Heute werden wir uns die Vorteile von zwei Arten der Switch-Aggregation ansehen: Switch Stacking oder Switch-Stacks und Chassis Aggregation oder Switch-Chassis-Aggregation. Dies ist Abschnitt 1.6 des ICND2-Prüfungsthemas.
Bei der Entwicklung eines Unternehmensnetzwerkdesigns müssen Sie die Platzierung von Access Switches, an die viele Benutzercomputer angeschlossen werden, und Distribution Switches, an die diese Access Switches angeschlossen werden, vorsehen.
Das Diagramm zeigt Ciscos Modell für OSI Layer 3, mit Zugangs-Switches mit der Bezeichnung A und Verteilungs-Switches mit der Bezeichnung D. Sie könnten Hunderte von Geräten auf jeder Etage Ihres Firmengebäudes haben, daher müssen Sie zwischen zwei Möglichkeiten zur Organisation Ihrer Switches wählen.
Jeder der Access-Level-Switches verfügt über 24 Ports. Wenn Sie 100 Ports benötigen, sind das etwa 5 solcher Switches. Daher gibt es zwei Möglichkeiten: Erhöhen Sie die Anzahl kleiner Switches oder verwenden Sie einen großen Switch mit Hunderten von Ports. Im CCNA-Thema werden keine Switch-Modelle mit 2 Ports besprochen, aber es ist durchaus möglich, dass Sie einen solchen Switch bekommen. Sie müssen also entscheiden, was am besten zu Ihnen passt – mehrere kleine Schalter oder ein großer Schalter.
Jede Option hat ihre eigenen Vorteile. Sie können nur einen großen Switch konfigurieren, anstatt mehrere kleine einzurichten. Allerdings gibt es auch einen Nachteil: Es gibt nur einen Verbindungspunkt zum Netzwerk. Fällt ein so großer Switch aus, bricht das gesamte Netzwerk zusammen.
Wenn Sie hingegen über fünf 24-Port-Switches verfügen und einer davon kaputt geht, stimmen Sie zu, dass die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls eines Switches viel größer ist als die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls aller fünf Geräte, sodass dies bei den vier verbleibenden Switches der Fall sein wird weiterhin den Bestand des Netzwerkes sicherstellen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass fünf verschiedene Switches verwaltet werden müssen.
Unser Diagramm zeigt 4 Zugangsschalter, die mit zwei Verteilungsschaltern verbunden sind. Gemäß Schicht 3 des OSI-Modells und den Anforderungen der Cisco-Netzwerkarchitektur muss jeder dieser 4 Switches mit beiden Verteilungsswitches verbunden sein. Bei Verwendung des STP-Protokolls wird einer der beiden Ports jedes mit dem Distribution-Switch verbundenen Access-Switches blockiert. Technisch gesehen können Sie nicht die volle Bandbreite des Switches nutzen, da immer eine der beiden Kommunikationsleitungen ausfällt.
Normalerweise befinden sich alle 4 Switches auf derselben Etage in einem gemeinsamen Rack – das Foto zeigt 8 installierte Switches. Insgesamt sind 192 Ports im Rack vorhanden. In diesem Fall müssen Sie erstens die IP-Adressen für jeden dieser Switches manuell konfigurieren und zweitens überall VLANs konfigurieren, was dem Netzwerkadministrator große Kopfschmerzen bereitet.
Es gibt etwas, das Ihnen die Aufgabe erleichtern kann – den Stack wechseln. In unserem Fall wird dieses Ding versuchen, alle 8 Schalter in einem logischen Schalter zu kombinieren.
In diesem Fall übernimmt einer der Switches die Rolle eines Master-Switches oder Stack-Masters. Der Netzwerkadministrator kann sich mit diesem Switch verbinden und alle notwendigen Einstellungen vornehmen, die automatisch für alle Switches im Stack gelten. Danach funktionieren alle 8 Schalter als ein Gerät.
Cisco nutzt verschiedene Technologien, um Switches zu Stacks zusammenzufassen, in diesem Fall wird dieses externe Gerät als „FlexStack-Modul“ bezeichnet. Auf der Rückseite des Switches befindet sich ein Anschluss, in den dieses Modul eingesetzt wird.
FlexStack verfügt über zwei Ports, in die Verbindungskabel eingeführt werden: Der untere Port des ersten Switches im Rack wird mit dem oberen Port des zweiten verbunden, der untere Port des zweiten wird mit dem oberen Port des dritten verbunden und so weiter bis zum achten Switch, dessen unterer Port mit dem oberen Port des ersten Switch verbunden ist. Tatsächlich bilden wir eine Ringverbindung von Switches eines Stapels.
In diesem Fall wird einer der Schalter als Leader (Master) und der Rest als Slaves (Slave) ausgewählt. Nach der Verwendung von FlexStack-Modulen fungieren alle vier Switches unserer Schaltung als ein logischer Switch.
