LANCOM redundancia-koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz
Termékinformáció
Műszaki adatok:
- Termék neve: LANCOM Techpaper – Redundancia koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz
- Lefedett protokollok: VPC, halmozás, STP
- Fő fókusz: Redundancia és magas rendelkezésre állás a switch hálózatokban
A termék használati útmutatója
Virtuális port csatorna (VPC):
A VPC a fizikai redundanciára és a terheléselosztásra összpontosít a magas rendelkezésre állás biztosítása érdekében. Közepes bonyolultságú konfigurációt kínál magas hardverigényekkel és költségekkel.
Egymásra rakható:
A halmozás szinte plug-and-play funkcionalitást biztosít a redundancia érdekében, és a konfiguráció alacsony bonyolultsága jellemzi. Közepes hardverigényt és költséget kínál.
Spanning-Tree Protocol (STP)
Az STP logikus megoldást kínál a hurkok miatti hálózati hibák elkerülésére, és biztosítja a gyors helyreállítást. A konfiguráció nagyon bonyolult, de alacsony hardverigényt és költségeket kínál.
GYIK
- K: Melyik protokollt válasszam a hálózatomhoz?
- A: A protokoll kiválasztása az Ön konkrét hálózati követelményeitől függ. A VPC alkalmas magas rendelkezésre állásra, közepes bonyolultságra, míg a halmozás egyszerű használatot kínál alacsony bonyolultság mellett. Az STP költséghatékony, de munkaigényesebb konfigurációja van.
- K: Elérhet-e az STP nulla állásidőt?
- A: Az STP nulla leállást érhet el aktív/passzív módban a hozzáférési kapcsoló réteg és a végberendezések között, de az aktív/passzív redundancia miatt javasolt az STP működés elkerülése.
Redundancia koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz
a magas rendelkezésre állás kérdése az egyik legfontosabb szempont a megbízható switch-hálózatok tervezésénél. A hibás konfigurációból adódó hibák gyakran teljes kommunikációs infrastruktúra leállásához vezetnek. Ennek következményei közé tartoznak a hatalmas nyomon követési költségek és a termelési leállások. Jó tervezés mellett a kapcsolók redundáns kapcsolata a teljes hálózaton minimálisra csökkenti a meghibásodás kockázatát és növeli a hálózatok elérhetőségét.
Ez a cikk tájékoztatja Önt a hálózatok redundanciájának legfontosabb protokolljairól, és bemutatja plamphogyan jelenhet meg egy magas rendelkezésre állású három- vagy kétszintű hálózat.
Ez a cikk a „Switching Solutions” sorozat része.
Kattintson az ikonokra, ha többet szeretne megtudni a LANCOM-tól elérhető információkról:
- Alapok
- Alapok
- Tervezési útmutató
- Beállítási útmutató
- Beállítási útmutató
- Beállítási útmutató
A három redundancia koncepciója: VPC, halmozás és STP
Ha egy kapcsolót az aggregációs/elosztási rétegben vagy a felette lévő magrétegben lévő két különböző switch-hez csatlakoztatunk, a Link Aggregation Groups (LAG) használata rendkívül magas rendelkezésre állást (HA) és gyakorlatilag megszakítás nélküli hálózati működést eredményez. Fontos tényező itt a hurokmegelőző mechanizmusok alkalmazása. Különféle redundanciamegoldások állnak rendelkezésre két kapcsoló hálózatba kapcsolásához, beleértve a Spanning Tree Protocolt (STP), amely kevésbé hatékony, és jobb lehetőségeket, mint például a Virtual Port Channel (VPC) vagy a halmozás.
A három VPC, a stacking és az STP protokoll közötti különbségek közé tartozik a konfiguráció összetettsége, a kapcsolók újraindításának leállási ideje és a szükséges kapcsolók költsége.
