Для развёртывания масштабируемых сетей необходимо иметь базовое представление о сетевом оборудовании Cisco. Большинство моделей хорошо масштабируются вместе с сетью в процессе её увеличения. Поэтому у компании имеются различные серии маршрутизаторов, коммутаторов и прочего оборудования для обеспечения современной архитектуры сети и её требований.
Очень важно выбрать подходящее для текущих требований сети оборудование во время её проектировки с запасом производительности для дальнейшего её роста. Коммутаторы и маршрутизаторы играют критическую роль, особенно в среде предприятия. Поэтому в этой статье мы рассмотрим некоторые из главных критериев, которые помогут правильно выбрать оборудование Cisco для вашей сети (главным образом для корпоративной)
Есть пять категорий коммутаторов для корпоративных сетей
Коммутаторы для кампусных сетей ( Campus LAN Switches ): Для обеспечения масштабируемости сетевой производительности существуют коммутаторы уровня ядра, распределения, доступа, а также компактные коммутаторы. Разнообразие этих платформ варьируется от простых коммутаторов без кулера с восемью фиксированными портами до блейд-коммутаторов, состоящих из 13 лезвий, поддерживающих сотни портов. Коммутаторы для кампусных сетей включают в себя серии Cisco 2960, 3560, 3750, 3850, 4500, 6500 и 6800.
Коммутаторы с облачным управлением ( Cloud — Managed Switches ): Коммутаторы доступа с облачным управлением Cisco Meraki позволяют использовать виртуальное стекирование. Они отслеживают и конфигурируют тысячи портов коммутатора по сети без привлечения персонала IT.
Коммутаторы для ЦОД ( Data Center Switches ): Центр обработки данных должен быть построен из коммутаторов, которые обеспечивают масштабируемость инфраструктуры, непрерывное функционирование и гибкость транспорта данных. Коммутаторы для ЦОД включают в себя серии Cisco Nexus и Cisco Catalyst 6500.
Коммутаторы для поставщиков услуг ( Service Provider Switches ): Коммутаторы для поставщиков услуг подразделяются на две категории: коммутаторы агрегации и коммутаторы доступа к Ethernet. Коммутаторы агрегации — это Ethernet-свитчи операторского класса, которые агрегируют трафик на границе сети. Коммутаторы доступа к Ethernet включают в себя контроль данных на прикладном уровне, объединённые сервисы, виртуализацию, встроенную безопасность и облегчённое управление.
Виртуальные сети ( Virtual Networking ): Сети становятся преимущественно виртуализированными. Виртуальные коммутаторы Cisco Nexus обеспечивают безопасные мультиарендные сервисы путём добавления технологии интеллектуальной виртуализации в сеть ЦОД.
Сетевые администраторы должны определить форм-фактор коммутаторов при выборе. Коммутаторы бывают фиксированной конфигурации, модульной, стековой и нестековой.
Коммутаторы фиксированной конфигурации
Коммутаторы модульной конфигурации
Коммутаторы стековой конфигурации
Высота свитча, выраженная в юнитах, также важна при монтировании в стойку. Например, коммутаторы фиксированной конфигурации, показанные на изображении выше, все являются одноюнитовыми.
Помимо этих замечаний также стоит обратить внимание на следующие особенности при выборе коммутаторов:
- Цена: зависит от количества и скорости интерфейсов, поддерживаемых функций и возможностей расширения.
- Плотность портов: Сетевые коммутаторы должны поддерживать соответствующее количество сетевых устройств.
- Питание: Сейчас имеет широкое распространение питание точек доступа, IP-телефонов и даже компактных свитчей по технологии PoE (Power over Ethernet). В добавление к PoE некоторые матричные коммутаторы поддерживают запасные источники питания.
- Надёжность: Коммутатор должен предоставлять непрерывный доступ к сети.
- Скорость портов: Скорость сетевого соединения представляет первостепенное значение для конечного пользователя.
- Кадровый буфер: Способность свитча хранить кадры важна в сети, где могут быть загруженные порты к серверам или другим участкам сети.
- Масштабируемость: Количество пользователей в сети, как правило, растёт со временем, поэтому коммутатор должен предоставлять возможность для расширения сети.
Плотность портов свитча характеризуется количеством портов на одно устройство. Изображения ниже показывают три свитча с разной плотностью портов.
