Konsep Redundansi LANCOM untuk Jaringan Switch Hierarki
Informasi Produk
Spesifikasi:
- Nama Produk: LANCOM Techpaper – Konsep redundansi untuk jaringan switch hierarki
- Protokol Tercakup: VPC, Penumpukan, STP
- Fokus Utama: Redundansi dan ketersediaan tinggi di jaringan switch
Petunjuk Penggunaan Produk
Saluran Port Virtual (VPC):
VPC berfokus pada redundansi fisik dan penyeimbangan beban untuk memastikan ketersediaan tinggi. Ia menawarkan kompleksitas sedang dalam konfigurasi dengan persyaratan dan biaya perangkat keras yang tinggi.
Susun:
Penumpukan menyediakan fungsionalitas yang hampir plug-and-play untuk redundansi dan ditandai dengan kompleksitas konfigurasi yang rendah. Ini menawarkan persyaratan dan biaya perangkat keras menengah.
Protokol Spanning-Tree (STP)
STP memberikan solusi logis untuk menghindari kegagalan jaringan akibat loop dan memastikan pemulihan yang cepat. Ini memiliki kompleksitas konfigurasi yang tinggi tetapi menawarkan persyaratan dan biaya perangkat keras yang rendah.
Tanya Jawab Umum
- T: Protokol mana yang harus saya pilih untuk jaringan saya?
- A: Pilihan protokol bergantung pada kebutuhan jaringan spesifik Anda. VPC cocok untuk ketersediaan tinggi dengan kompleksitas sedang, sedangkan penumpukan menawarkan kemudahan penggunaan dengan kompleksitas rendah. STP hemat biaya tetapi memiliki konfigurasi yang lebih memakan waktu.
- Q: Dapatkah STP mencapai zero downtime?
- A: STP dapat mencapai waktu henti nol dalam mode aktif/pasif antara lapisan sakelar akses dan perangkat akhir, namun disarankan untuk menghindari pengoperasian STP karena redundansi aktif/pasif.
Konsep redundansi untuk jaringan saklar hierarki
Masalah ketersediaan tinggi adalah salah satu aspek terpenting ketika merencanakan jaringan switch yang andal. Kegagalan akibat kesalahan konfigurasi sering kali mengakibatkan seluruh infrastruktur komunikasi tidak berfungsi. Konsekuensinya mencakup biaya tindak lanjut yang sangat besar dan waktu henti produksi. Dengan perencanaan yang baik, koneksi redundan switch di seluruh jaringan akan meminimalkan risiko kegagalan dan meningkatkan ketersediaan jaringan.
Makalah ini memberi tahu Anda tentang protokol terpenting untuk redundansi dalam jaringan dan memberi Anda contohampgambaran tentang bagaimana jaringan tiga tingkat atau dua tingkat dengan ketersediaan tinggi dapat muncul.
Makalah ini merupakan bagian dari seri “Switching Solutions”.
Klik pada ikon untuk mengetahui lebih lanjut tentang informasi yang tersedia dari LANCOM:
- Dasar-dasar
- Dasar-dasar
- Panduan desain
- Panduan pengaturan
- Panduan pengaturan
- Panduan pengaturan
Tiga konsep redundansi VPC, stacking, dan STP
Dengan menghubungkan switch ke dua switch berbeda di lapisan agregasi/distribusi atau lapisan inti di atasnya, penggunaan Link Aggregation Groups (LAG) menghasilkan ketersediaan (HA) yang sangat tinggi dan operasional jaringan praktis tanpa gangguan. Faktor penting di sini adalah penggunaan mekanisme pencegahan loop. Berbagai solusi redundansi tersedia untuk jaringan dua switch, termasuk Spanning Tree Protocol (STP), yang kurang efektif, dan opsi yang lebih baik seperti Virtual Port Channel (VPC), atau stacking.
Perbedaan antara ketiga protokol VPC, stacking, dan STP mencakup kompleksitas konfigurasi, waktu henti saat memulai ulang sakelar, dan biaya sakelar yang diperlukan.
Saluran Port Virtual (VPC)
VPC termasuk dalam keluarga Multi-chassis Etherchannel [MCEC] dan oleh karena itu juga dikenal sebagai MC-LAG (Multi-Chassis Link Aggregation Group). Karena persyaratan perangkat keras yang tinggi, ini adalah solusi redundansi yang paling memakan biaya dan oleh karena itu biasanya digunakan dalam infrastruktur jaringan besar. Untuk meningkatkan toleransi kegagalan melalui redundansi, teknologi virtualisasi ini membuat dua switch yang saling berhubungan muncul sebagai satu link virtual. VPC memiliki properti berikut:
- Redundansi dan penyeimbangan beban: Dengan menggunakan tautan rekannya, switch di grup VPC virtual terus-menerus bertukar informasi penting tentang jaringan, termasuk tabel MAC. Setiap peer switch memproses setengah volume data dari lapisan akses (teknologi aktif/aktif). Berbeda dengan penumpukan, mereka tetap merupakan instance independen dan hanya port yang terhubung yang memvirtualisasikan redundansi timbal balik.