Virtuális port csatorna (VPC)
A VPC a Multi-chassis Etherchannel [MCEC] családhoz tartozik, ezért MC-LAG (Multi-Chassis Link Aggregation Group) néven is ismert. A magas hardverigény miatt ez a legköltségigényesebb a három redundancia megoldás közül, ezért általában nagy hálózati infrastruktúrákban használják. A redundancia révén a hibatűrés javítása érdekében ez a virtualizációs technológia két összekapcsolt kapcsolót egyetlen virtuális kapcsolatként jelenít meg. A VPC a következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- Redundancia és terheléselosztás: A virtuális VPC csoport kapcsolói a peer link segítségével folyamatosan fontos információkat cserélnek a hálózatról, beleértve a MAC táblákat is. Minden peer switch feldolgozza a hozzáférési réteg adatmennyiségének felét (aktív/aktív technológia). A halmozással ellentétben ezek független példányok maradnak, és csak a csatlakoztatott portok virtualizálják a kölcsönös redundanciát.
- 100%-os üzemidő a gyors konvergencia révén: Eszközhiba vagy a hálózat megváltozása esetén a VPC gyorsan újraszámolja a hálózati útvonalakat. Ez egyetlen hibapontot is kiküszöböl, ami gyorsabb szolgáltatás-helyreállítást eredményez. A VPC-fürt másik eszköze kezeli az összes forgalmat, és aktívan tartja a hálózatot. Ez függetlenül attól, hogy az eszköz meghibásodását hiba vagy szándékos leállítás okozta, például firmware frissítés (In-Service Software Upgrade, ISSU) során. Ezzel elérhető a hálózat 100%-os üzemideje a magtól a végberendezésekig.
- Független menedzsment: Egy harmadik eszköz szempontjából a peer link egyetlen logikai kapcsolat hozzáférési pontként vagy 2. réteg csomópontként jeleníti meg a kapcsolókat. A harmadik eszköz lehet kapcsoló, kiszolgáló vagy más mögöttes hozzáférési rétegű hálózati eszköz, amely támogatja a link-összesítést. Ahogy fentebb említettük, a peer switchek önállóan kezelhető eszközök maradnak, amelyek egyenként újraindíthatók vagy frissíthetők.
- Megnövelt sávszélesség: A peer link kötegelése (aktív/aktív) növeli a sávszélességet és az átviteli kapacitást az eszközök között.
- Egyszerűbb hálózati topológia: Mivel a VPC lehetővé teszi a LAG-t a hálózati rétegek között, csökkenti az STP szükségességét, amelyet a hagyományos L2 hálózatokban használnak a hurkok elkerülése érdekében.
- Nem VPC-kompatibilis eszközök támogatása: A VPC lehetővé teszi a nem VPC-képes végeszközök vagy hálózati összetevők számára, hogy csatlakozzanak VPC-környezethez, ezáltal növelve a hálózat kompatibilitását és rugalmasságát.
- Nagy teljesítményű kapcsoló hardver: A VPC magas követelményeket támaszt a kapcsoló hardverével szemben, amelynek támogatnia kell a VPC protokollt. Ez korlátozhatja az eszközök kiválasztását, különösen a hozzáférési rétegben, és költséges lehet.
Halmozás
A verem kapcsolók csoportja, amelyek fizikailag egyetlen eszközként viselkednek. A veremben lévő összes eszköznek ugyanazzal a halmozási interfésszel (porttal) kell rendelkeznie, és azonos firmware-verzióval kell rendelkeznie. A váz- vagy pengerendszerekhez hasonlóan a halmozási portok az erre a célra optimalizált protokollokkal kezelik az összes hardver adatforgalmat.
Az egymásra rakás technológiája a következőképpen foglalható össze:
Szinte plug-and-play konfiguráció
- 2. réteg egyszerűsítése: A halmozás elképzelhető úgy, mint az egyes kapcsolók hátlapja, amelyek kábelen keresztül vannak csatlakoztatva, és amelyet a konfigurált 2. réteg protokollok nem ismernek fel kapcsolatként. Ez lehetővé teszi a hálózati forgalom egyidejű továbbítását több kapcsolaton keresztül, így maximalizálva az átviteli sebességet.
- Nincs szükség 3. rétegbeli útválasztásra: Az adatfolyam intelligens elosztása a veremen belül nem igényel 3. rétegű útválasztást, mivel a belső halmozási protokollok a fent leírtak szerint kezelik a kapcsolatokat.
- Gyors feladatátvétel és szinte megszakítás nélküli továbbítás: A gyors észlelési és kapcsolat-helyreállítási technológiáknak köszönhetően a veremkapcsolatok meghibásodás esetén „hitless failover” révén, azaz adatvesztés nélkül kerülnek át más switchekre.