Коммутаторы фиксированной конфигурации обычно поддерживают до 48 портов на одно устройство. Также есть возможность установить в такие коммутаторы дополнительно до четырёх портов для устройствsmall form — factor pluggable (SFP). Высокая плотность портов позволяет лучше использовать ограниченное пространство и питание. Два 24-портовых свитча смогут поддерживать только 46 устройств, потому что, как минимум, один из портов каждого свитча необходим для его соединения с аплинком. Также необходимы две розетки. А если у вас есть один 48-портовый свитч, вы можете подключить до 47 устройств, так как нужен будет только один порт для соединения с аплинком и только одна розетка.
Свитчи модульной конфигурации обеспечивают очень высокую плотность портов путем добавления дополнительных карт расширения. Например, некоторые коммутаторы Catalyst 6500 поддерживают более 1000 портов.
В больших корпоративных сетях, к которым подключаются тысячи устройств, лучше использовать модульные свитчи с высокой плотностью портов, чтобы более рационально использовать пространство и питание. В противном случае вам потребуется множество коммутаторов с фиксированной конфигурацией. Такое решение потребует большое количество розеток и много свободного места.
Проектировщик сети также должен принимать во внимание проблему «узкого горлышка» аплинка: группа свитчей с фиксированной конфигурацией занимает множество дополнительных портов для агрегации полосы пропускания между свитчами для того, чтобы достигнуть необходимой производительности. С одним модульным свитчем агрегация полосы пропускания является не такой серьезной проблемой, так как плата межсоединений способна обеспечить необходимой полосой пропускания устройства, подключённые к карте расширения портов.
Скорость коммутации – это значение, определяющее скорость обработки информации свитчем за одну секунду. Линейки коммутаторов классифицируются по скорости коммутации.
Скорость коммутации
Свитчи начального уровня имеют скорость коммутации гораздо ниже, чем свитчи корпоративного класса. Скорость коммутации является очень важным показателем при выборе свитча. Если скорость коммутации слишком маленькая, то свитч не сможет обеспечить полную пропускную способность всех его портов. Физическая скорость — это показатель теоретически возможной максимальной скорости работы каждого Ethernet-порта коммутатора. Значения физической скорости могут быть такими: 100 Мбит/сек, 1 Гбит/сек, 10 Гбит/сек или 100 Гб/сек.
Например, типичный 48-портовый гигабитный свитч, функционирующий при полной физической скорости, способен генерировать 48 Гбит трафика в секунду. Но если свитч поддерживает скорость коммутации только 32 Гбит/сек, то все его порты одновременно не смогут работать при полной физической скорости. Однако, свитчи уровня доступа обычно не нуждаются в полной скорости, потому что они физически ограничены аплинком. Это означает, что менее дорогие и менее производительные свитчи могут быть использованы на уровне доступа, а более дорогие высокопроизводительные лучше использовать на уровнях распределения и ядра сети, где от скорости коммутации очень сильно зависит производительность всей системы.
Технология Power over Ethernet ( PoE ) позволяет коммутатору подавать питание на устройство по кабелю Ethernet. Эта функция обычно используется некоторыми IP-телефонами и беспроводными точками доступа.
Power over Ethernet
РоЕ предоставляет большую гибкость при установке точек доступа и IP-телефонов. С этой технологией их можно установить везде, где есть Ethernet-кабель. Сетевой администратор должен быть уверен, что технология РоЕ необходима, т. к. свитчи, поддерживающие эту технологию, стоят значительно дороже.
Относительно новые серии коммутаторов Cisco Catalyst 2960-C и 3560-C поддерживают проброс РоЕ
Проброс РоЕ позволяет сетевому администратору подавать питание на РоЕ-устройства, подключенные к свитчу, и на сам свитч от вышестоящих коммутаторов.
Многоуровневые коммутаторы обычно используются на уровнях ядра и распределения сети. Особенностью многоуровневых свитчей является возможность построения таблицы маршрутизации, поддержка нескольких протоколов маршрутизации и коммутации IP-пакетов со скоростью, близкой к коммутации 2-го уровня. Многоуровневые коммутаторы обычно поддерживают специализированное оборудование такое, как ASIC ( Application — Specific Integrated Circuit , интегральная схема специального назначения). ASIC вместе с выделенными структурами программных данных могут выполнять коммутацию IP-пакетов без использования ЦП.