- 100% uptime melalui konvergensi cepat: Jika terjadi kegagalan perangkat atau perubahan pada jaringan, VPC dengan cepat menghitung ulang jalur jaringan. Hal ini menghilangkan satu titik kegagalan, sehingga pemulihan layanan menjadi lebih cepat. Perangkat lain di cluster VPC menangani semua lalu lintas dan menjaga jaringan tetap aktif. Hal ini terlepas dari apakah kegagalan perangkat disebabkan oleh cacat atau pematian yang disengaja, misalnya selama pembaruan firmware (In-Service Software Upgrade, ISSU). Hal ini mencapai 100% uptime jaringan dari inti hingga perangkat akhir.
- Manajemen independen: Dari perspektif perangkat ketiga, tautan rekan membuat sakelar tampak sebagai titik akses tautan logis tunggal atau simpul lapisan-2. Perangkat ketiga dapat berupa switch, server, atau perangkat jaringan lapisan akses dasar lainnya yang mendukung agregasi tautan. Seperti disebutkan di atas, sakelar rekan tetap merupakan perangkat yang dapat dikelola secara independen dan dapat di-boot ulang atau diperbarui satu per satu.
- Peningkatan bandwidth: Membundel tautan rekan (aktif/aktif) meningkatkan bandwidth dan kapasitas throughput antar perangkat.
- Topologi jaringan yang lebih sederhana: Karena VPC mengaktifkan LAG antar lapisan jaringan, hal ini mengurangi kebutuhan STP, yang digunakan dalam jaringan L2 tradisional untuk menghindari loop.
- Dukungan untuk perangkat yang tidak mendukung VPC: VPC memungkinkan perangkat akhir atau komponen jaringan yang tidak berkemampuan VPC untuk terhubung ke lingkungan VPC, sehingga meningkatkan kompatibilitas dan fleksibilitas jaringan.
- Perangkat keras sakelar berkinerja tinggi: VPC memberikan tuntutan tinggi pada perangkat keras switch, yang harus mendukung protokol VPC. Hal ini dapat membatasi pilihan perangkat, terutama pada lapisan akses, dan dapat memakan biaya yang mahal.
Penumpukan
Stack adalah sekelompok switch yang secara fisik berperilaku sebagai satu perangkat. Semua perangkat dalam tumpukan harus memiliki antarmuka (port) tumpukan yang sama dan dilengkapi dengan versi firmware yang sama. Mirip dengan sistem sasis atau blade, port penumpukan menangani semua lalu lintas data di perangkat keras dengan protokol yang dioptimalkan untuk tujuan ini.
Teknologi penumpukan dapat diringkas sebagai berikut:
Konfigurasi hampir plug-&-play
- Penyederhanaan lapisan-2: Penumpukan dapat dibayangkan sebagai bidang belakang dari masing-masing sakelar yang terhubung melalui kabel yang tidak dikenali sebagai koneksi oleh protokol lapisan-2 yang dikonfigurasi. Hal ini memungkinkan lalu lintas jaringan ditransmisikan melalui beberapa koneksi secara bersamaan, sehingga memaksimalkan throughput.
- Tidak diperlukan perutean lapisan-3: Distribusi aliran data yang cerdas dalam tumpukan tidak memerlukan perutean lapisan-3 karena protokol tumpukan internal menangani koneksi seperti dijelaskan di atas.
- Failover cepat dan penerusan hampir tanpa gangguan: Berkat teknologi deteksi cepat dan pemulihan tautan, koneksi tumpukan ditransfer ke switch lain jika terjadi kegagalan melalui “hitless failover”, yaitu tanpa kehilangan data.
- Tidak ada peningkatan perangkat lunak dalam layanan: Sebuah kerugiantage dengan penumpukan adalah bahwa sakelar yang ditumpuk harus offline selama pembaruan firmware, yaitu waktu aktif 100% tidak dijamin selama pembaruan perangkat lunak atau boot ulang. Meskipun demikian, opsi ini dapat dianggap sebagai alternatif terhadap VPC ketika jendela pemeliharaan digunakan. Selama pengoperasian, operasi aktif/aktif mencapai throughput data maksimum antara lapisan inti dan perangkat akhir.