- Nincs üzem közbeni szoftverfrissítés: Hátránytage a halmozásnál az, hogy a halmozott kapcsolóknak offline állapotba kell kerülniük a firmware frissítése során, azaz a 100%-os üzemidő nem garantált szoftverfrissítés vagy újraindításkor. Mindazonáltal ez a lehetőség a VPC alternatívájának tekinthető, ha karbantartási ablakokat használnak. Működés közben az aktív/aktív működés maximális adatátviteli sebességet ér el a mag és a végeszköz rétegei között.
Spanning-tree protokoll (STP)
A jelenlegi MSTP (Multi-STP, IEEE 802.1s) és RSTP (RapidSTP, IEEE 802.1w) feszítőfa szabványok közötti technikai különbségeket itt nem tárgyaljuk. Ehelyett hivatkozunk a vonatkozó szakirodalomra. Míg a VPC és a halmozás a fizikai redundanciára és a terheléselosztásra összpontosít, az STP logikus megoldást kínál a hurkok miatti hálózati hibák elkerülésére és a gyors helyreállítás biztosítására.
Az itt bemutatott három protokoll közül az STP konfigurációja a legmunkaigényesebb. Bár az STP nulla leállást érhet el aktív/passzív módban a hozzáférési kapcsoló réteg és a végberendezések között, az aktív/passzív redundancia miatt az STP működését kerülni kell. Az STP azonban előleget kínáltagegyes forgatókönyvekben:
- Ahol az építkezéssel kapcsolatos korlátozások korlátozzák a lehetséges kapcsolatok számát, az STP az ideális alternatíva. Ez minimálisra csökkenti a hurkok kialakulásának kockázatát, különösen ügyfél-hozzáférési módban.
- Szerény hardverigényével a protokoll akár belépő szintű kapcsolókkal is támogatható, így az STP igen költséghatékony megoldás.
A támogató protokollok: LACP, VRRP, DHCP relay és L3 routing
A már említett három protokollon kívül, amelyek jelentősen meghatározzák a kapcsolóhálózat átfogó koncepcióját, további protokollok fontosak a következő forgatókönyv leírásához.
Link Aggregation Group (LAG) és Link Aggregation Control Protocol (LACP)
A link-összesítés és terheléselosztás megvalósítására szolgáló technológiát LAG-nak (Link Aggregation Group) hívják. Egy LAG dinamikusan köti össze számos fizikai kapcsolatot a hálózati eszközök között egyetlen logikai kapcsolattá.
A LACP a „Link Aggregation Control Protocol” rövidítése. Az IEEE 802.1AX (Link Aggregation) globális szabvány részeként az LACP egy protokoll a linkösszesítő csoportok automatikus konfigurálására és karbantartására. A LACP az LACPDU-kat (LACP data packets, request-response elv) használja automatizált egyeztetési mechanizmusként két, illetve VPC vagy stack használatakor több hálózati eszköz között, így a konfigurációja szerint automatikusan létrejöhet egy logikailag csoportosított kapcsolat és elindítható. Az LACP feladata továbbá a kapcsolat állapotának fenntartása és az adatcsomagokkal kapcsolatos folyamatos információcsere. Ezért újrakonfigurálás nélkül, dinamikusan reagál a hálózat változásaira.
LANCOM Techpaper – Redundancia-koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz
a két fizikai kapcsolat egyikét használja, a másikat pedig mindig csak kapcsolatlétesítésre használja.
Virtuális útválasztó redundancia protokoll (VRRP)
A VRRP egy szabványos 3. rétegű hálózati protokoll, amely redundanciát és terheléselosztást használ az automatikus kiosztás és a dinamikus feladatátvétel biztosítására, hogy az útválasztók, vagy ebben az esetben az útválasztást támogató kapcsolók elérhetők maradjanak. Ez biztosítja a hálózati rendelkezésre állást, különösen a biztonság szempontjából kritikus szolgáltatások esetében, a biztonsági mentési eszközre való zökkenőmentes átállás révén. Nagyon nagy hálózatokban (kbamptöbb mint 10,000 3 porttal használ), a XNUMX. rétegben szükséges útválasztási koncepció is leegyszerűsíthető, mivel a VRRP-ben lévő két eszköz egyetlen alapértelmezett átjáróként virtualizálható.
