Тренинг Cisco 200-125 CCNA v3.0. День 39. Стеки и агрегация шасси коммутаторов

Сегодня мы рассмотрим преимущества двух типов агрегирования свитчей: Switch Stacking, или стеки коммутаторов, и Chassis Aggregation, или агрегация шасси свитчей. Это раздел 1.6 экзаменационной тематики ICND2.

При разработке дизайна сети компании вам понадобится предусмотреть размещение коммутаторов доступа Access Switches, к которым подключается множество компьютеров пользователей, и коммутаторов-распределителей Distribution Switches, к которым подключаются эти свитчи доступа.
На схеме изображена модель Cisco для 3-го уровня OSI, где свитчи доступа обозначены буквой А, а свитчи распределения – буквой D. На каждом этаже здания компании у вас могут быть сотни устройств, поэтому нужно будет сделать выбор между двумя способами организации расположения свитчей.

Каждый из свитчей уровня Access имеет по 24 порта, и если вам нужно 100 портов, то это примерно 5 таких свитчей. Поэтому есть 2 способа: увеличивать количество небольших свитчей или использовать один большой свитч с сотней портов. В теме CCNA не рассматриваются модели свитчей на 100 портов, но вы можете достать такой свитч, это вполне возможно. Итак, вы должны принять решение, что именно вам подходит больше – несколько маленьких или один большой свитч.

Каждый из вариантов имеет свои преимущества. Вы можете настроить всего 1 большой свитч вместо настройки нескольких маленьких, но здесь существует и недостаток – всего одна точка подключения к сети. Если такой большой свитч выйдет из строя, то рухнет вся сеть.
С другой стороны, если у вас есть пять 24-х портовых свитчей и один из них сломается, согласитесь, что шанс выхода из строя одного свитча намного больше, чем шанс одновременной поломки всех пяти устройств, так вот 4 остальных свитча будут продолжать обеспечивать существование сети. Недостатком такого решения является необходимость управления пятью разными свитчами.

На нашей схеме показаны 4 свитча доступа, соединенные с двумя свитчами распределения. Согласно 3 уровню модели OSI и требованиям сетевой архитектуры Cisco, каждый из этих 4 свитчей должен быть подсоединен к обоим свитчам распределения. При использовании протокола STP один из 2-х портов каждого Access-свитча, соединенный с Distribution-свитчем, будет заблокирован. Технически вы не сможете использовать полную пропускную способность свитча, потому что одна из двух линий связи всегда отключена.

Обычно все 4 свитча расположены на одном этаже в общей стойке – на фото показаны 8 установленных свитчей. В общей сложности в стойке имеется 192 порта. При этом во-первых, вы должны вручную настроить IP-адреса для каждого их этих свитчей, во-вторых, настроить везде VLAN, и это серьезная «головная боль» сетевого администратора.

Существует вещь, способная облегчить вашу задачу – Switch Stack. В нашем случае эта штука постарается объединить все 8 свитчей в один логический свитч.

При этом один из свитчей будет играть роль Master-свитча, или хозяина стека. Сетевой администратор может подсоединиться к этому свитчу и выполнить все необходимые настройки, которые автоматически распространятся на все свитчи в стеке. После этого все 8 свитчей будут работать как одно устройство.

Cisco использует различные технологии для объединения свитчей в стеки, в данном случае это внешнее устройство носит название «модуль FlexStack». На задней панели свитча имеется порт, куда вставляется этот модуль.

FlexStack имеет два порта, куда вставляются соединительные кабеля: нижний порт первого свитча в стойке соединяется с верхним портом второго, нижний порт второго – с верхним портом третьего и так далее до восьмого свитча, нижний порт которого соединяется с верхним портом первого свитча. Фактически у нас образуется кольцевое соединение свитчей одного стека.

При этом один из свитчей выбирается ведущим (Master), а остальные – ведомыми (Slave). После использования модулей FlexStack все 4 свитча нашей схемы начнут действовать как 1 логический свитч.

Если выйдет из строя Master-свитч А1, все остальные свитчи стека прекратят работу. Но если сломается свитч А3, остальные три свитча продолжат работать как 1 логический свитч.

В первоначальной схеме у нас присутствовало 6 физических устройств, но после организации Switch Stack их стало всего 3: 2 физических и 1 логический свитч. По первому варианту вам пришлось бы настроить 6 разных коммутаторов, что уже достаточно хлопотно, так что можете представить, насколько трудоемок процесс ручной настройки сотни свитчей. После объединения свитчей в стек мы получили один логический коммутатор доступа, который соединен с каждым из свитчей распределения D1 и D2 четырьмя линиями связи, объединенными в EtherChannel. Поскольку мы имеем 3 устройства, для предотвращения образования петель трафика один EtherChannel будет заблокирован по протоколу STP.

Итак, преимуществом стека свитчей является возможность управления одним логическим свитчем вместо нескольких физических устройств, что облегчает процесс настройки сети.
Существует еще одна технология объединения свитчей под названием Chassis Aggregation. Разница между этими технологиями состоит в том, что для организации Switch Stack нужен специальный внешний аппаратный модуль, вставляемый в свитч.

Во втором случае просто происходит объединение нескольких устройств на одном общем шасси, вследствие чего у вас образуется так называемое шасси коммутатора агрегации. На фотографии вы видите шасси для свитчей серии Cisco 6500. Оно объединяет в себе 4 сетевых карты по 24 порта, так что данный агрегат имеет 96 портов.

Если нужно, можно добавить больше интерфейсных модулей – сетевых карт, и все они будут управляться одним модулем — супервизором, представляющим собой «мозг» всего шасси. В данном шасси имеется два модуля супервизоров на случай, если один из них выйдет из строя, что создает некую избыточность, но зато повышает надежность сети. Обычно такие дорогие шасси используются на уровне ядра системы. Это шасси располагает двумя блоками питания, каждый из которых можно запитать от разного источника электропитания, что также повышает надежность работы сети в случае отключения электричества на одной из силовых подстанций.

Вернемся к нашей первоначальной схеме, где между D1 и D2 также имеется EtherChannel. Обычно при организации такого соединения используются Ethernet-порты. При использовании шасси свитчей не нужны никакие внешние модули, для объединения свитчей Ethernet-порты используются напрямую. Вы просто соединяете первый интерфейсный модуль D1 с таким же модулем D2, а второй модуль D1 – со вторым модулем D2, и все работает вместе, образуя один логический свитч распределения Distribution Layer Switch.

Если посмотреть на первый вариант схемы, то для агрегирования 4-х свитчей доступа и свита распределения нужно использовать программу Multi–сhassis EtherChannel, которая организует каналы EtherChannel для каждого свитча доступа. Вы видите, что в данном случае имеет место соединение p2p – «точка-точка», исключающее образование петель трафика, причем в данном случае задействованы все доступные линии связи, и у нас нет уменьшения пропускной способности.

Обычно Chassis Aggregation применяется для высокопроизводительных свитчей, а не для менее мощных свитчей доступа. Архитектура Cisco позволяет одновременное использование обоих решений – и Chassis Aggregation, и Switch Stack.

В этом случае образуется один общий логический свитч распределения и один общий логический свитч доступа. В нашей схеме будет создано 8 каналов EtherChannel, которые будут работать как одна линия связи, то есть как если бы мы соединили один свитч распределения с одним свитчем доступа одним кабелем. При этом «порты» обеих устройств будут находиться в состоянии forwarding, а сама сеть будет работать с максимальной производительностью, используя пропускную способность всех 8-ми каналов.

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Источник: habr.com