IT運(yùn)維：可堆疊交換機(jī)的優(yōu)勢特性

2020-04-14 17:18 作者：admin 瀏覽量：

堆疊交換機(jī)將幾個(gè)交換機(jī)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(jī)的優(yōu)勢
可堆疊交換機(jī)具有迅速部署、良好的價(jià)值、可伸縮性以及易于管理等優(yōu)點(diǎn)，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(gè)用戶端口的價(jià)格來評估一臺可堆疊交換機(jī)并不能反映所有情況。事實(shí)上，如果廠商根據(jù)不符合實(shí)際條件的配置來計(jì)算每端口價(jià)格或做出其它斷言的話，只根據(jù)價(jià)格因素來判斷一種產(chǎn)品可能會(huì)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(shí)通信使得客戶端到客戶端的訪問劇增，邊緣交換機(jī)間的流量越來越大。這些都是以往的可堆疊交換機(jī)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(jī)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(jī)之間的堆疊帶寬是多少呢?看看今天市場上的交換機(jī)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(jī)的流量很大時(shí)，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(gè)堆疊中一個(gè)交換機(jī)或一條堆疊電纜出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)不會(huì)影響其他交換機(jī)的工作?網(wǎng)管會(huì)不會(huì)出問題?多長時(shí)間才能恢復(fù)正常?市場上大部分交換機(jī)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(gè)交換機(jī)被堆疊電纜連成一個(gè)環(huán)后看起來像是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但其實(shí)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(huì)被協(xié)議阻斷，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)發(fā)性能。當(dāng)整個(gè)堆疊中的一個(gè)交換機(jī)或一條堆疊電纜發(fā)生故障時(shí)，SpanningTree重新收斂，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)有至少幾十秒鐘的不可用時(shí)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(huì)受到嚴(yán)重影響。
在1995年，當(dāng)BayStack450交換機(jī)問世時(shí)，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(shí)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(shí)提供保護(hù)，更在用戶升級網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(kuò)大。當(dāng)接入交換機(jī)需要擴(kuò)容時(shí)我們不可避免地需要將堆疊打開并加入新的交換機(jī)。“安全的堆疊”使得這一過程并不影響正在工作的交換機(jī)。這種堆疊技術(shù)還使整個(gè)堆疊用一個(gè)IP地址進(jìn)行網(wǎng)管，如同一個(gè)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(jī)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(jī)的特性
堆疊帶寬
目前堆疊交換機(jī)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(jī)是通過千兆擴(kuò)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(jī)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活擴(kuò)展。但有一點(diǎn)需要注意，在實(shí)現(xiàn)高堆疊的同時(shí)，必須兼顧交換機(jī)的性能不受影響。
堆疊方式
堆疊交換機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)構(gòu)建一個(gè)多交換機(jī)的層疊結(jié)構(gòu)，通過環(huán)路，可以在一定程度上實(shí)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(diǎn)機(jī)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(diǎn)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(shí)的高時(shí)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(jī)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(jī)之間可以同時(shí)傳輸雙向數(shù)據(jù)，整個(gè)堆疊的帶寬高達(dá)640Gbps。每個(gè)交換機(jī)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(gè)堆疊中有8個(gè)交換機(jī)。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)交換機(jī)要發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包給第二個(gè)交換機(jī)時(shí)，這個(gè)包不會(huì)被送到第四個(gè)然后到第五個(gè)……依此類推，最后經(jīng)過第一個(gè)交換機(jī)才傳到第二個(gè)。FAST技術(shù)采用最短路徑算法使得交換機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送總是選用最短路徑(在第二和第三個(gè)交換機(jī)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(shí)延。
FAST技術(shù)還繼承了以往“安全的堆疊”的優(yōu)點(diǎn)。它可以使網(wǎng)絡(luò)平滑升級，在萬一發(fā)生故障的時(shí)候不致影響用戶業(yè)務(wù)。當(dāng)在堆疊中加入新交換機(jī)時(shí)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(jī)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(jī)，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(shí)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(diǎn)，星型的堆疊結(jié)構(gòu)往往存在單一故障點(diǎn)。
可用性
可堆疊交換機(jī)堆疊后作為一個(gè)獨(dú)立單元運(yùn)行，這就需要設(shè)備具備高可用性，不能因?yàn)橐粋€(gè)堆疊單元出現(xiàn)問題，而影響整組設(shè)備的運(yùn)行。因此，選擇可堆疊交換機(jī)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(yùn)行和管理的費(fèi)用比產(chǎn)品的最初購買費(fèi)用要更多。因此，可管理性成為評估總體價(jià)值的另一項(xiàng)關(guān)鍵因素。可堆疊交換機(jī)固有的優(yōu)勢，在于管理單一邏輯實(shí)體比管理多臺必須獨(dú)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(jī)要能夠提供基于Web的多種管理方式，以及能跨交換機(jī)作相應(yīng)配置和軟件升級等。
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