DHCP relé
Mivel a két- vagy háromszintű hálózatok általában különálló DHCP-kiszolgálóval rendelkeznek nagy teljesítményű hardveren, fontos, hogy az aggregációs/elosztási és hozzáférési rétegek kapcsolóit DHCP-közvetítő ügynökkel konfigurálják. Ez továbbítja a DHCP-kéréseket egy központi DHCP-kiszolgálóhoz, és megakadályozza az IP-címek ütközését.
Layer-3 útvonalválasztás
Az útválasztási funkciók elengedhetetlenek a biztonság és a hozzáférés-szabályozás, a hálózat dinamikus növekedése és a jó stabilitás (továbbítás vs. elárasztás) megvalósításához az alhálózatok logikus és mindenekelőtt hatékony szétválasztása révén. Annak biztosítására, hogy minden kapcsoló tudja, melyik útválasztót használja, egy útválasztási tábla jön létre, amely mindig érvényes „címadatbázisként” szolgál. A dinamikus útválasztás biztosítja, hogy az összes „router”, azaz a 3. rétegre képes kapcsoló (L3) kommunikálni tudjon egymással, és önállóan felépítse ezt az útválasztó táblát. Ez azt jelenti, hogy a hálózaton belüli adatforgalom útvonala folyamatosan dinamikusan kerül beállításra, ami biztosítja a legjobb hálózati teljesítményt. A gyakori útválasztási módszerek az OSPFv2/v3 és a BGP4, bár az előbbit általában csak belső hálózatokban használják.
Example forgatókönyvek redundáns kapcsolóhálózatokhoz
Most, hogy ismerjük a protokollokat és azok alapvető funkcióját, most áttérünk az alkalmazásukra, plample forgatókönyvek modellekkel a LANCOM switch portfólió.
LANCOM Techpaper – Redundancia koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz
Az exampA bemutatott leírások háromszintű kapcsolóhálózatokkal foglalkoznak. Ha elegendő egy kétszintű hálózat aggregációs/elosztási és hozzáférési rétegekkel, akkor az alapréteg elhagyható. A leírt megoldások továbbra is érvényesek, és gyakorlati alkalmazásra vonatkozó ajánlásoknak tekinthetők.
1. forgatókönyv: 100%-os üzemidő-kapcsoló hálózat VPC-képes hozzáférési kapcsolókkal
Ez a forgatókönyv alkalmas nagyvállalatok és campus hálózatok magas redundancia követelményekkel. A hozzáférési portok maximális száma 100%-os redundanciával kb. 60,000.
A 32 portos magkapcsolók esetében általában egy portot használnak az uplinkhez, pl. egy adatközponthoz/WAN-hoz, és további 2-8 portot tartanak fenn a redundanciát és teljesítményt kínáló VPC számára. Így 6 VPC csatlakozással 25 port marad. Az aggregációs/elosztási rétegre redundáns kapcsolók csatlakoznak, egyenként 48 porttal. Ezek viszont kapcsolódhatnak a hozzáférési réteg kapcsolóihoz, amelyek mindegyike maximum 48 porttal rendelkezik. Ez azt eredményezi
25x48x48 = 57,600 XNUMX port
Ennek a forgatókönyvnek a megvalósításához minden kapcsolónak a magról a hozzáférési rétegre VPC-képesnek kell lennie. Bár ez korlátozza a kapcsolók lehetséges számát, az aktív/aktív elv nagy sávszélességet tesz lehetővé 100%-os üzemidő mellett. Ezenkívül az In-Service Software Update (ISSU) szolgáltatás megfelel a legmagasabb hálózati rendelkezésre állási követelményeknek.
Ez a forgatókönyv ideális az új, hamarosan megjelenő és legerősebb LANCOM kapcsolókhoz, mint például a LANCOM CS‑8132F magkapcsolóhoz, a LANCOM YS‑7154CF aggregációs/elosztó kapcsolóhoz, valamint az XS‑4500 sorozatú hozzáférési kapcsolókhoz. . Az XS-4500 sorozat most először teszi lehetővé Wi-Fi 7-képes hozzáférési pontok, például a LANCOM LX-7500 csatlakoztatását.
