IT運維：可堆疊交換機的優(yōu)勢特性

2020-04-14 17:18 作者：admin 瀏覽量：

堆疊交換機將幾個交換機通過專用的堆疊模塊相連可以成倍地提高網(wǎng)絡(luò)接入層的端口密度
可堆疊交換機的優(yōu)勢
可堆疊交換機具有迅速部署、良好的價值、可伸縮性以及易于管理等優(yōu)點，目前得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在電子商務(wù)應(yīng)用中尤為流行。
但是，完全根據(jù)每個用戶端口的價格來評估一臺可堆疊交換機并不能反映所有情況。事實上，如果廠商根據(jù)不符合實際條件的配置來計算每端口價格或做出其它斷言的話，只根據(jù)價格因素來判斷一種產(chǎn)品可能會誤導(dǎo)用戶。
堆疊技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
今天的流量模型正在走向多元化，如語音和圖像的即時通信使得客戶端到客戶端的訪問劇增，邊緣交換機間的流量越來越大。這些都是以往的可堆疊交換機所沒有面對的。
首先遇到的問題就是堆疊帶寬。我們知道交換機的轉(zhuǎn)發(fā)能力通常可以使各端口間進(jìn)行線速交換，但是交換機之間的堆疊帶寬是多少呢?看看今天市場上的交換機吧，堆疊帶寬通常是1Gbps。北電網(wǎng)絡(luò)的BayStack470可以提供2.5Gbps的堆疊帶寬。但是當(dāng)跨交換機的流量很大時，我們是不是需要更大的堆疊帶寬呢?
其次，堆疊引入了設(shè)備可靠性的問題。當(dāng)整個堆疊中一個交換機或一條堆疊電纜出現(xiàn)故障時會不會影響其他交換機的工作?網(wǎng)管會不會出問題?多長時間才能恢復(fù)正常?市場上大部分交換機雖然有專用的堆疊模塊，但仍沿用千兆接口互聯(lián)的原理。當(dāng)多個交換機被堆疊電纜連成一個環(huán)后看起來像是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但其實就如同用千兆接口把它們穿在一起一樣。由于SpanningTree的原因，這些堆疊電纜中的一條會被協(xié)議阻斷，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)發(fā)性能。當(dāng)整個堆疊中的一個交換機或一條堆疊電纜發(fā)生故障時，SpanningTree重新收斂，網(wǎng)絡(luò)將會有至少幾十秒鐘的不可用時間，這對于今天的用戶是不能接受的。在這種情況下，語音、視頻、電子交易等關(guān)鍵應(yīng)用會受到嚴(yán)重影響。
在1995年，當(dāng)BayStack450交換機問世時，北電網(wǎng)絡(luò)就解決了這些問題。BayStack450提供“安全的堆疊”(2.5Gbps)，在發(fā)生故障時可在一秒鐘內(nèi)自愈。這種“安全的堆疊”不僅在設(shè)備萬一發(fā)生故障時提供保護(hù)，更在用戶升級網(wǎng)絡(luò)時提供不中斷的業(yè)務(wù)保障。隨著用戶業(yè)務(wù)的增長，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模必將擴大。當(dāng)接入交換機需要擴容時我們不可避免地需要將堆疊打開并加入新的交換機。“安全的堆疊”使得這一過程并不影響正在工作的交換機。這種堆疊技術(shù)還使整個堆疊用一個IP地址進(jìn)行網(wǎng)管，如同一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
話音、圖像、數(shù)據(jù)和存儲業(yè)務(wù)的融合使越來越多的業(yè)務(wù)基于網(wǎng)絡(luò)，人們可以在他們的桌面做更多的事情，網(wǎng)絡(luò)邊緣的壓力在與日俱增。除了堆疊技術(shù)外，邊緣交換機在諸如性能、可靠性、安全性、QoS、可管理性等多方面受到挑戰(zhàn)。
可堆疊交換機的特性
堆疊帶寬
目前堆疊交換機最大的難題就是如何從硬件上解決堆疊帶寬的不足問題。目前市面上大多數(shù)交換機是通過千兆擴展插槽進(jìn)行堆疊，堆疊帶寬只有2Gbps，很容易造成數(shù)據(jù)流的堵塞。因此，要盡量選擇堆疊帶寬高的產(chǎn)品。現(xiàn)在，堆疊帶寬可達(dá)到幾十Gbps。