Wenn der Hauptschalter A1 ausfällt, funktionieren alle anderen Schalter im Stapel nicht mehr. Wenn jedoch Schalter A3 ausfällt, funktionieren die anderen drei Schalter weiterhin als ein logischer Schalter.
Im ursprünglichen Schema hatten wir 6 physische Geräte, aber nach der Organisation des Switch-Stacks waren es nur noch 3 davon: 2 physische und 1 logischer Switch. Bei der ersten Option müssten Sie sechs verschiedene Schalter konfigurieren, was bereits ein ziemlicher Aufwand ist. Sie können sich also vorstellen, wie zeitaufwändig die manuelle Konfiguration von Hunderten von Schaltern ist. Nachdem wir die Switches zu einem Stapel zusammengefasst hatten, erhielten wir einen logischen Zugriffsswitch, der über vier Kommunikationsleitungen, die zu einem EtherChannel zusammengefasst sind, mit jedem der Verteilungsswitches D6 und D1 verbunden ist. Da wir drei Geräte haben, wird ein EtherChannel per STP blockiert, um Verkehrsschleifen zu verhindern.
Der Vorteil eines Switch-Stacks besteht also in der Möglichkeit, einen logischen Switch anstelle mehrerer physischer Geräte zu verwalten, was den Prozess der Netzwerkeinrichtung vereinfacht.
Es gibt eine weitere Technologie zum Kombinieren von Switches namens Chassis Aggregation. Der Unterschied zwischen diesen Technologien besteht darin, dass Sie zum Organisieren eines Switch-Stacks ein spezielles externes Hardwaremodul benötigen, das in den Switch eingesetzt wird.
Im zweiten Fall werden mehrere Geräte einfach auf einem gemeinsamen Chassis zusammengefasst, wodurch man das sogenannte Aggregation-Switch-Chassis bildet. Auf dem Foto sehen Sie ein Chassis für Cisco Switches der Serie 6500. Es vereint 4 Netzwerkkarten mit jeweils 24 Ports, sodass dieses Gerät über 96 Ports verfügt.
Bei Bedarf können Sie weitere Schnittstellenmodule – Netzwerkkarten – hinzufügen, die alle von einem Modul gesteuert werden – dem Supervisor, der das „Gehirn“ des gesamten Gehäuses darstellt. Dieses Chassis verfügt über zwei Supervisor-Module für den Fall, dass eines davon ausfällt, was eine gewisse Redundanz schafft, aber auch die Netzwerkzuverlässigkeit erhöht. Typischerweise werden solche teuren Chassis auf der Kernebene des Systems verwendet. Dieses Chassis verfügt über zwei Netzteile, die jeweils von einer anderen Stromquelle gespeist werden können, was auch die Zuverlässigkeit des Netzwerks im Falle eines Stromausfalls in einem der Umspannwerke erhöht.
Kehren wir zu unserem ursprünglichen Diagramm zurück, in dem es auch einen EtherChannel zwischen D1 und D2 gibt. Normalerweise werden bei der Organisation einer solchen Verbindung Ethernet-Ports verwendet. Bei Verwendung eines Switch-Chassis sind keine externen Module erforderlich; Ethernet-Ports werden direkt zur Kombination von Switches verwendet. Sie verbinden einfach das erste Schnittstellenmodul D1 mit demselben Modul D2 und das zweite Modul D1 mit dem zweiten Modul D2, und schon bildet alles zusammen einen logischen Distribution Layer Switch.
Wenn Sie sich die erste Version des Schemas ansehen, müssen Sie zum Zusammenfassen von 4 Zugriffs-Switches und einer Verteilungssuite das Multi-Chassis-EtherChannel-Programm verwenden, das EtherChannel-Kanäle für jeden Zugriffs-Switch organisiert. Sie sehen, dass in diesem Fall eine P2P-Verbindung vorliegt – „Punkt-zu-Punkt“, wodurch die Bildung von Verkehrsschleifen vermieden wird. In diesem Fall sind alle verfügbaren Kommunikationsleitungen beteiligt, und es kommt zu keiner Reduzierung des Durchsatzes.
Typischerweise wird Chassis Aggregation für Hochleistungs-Switches verwendet und nicht für weniger leistungsstarke Zugriffs-Switches. Die Cisco-Architektur ermöglicht die gleichzeitige Nutzung beider Lösungen – Chassis Aggregation und Switch Stack.
In diesem Fall werden ein gemeinsamer logischer Verteilungsschalter und ein gemeinsamer logischer Zugriffsschalter gebildet. In unserem Schema werden 8 EtherChannels erstellt, die als eine Kommunikationsleitung funktionieren, das heißt, als ob wir einen Verteilungsschalter mit einem Kabel mit einem Zugangsschalter verbinden würden. In diesem Fall befinden sich die „Ports“ beider Geräte im Weiterleitungsstatus und das Netzwerk selbst arbeitet mit maximaler Leistung und nutzt die Bandbreite aller 8 Kanäle.
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Source: habr.com