A kapcsolók minden hálózati rétegben 100G VPC peer linkeken keresztül csatlakoznak. Az alsó rétegek ezután redundánsan LAG-n keresztül 100G-vel vagy 25G-vel vannak összekötve, a hozzáférési kapcsolók uplink portjaitól függően. Az is látható, hogy a VPC csoport mag-réteg kapcsolói VRRP-vel vannak konfigurálva. Ez segít leegyszerűsíteni a későbbi útválasztási konfigurációt az alsóbb rétegeken, mivel a VPC-képes kapcsolók megtartják a megfelelő IP-címeiket, és csak a VRRP egyszerűsíti ezeket egyetlen megosztott címre. Következésképpen a központi és az aggregációs/elosztási rétegben lévő kapcsolók a hozzáférési rétegből egyetlen L3 útválasztó átjárónak tűnnek. Nem láthatók a DHCP-relé és a dinamikus útválasztási segédprotokollok, például az OSPF. Ezeket rendeltetésüknek megfelelően kell konfigurálni és használni, hogy a lehető legegyszerűbb legyen a VLAN-okkal történő hálózatszegmentálás.
A végberendezések szintjén, plampLe a hozzáférési pontokkal, a teljes redundancia elérhető két Ethernet interfésszel felszerelt eszközökkel. Mivel a LANCOM hozzáférési kapcsolók az úgynevezett „non-stop PoE” funkcióval rendelkeznek, a csatlakoztatott eszközök tápellátása megszakítás nélkül történik még kapcsoló újraindítása vagy kapcsolófrissítés esetén is, mindaddig, amíg van egy második alternatív adatút.
2. forgatókönyv: Megbízható kapcsolóhálózat a VPC és a halmozás kombinációjával
Ez a forgatókönyv a portonkénti költségekre összpontosít. Ha lehetséges, hogy a hozzáférési réteg működjön karbantartási ablakokkal, akkor ez a forgatókönyv a hozzáférési rétegben történő halmozással az ajánlott módszer. Az első forgatókönyvvel ellentétben itt az aggregációs/elosztási réteg működhet plample a LANCOM XS‑6128QF, és a hozzáférési réteg költséghatékonyabban tud működni GS-4500 az XS‑4500 sorozat helyett. Mivel a hozzáférési rétegben már akár nyolc kapcsolóval is tervezhető a verem, a portok száma maximum 460,800 25 portra nő (48*48*8*100). Ez jelentősen megnöveli a portok számát, miközben fenntartja a redundancia elfogadható szintjét és a közel XNUMX%-os hálózati rendelkezésre állást (feltéve, hogy van karbantartási időszak).
A nagyon magas portszám miatt az L3 VRRP és ARF (Speciális útválasztás és továbbítás) ajánlott a magréteghez. A VPC az alap- és az aggregációs/elosztási rétegben marad, és így az első forgatókönyvhöz hasonlóan mindkét szinten teljesíti a fontos ISSU megközelítést. A VPC helyett a halmozás a redundancia megoldás a hozzáférési rétegen, ami növeli a LANCOM portfólióból használható hozzáférési kapcsolók számát. Az első forgatókönyvhöz hasonlóan a DHCP-relé és a LAG-ok továbbra is használatban maradnak a rétegek között. A halmozási korlátok miatt a kapcsolóverem firmware-frissítéséhez körülbelül öt perc leállás szükséges, ami szükségessé teszi a karbantartási időszak tervezését.
3. forgatókönyv: Költségoptimalizált kapcsolóhálózat VPC és STP kombinációjával
Ebben a forgatókönyvben a mag és aggregációs/elosztási réteg konfigurációja VPC-vel és LAG-val megegyezik az előzővel. Csak a használt LANCOM kapcsolók, mint pl LANCOM XS‑5116QF és LANCOM GS‑3652XUP, eltérő felfelé irányuló sebességet biztosítanak.
