交換機的序號。如果集群已經建立，則使用命令更改集群的名稱，但不能更改命令交換機的序號。若要刪除集群，可以在命令交換機的全局配置模式下執行命令no cluster enable。
配置集群發現跳數時，其決定了命令交換機所能發現的候選交換機的范圍，在交換機的特權模式下，可以通過以下步驟來配置發現跳數。首先進入全局配置模式設置發現跳數，若要恢復為缺省值，可以在全局配置模式下執行命令no cluster discovery。
配置集群timer。為了及時地發現網絡中的候選交換機，以及準確掌握成員交換機/候選交換機和命令交換機間的連接狀況，命令交換機將每隔一段時間進行一次拓撲收集。該時間間隔由集群timer決定，缺省情況下為12秒。在特權模式下，可以通過以下步驟來配置集群time，先進入全局配置模式，再設置時間間隔，時間間隔的范圍是1-300，缺省值為12秒。如果要恢復為缺省值，可以在全局配置模式下執行命令no cluster timer。
配置集群holdtime。holdtime值即時間值，是命令交換機所收集到的拓撲圖以及所發現的候選交換機信息將會被保存一段時間，默認情況下為120秒。交換機的特權配置模式下，可以通過配置集群的holdtime：從特權模式進入全局配置模式后通過cluster holdtime命令進行holdtime時間的設置，時間范圍是1-300，默認情況下的值為120秒。配置好后再回到特權模式，通過show cluster驗證配置，如果要恢復其為缺省值，可以在交換機的全局配置模式下執行命令no cluster。（備注：以上該命令只能在命令交換機上執行。）
四、集群的維護
如果要管理整個集群，就需要為命令交換機分配一個IP地址。命令交換機可以擁有多個IP地址，通過其中任何一個地址都可以管理集群。成員交換機不需要IP地址。當它不再從屬于任何集群時，必須為其分配合理的IP地址以便進行管理。
（1）密碼的管理。加入集群的交換機將繼承命令交換機特權級別的密碼，包括空密碼，不管集群交換機以前有沒有密碼。如果成員交換機以前設置過特權級別的密碼，在命令交換機上加入該成員時必須指明該密碼，否則將無法加入。（2）認證名的維護。認證名的維護比較重要，除了密碼外，成員交換機還將繼承命令交換機的只讀和讀寫認證名。假如命令交換機的認證名有多個，那么則繼承第一個只讀和讀寫的認證名。當交換機離開集群后，所繼承的認證名繼續保留。用戶通過命令交換機認證名@mN來訪問成員交換機，因此，在為集群成員配置Community時不要包含@m字符串。
參考文獻
1、于玥．網絡信息管理及其安全[J]．光盤軟件與應用，2010.
2、徐祗祥. 企業網絡高級技術[M].北京：科學文獻出版社，2008.
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