目前，市場上不少堆疊交換機的堆疊數(shù)量能達(dá)到6臺到9臺，甚至更高，這種高堆疊功能可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活擴展。但有一點需要注意，在實現(xiàn)高堆疊的同時，必須兼顧交換機的性能不受影響。
堆疊方式
堆疊交換機一般有兩種堆疊方式：星型堆疊和菊花鏈?zhǔn)蕉询B。菊花鏈?zhǔn)蕉询B是一種基于級聯(lián)結(jié)構(gòu)的堆疊技術(shù)，對交換機硬件上沒有特殊的要求，通過相對高速的端口串接和軟件的支持，最終實現(xiàn)構(gòu)建一個多交換機的層疊結(jié)構(gòu)，通過環(huán)路，可以在一定程度上實現(xiàn)冗余。菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式，不存在拓?fù)涔芾恚m用于高密度端口需求的單節(jié)點機構(gòu)，可用于網(wǎng)絡(luò)邊緣。而星型堆疊模式適用于要求高效率高密度端口的單節(jié)點LAN，星型堆疊模式克服了菊花鏈?zhǔn)蕉询B模式多層次轉(zhuǎn)發(fā)時的高時延影響，但需要提供高帶寬矩陣，成本較高，而且矩陣接口一般不具有通用性，無論是堆疊中心還是成員交換機的堆疊端口都不能用來連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
創(chuàng)新的FAST技術(shù)
北電網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的FAST技術(shù)使得堆疊中的交換機之間可以同時傳輸雙向數(shù)據(jù)，整個堆疊的帶寬高達(dá)640Gbps。每個交換機與上下相鄰單元間都具有40Gbps的全雙工帶寬。FAST技術(shù)還在堆疊中提供了優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳送—最短路徑算法。例如一個堆疊中有8個交換機。當(dāng)?shù)谌齻€交換機要發(fā)一個數(shù)據(jù)包給第二個交換機時，這個包不會被送到第四個然后到第五個……依此類推，最后經(jīng)過第一個交換機才傳到第二個。FAST技術(shù)采用最短路徑算法使得交換機間的數(shù)據(jù)傳送總是選用最短路徑(在第二和第三個交換機間的全雙工40Gbps連接上直接傳送)。這不僅提高了堆疊帶寬的使用效率，也減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延。
FAST技術(shù)還繼承了以往“安全的堆疊”的優(yōu)點。它可以使網(wǎng)絡(luò)平滑升級，在萬一發(fā)生故障的時候不致影響用戶業(yè)務(wù)。當(dāng)在堆疊中加入新交換機時只需進(jìn)行簡單的連接，F(xiàn)AST技術(shù)使其成為“即插即用”的過程。
多種端口
目前來看，許多交換機都提供了以太網(wǎng)10/100Mbps端口。但面臨技術(shù)的迅速發(fā)展，建議可以考慮還能提供1000Mbps端口和GBIC端口的交換機，以保證未來千兆接入和光纖接入的需要。且注意堆疊鏈路是否能實現(xiàn)全雙工和堆疊單元和上行鏈路的冗余性，以及是否存在單一故障點，星型的堆疊結(jié)構(gòu)往往存在單一故障點。
可用性
可堆疊交換機堆疊后作為一個獨立單元運行，這就需要設(shè)備具備高可用性，不能因為一個堆疊單元出現(xiàn)問題，而影響整組設(shè)備的運行。因此，選擇可堆疊交換機需要具備即插即用等高可用性的智能化特性。
可管理性
許多研究證明，在產(chǎn)品生命期中涉及到運行和管理的費用比產(chǎn)品的最初購買費用要更多。因此，可管理性成為評估總體價值的另一項關(guān)鍵因素。可堆疊交換機固有的優(yōu)勢，在于管理單一邏輯實體比管理多臺必須獨立配置和監(jiān)控的設(shè)備更容易。但是，這里仍有其它一些需要研究的因素，包括用于優(yōu)先數(shù)據(jù)流的服務(wù)質(zhì)量(QoS)、執(zhí)行策略的能力、管理VLAN傳輸流的能力以及易于管理和操作性。
為了簡化管理工作，可堆疊交換機要能夠提供基于Web的多種管理方式，以及能跨交換機作相應(yīng)配置和軟件升級等。
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