A hozzáférési rétegen az STP van konfigurálva VPC vagy halmozás helyett. Ennek megvan az advanjatage hogy a protokoll csak szerény hardverteljesítményt igényel, ami tovább növeli az életképes hozzáférési kapcsolók választékát (pl. LANCOM GS-3600 sorozat). Az aktív/passzív elv és a munkaigényes konfiguráció miatt az STP-nek azonban csak korlátozott a felhasználási köre.
A következőkben bemutatunk két tipikus plampaz STP használatának szemléltetésére.
3.1. forgatókönyv: STP decentralizált helyeken
A két összesítő/elosztó kapcsoló verem két független egységnek tekintendő különböző helyeken. A LACP és a rajta konfigurált STP használatával mindkét verem csatlakozik a gerinchálózathoz, amely a WAN átjáróját is tartalmazza. Ha a jobb oldali verem és a WAN-átjáró közötti kapcsolat meghiúsul – plampelőre nem látható események miatt – a verem továbbra is eljuthat a WAN-hoz a bal oldali veremen keresztül anélkül, hogy a webhelyet teljesen levágnák. Amíg nincs hiba, a veremek közötti középső kapcsolat inaktív marad. A hozzáférési rétegen ehhez a forgatókönyvhöz továbbra is a LACP használata javasolt STP helyett.
3.2 forgatókönyv: STP számos lépcsőzetes hozzáférési kapcsolóval
Ez a forgatókönyv ideális, ha a költségvetés korlátozott, de még mindig sok hozzáférési portot kell megvalósítani. A költségcsökkentés gyakran az összesítő kapcsolók kötegét célozza meg, mivel nem lehet elkerülni a hozzáférési kapcsolók nagy számát. A redundancia bizonyos mértékű megőrzése érdekében a hozzáférési rétegen egy gyűrű van konfigurálva, amelyhez az STP aktiválása szükséges. Itt van lehetőség LACP-n keresztül kettős kapcsolatok kialakítására is. Ez azonban itt is elhagyható a költségvonzat miatt.
Következtetés
Portfóliójuknak az alaprétegre való kiterjesztésével a LANCOM egyablakos ügyintézővé vált bárki számára, aki tervezi vagy irányítja a c.ampmi hálózatok.
Még ha ezek a forgatókönyvek nem is tükrözhetnek minden lehetséges hálózattervet, ezek a plamples jó átadniview hogy mit lehet elérni a LANCOM mag-, aggregációs/elosztó- és hozzáférési kapcsolókkal. Az itt bemutatott VPC, halmozás és STP redundancia-koncepciókkal az alkalmazástól és a költségvetéstől függően minden hálózati igényre megtalálhatja a legjobb megoldást.
Tervezi hálózatának LANCOM switchekkel történő beállítását vagy bővítését?
Tapasztalt LANCOM technikusok és rendszerpartnereink szakemberei segítenek Önnek egy igény szerinti, nagy teljesítményű és jövőbiztos LANCOM hálózat tervezésében, telepítésében és üzemeltetésében.
Kérdése van kapcsolóinkkal kapcsolatban, vagy LANCOM értékesítési partnert keres? Kérem hívjon minket:
Értékesítés Németországban
+49 (0) 2405 49936 333 (D)
+49 (0) 2405 49936 122 (AT, CH)
LANCOM Systems GmbH
A Rohde & Schwarz Company Adenauerstr. 20/B2
52146 Wuerselen
Németország
info@lancom.de
A LANCOM, a LANCOM Systems, az LCOS, a LANcommunity és a Hyper Integration bejegyzett védjegyek. Minden egyéb használt név vagy leírás tulajdonosaik védjegye vagy bejegyzett védjegye lehet. Ez a dokumentum a jövőbeli termékekre és azok tulajdonságaira vonatkozó kijelentéseket tartalmaz. A LANCOM Systems fenntartja a jogot, hogy ezeket előzetes értesítés nélkül megváltoztassa. Műszaki hibákért és/vagy mulasztásokért felelősséget nem vállalunk. 06/2024
Dokumentumok / Források
 |
LANCOM redundancia-koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz [pdf] Felhasználói útmutató Redundancia-koncepciók hierarchikus kapcsolóhálózatokhoz, hierarchikus kapcsolóhálózatok koncepciói, hierarchikus kapcsolóhálózatok, kapcsolóhálózatok, hálózatok |
