浅析基于网络设备集群的网络管理的实现

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　摘要：网络设备集群的网络管理方式可以大大提高企业网络运行维护的效率，不管企业网络设备处于任何具体的位置，集群的创建可以使多台网络设备不需要IP地址，从而成倍地节省了企业网络有限的地址空间。

　　随互联网络技术的迅速发展，企业网络的发展规模越来越大，网络设备的数量越来越多，企业网络的扩展使网络的管理变的越来越困难。其设备的数量变得越来越庞大，那么对网络地址的需求将也会变的越来越多。集群的网络管理方式可以很好地解决网络地址问题。集群是可以把一组网络设备看成一个单一实体进行管理，通常情况下，集群中的交换机中有一台被指定为命令交换机，其余称为成员交换机，对集群中各台成员交换机的配置和管理均在角色为命令交换机上进行。

　　一、集群中网络设备的角色

　　命令交换机：企业网络中每个集群设备中必须指定唯一的一台命令交换机，集群的配置和管理均通过此命令交换机来完成，命令交换机要求具备的条件包括需要配置至少一个IP地址、在交换机上运行支持集群的相应软件和运行LLDP协议软件、必须只属于一个集群而不能是其它集群的命令交换机或者成员交换机。

　　成员交换机：集群中的所有交换机，包括命令交换机，都是该集群的成员交换机。不过若非特别指明，我们所说的成员交换机并不包括命令交换机。只有该集群的候选交换机才能加入集群，从而成为成员交换机，成员交换机要求具备如下条件：运行了集群支持软件，运行了LLDP协议软件，不能是其他集群的命令交换机或者成员交换机。

　　候选交换机：可以被命令交换机发现并且还没有加入集群的交换机。候选交换机要求具备如下条件：运行了集群支持软件，运行了LLDP协议软件，不能是任何集群的命令交换机或者成员交换机。使用接口配置模式下的命令来手动配置网络设备端口的所有安全地址。让该端口进行地址的互相学习，这些学习到的地址将自动成为该端口上的安全地址，直到安全地址数达到最大个数。但是，自动互相学习到的安全地址不会自动和IP地址进行绑定，如果在某一个设备端口上，已经设置了绑定IP地址的安全地址，则将不能通过自动学习地址来增加安全地址的个数。可以手工配置一部分安全地址，另外的安全地址可以让交换机自动学习到。

　　二、集群管理的范围

　　集群的管理范围与跳数有关，跳数限定了命令交换机可以发现的候选交换机的范围。直接与命令交换机相连的交换机距前者的跳数为1，其余以此类推。默认情况下，命令交换机可以发现距其3跳范围以内的交换机。VLAN对集群的范围也有影响，为了保证与集群管理相关的帧的正确接收和转发，要求VLAN的划分应能保证在命令交换机、成员交换机和候选交换机之间存在可达的二层通道。如果这些端口中包括Trunk，则要求其本地虚拟局域网须为该虚拟局域网。但若该成员候选交换机已经处于路径的最末端，则对其上联端口的属性无要求。

　　交换机对LLDP的支持也将影响集群的范围，命令交换机借助LLDP协议来发现其他交换机。因此，不支持LLDP的交换机无法被发现，并且与之相连的其它换机也无法被发现，除非它们还连接到其他的支持LLDP的交换机上。如果在交换机上关闭LLDP或者在相关端口上禁用也会导致类似情况的发生。

　　三、配置集群

　　默认情况下集群功能是打开的，在交换机上可以创建集群从而使之成为命令交换机，也可以将其加入一个集群中而成为成员交换机。如果想要关闭集群功能，在特权模式下则：进入全局配置模式，关闭集群功能，回到特权模式，验证配置，最后保存配置。如果交换机是命令交换机，关闭集群功能将删除集群，并且不能成为任何集群的候选交换机;如果是成员交换机，关闭集群功能将使之退出集群，并且不能成为任何集群的候选交换机;如果是候选交换机，关闭集群功能将使之不再能成为任何集群的候选交换机。

　　配置集群先要建立集群。在特权模式下，可以通过以下步骤来建立集群，同时使该交换机成为集群的命令交换机，还可以为其指定一个序号。进入全局配置模式后设置命令交换机的序号。如果集群已经建立，则使用命令更改集群的名称，但不能更改命令交换机的序号。若要删除集群，可以在命令交换机的全局配置模式下执行命令no cluster enable。

　　配置集群发现跳数时，其决定了命令交换机所能发现的候选交换机的范围，在交换机的特权模式下，可以通过以下步骤来配置发现跳数。首先进入全局配置模式设置发现跳数，若要恢复为缺省值，可以在全局配置模式下执行命令no cluster discovery。

　　配置集群timer。为了及时地发现网络中的候选交换机，以及准确掌握成员交换机/候选交换机和命令交换机间的物理连接状况，命令交换机将每隔一段时间进行一次拓扑收集。该时间间隔由集群timer决定，缺省情况下为12秒。在特权模式下，可以通过以下步骤来配置集群time，先进入全局配置模式，再设置时间间隔，时间间隔的范围是1-300，缺省值为12秒。如果要恢复为缺省值，可以在全局配置模式下执行命令no cluster timer。

　　配置集群holdtime。holdtime值即时间值，是命令交换机所收集到的拓扑图以及所发现的候选交换机信息将会被保存一段时间，默认情况下为120秒。交换机的特权配置模式下，可以通过配置集群的holdtime：从特权模式进入全局配置模式后通过cluster holdtime命令进行holdtime时间的设置，时间范围是1-300，默认情况下的值为120秒。配置好后再回到特权模式，通过show cluster验证配置，如果要恢复其为缺省值，可以在交换机的全局配置模式下执行命令no cluster。(备注：以上该命令只能在命令交换机上执行。)

　　四、集群的维护

　　如果要管理整个集群，就需要为命令交换机分配一个IP地址。命令交换机可以拥有多个IP地址，通过其中任何一个地址都可以管理集群。成员交换机不需要IP地址。当它不再从属于任何集群时，必须为其分配合理的IP地址以便进行管理。

　　(1)密码的管理。加入集群的交换机将继承命令交换机特权级别的密码，包括空密码，不管集群交换机以前有没有密码。如果成员交换机以前设置过特权级别的密码，在命令交换机上加入该成员时必须指明该密码，否则将无法加入。(2)认证名的维护。认证名的维护比较重要，除了密码外，成员交换机还将继承命令交换机的只读和读写认证名。假如命令交换机的认证名有多个，那么则继承第一个只读和读写的认证名。当交换机离开集群后，所继承的认证名继续保留。用户通过命令交换机认证名@mN来访问成员交换机，因此，在为集群成员配置Community时不要包含@m字符串。

　　参考文献

　　1、于玥.网络信息管理及其安全[J].计算机光盘软件与应用，2010.

　　2、徐祗祥. 企业网络高级技术[M].北京：科学文献出版社，2008.