В последнее время стала очень популярна тенденция к чистой маршрутизации 3-го уровня с помощью коммутаторов. Когда коммутаторы впервые использовались в сетях, ни один из них не поддерживал маршрутизацию. Сейчас же почти все поддерживают. Скорее всего, скоро все свитчи будут включать в себя процессор маршрутизации, потому что стоимость такого свитча постепенно уменьшается. В конечном счёте, термин многоуровневый коммутатор станет неактуальным.
Коммутатор Catalyst 2960 наглядно показывает миграцию в среду 3го уровня.
Советы по выбору маршрутизаторов Cisco
Так же, как и коммутаторы, маршрутизаторы выполняют важную функцию на уровнях доступа, распределения и ядра сети. Во многих малых сетях (таких, как сети филиалов) все 3 уровня выполняются на маршрутизаторе.
В корпоративной сети на уровне распределения необходима маршрутизация. Без процесса маршрутизации пакеты не смогут попасть во внешнюю сеть.
Маршрутизаторы играют важную роль в сетевых технологиях, соединяя между собой различные объекты внутри корпоративной сети, предоставляя резервные маршруты и обеспечивая взаимодействие провайдеров в Интернете. Роутеры также могут выступать в роли преобразователей между различными носителями и протоколами, например можно принимать пакеты из сети Ethernet и переинкапсулировать их для передачи в последовательную сеть.
Маршрутизаторы используют целевые IP-адреса для доставки пакетов к соответствующему месту назначения. Роутеры меняют маршрут на альтернативный, если пропадает сетевое соединение или возрастает нагрузка трафика. Все устройства локальной сети имеют назначенный IP-адрес маршрутизатора в своей сетевой конфигурации. Интерфейс роутера является шлюзом по умолчанию.
Маршрутизаторы также выполняют и другие важные функции:
— ограничивают широковещательный трафик в ЛВС
— связывают между собой географически удалённые локации
— логически группируют пользователей, которым нужны одни и те же сервисы
Для предприятий и провайдеров услуг эффективная маршрутизация и быстрейшее восстановление после сбоев имеет огромное значение.
Существует три категории маршрутизаторов :
- Маршрутизаторы филиала /отделения компании ( Branch Routers ) : Маршрутизаторы отделения компании оптимизируют службы филиалов; с помощью одной платформы они обеспечивают оптимальные прикладные услуги в филиалах и глобальной сети. Для обеспечения максимальной доступности услуг необходимы сети, работающие в круглосуточном режиме. Сети филиалов с высокой доступностью должны обеспечивать быстрое восстановления после мелких сбоев, а также простое управление и лёгкую настройку сети.
- Пограничные маршрутизаторы ( Network Edge Routers ) : Пограничные маршрутизаторы обеспечивают высокопроизводительные, безопасные и надёжные сервисы, объединяющие кампус, ЦОД и сеть филиала. Они предоставляют пользователям высококачественный мультимедиа-контент, а также его интерактивность, персонализацию, мобильность и управление. Сегодня для пользователей очень важно получить доступ к контенту в любое время и в любом месте, с любого устройства, будучи дома, на работе или в пути. Пограничные маршрутизаторы должны предоставлять неограниченные видео — и мобильные сервисы высокого качества.
- Маршрутизаторы уровня провайдера ( Service Provider Routers ) : Маршрутизаторы уровня провайдера дифференцируют сервисы и за счёт предоставления комплексных масштабируемых решений увеличивают прибыль. Главные задачи операторов – оптимизировать процессы, уменьшить расходы и улучшить масштабируемость и гибкость. Это позволяет предоставлять интернет-услуги следующего поколения повсеместно. Данные системы служат для улучшения и упрощения эксплуатации сетей дистрибуции услуг.
Сетевым администраторам в среде предприятия нужно иметь возможность поддерживать множество различных роутеров, начиная с малых настольных и заканчивая стоечными блейд-маршрутизаторами. Одним из маршрутизаторов Cisco на рынке сегодня является роутер серии Cisco ISR G 2. Как правильно выбрать маршрутизатор Cisco? По данной ссылке вы можете получить больше информации о выборе роутера Cisco ISR G2 Series для вашей сети.