Protokol spanning-tree (STP)
Perbedaan teknis antara standar spanning-tree MSTP (Multi-STP, IEEE 802.1s) dan RSTP (RapidSTP, IEEE 802.1w) saat ini tidak dibahas di sini. Sebaliknya kami merujuk pada literatur yang relevan. Meskipun VPC dan penumpukan fokus pada redundansi fisik dan penyeimbangan beban, STP memberikan solusi logis untuk menghindari kegagalan jaringan akibat loop dan memastikan pemulihan yang cepat.
Dari tiga protokol yang disajikan di sini, STP memiliki konfigurasi yang paling memakan waktu. Meskipun STP dapat mencapai zero downtime dalam mode aktif/pasif antara lapisan saklar akses dan perangkat akhir, pengoperasian STP harus dihindari karena redundansi aktif/pasif. Namun, STP memang menawarkan keuntungantages dalam beberapa skenario:
- Apabila pembatasan terkait konstruksi membatasi jumlah kemungkinan sambungan, STP adalah alternatif yang ideal. Hal ini meminimalkan risiko pembentukan loop, terutama dalam mode akses klien.
- Dengan persyaratan perangkat kerasnya yang sederhana, protokol ini dapat didukung bahkan oleh switch tingkat awal, yang menjadikan STP solusi yang sangat hemat biaya.
Protokol pendukung LACP, VRRP, relay DHCP, dan routing L3
Selain tiga protokol yang telah disebutkan, yang secara signifikan menentukan konsep jaringan switch secara keseluruhan, protokol lebih lanjut penting untuk deskripsi skenario berikut.
Grup Agregasi Tautan (LAG) & Protokol Kontrol Agregasi Tautan (LACP)
Teknologi penerapan link agregasi dan loadbalancing disebut LAG (Link Aggregation Group). LAG secara dinamis menggabungkan sejumlah koneksi fisik antar perangkat jaringan ke dalam satu koneksi logis.
LACP adalah singkatan dari “Link Aggregation Control Protocol”. Sebagai bagian dari standar global IEEE 802.1AX (Link Aggregation), LACP adalah protokol untuk konfigurasi otomatis dan pemeliharaan grup agregasi link. LACP menggunakan LACPDU (paket data LACP, prinsip permintaan-respons) sebagai mekanisme negosiasi otomatis antara dua atau, saat menggunakan VPC atau penumpukan, beberapa perangkat jaringan, sehingga tautan yang dikelompokkan secara logis dapat secara otomatis dibentuk dan dimulai sesuai dengan konfigurasinya. LACP juga bertanggung jawab untuk menjaga status tautan dan terus-menerus bertukar informasi tentang paket data. Oleh karena itu, ia bereaksi secara dinamis terhadap perubahan dalam jaringan tanpa memerlukan konfigurasi ulang.
LANCOM Techpaper – Konsep redundansi untuk jaringan switch hierarki
menggunakan salah satu dari dua koneksi fisik, dan yang lainnya hanya digunakan untuk pembuatan koneksi.
Protokol Redundansi Router Virtual (VRRP)
VRRP adalah protokol jaringan lapisan-3 standar yang menggunakan redundansi dan penyeimbangan beban untuk menyediakan alokasi otomatis dan failover dinamis agar router tetap tersedia, atau dalam hal ini sakelar yang mendukung perutean. Hal ini memastikan ketersediaan jaringan, terutama untuk layanan keamanan penting, melalui transisi yang lancar ke perangkat cadangan. Dalam jaringan yang sangat besar (campdigunakan dengan lebih dari 10,000 port), konsep perutean yang diperlukan pada lapisan 3 juga dapat disederhanakan, karena dua perangkat di VRRP dapat divirtualisasikan sebagai gateway default tunggal.
Relai DHCP
Karena jaringan dua tingkat atau tiga tingkat biasanya memiliki server DHCP terpisah pada perangkat keras berkinerja tinggi, sakelar pada lapisan agregasi/distribusi dan akses harus dikonfigurasi dengan agen relai DHCP. Ini meneruskan permintaan DHCP ke server DHCP terpusat dan mencegah konflik alamat IP.
Perutean lapisan-3
Fungsi perutean sangat penting untuk menerapkan keamanan dan opsi kontrol akses, pertumbuhan jaringan yang dinamis, dan stabilitas yang baik (penerusan vs. banjir) melalui pemisahan subnet yang logis dan yang terpenting efisien. Untuk memastikan bahwa setiap switch mengetahui router mana yang akan digunakan, tabel routing dibuat yang berfungsi sebagai “database alamat” yang valid setiap saat. Perutean dinamis memastikan bahwa semua “router”, yaitu switch berkemampuan lapisan-3 (L3), dapat berkomunikasi satu sama lain dan membangun tabel perutean ini secara mandiri. Artinya, rute lalu lintas data dalam jaringan terus-menerus diatur secara dinamis, sehingga menjamin kinerja jaringan terbaik. Metode perutean yang umum adalah OSPFv2/v3 dan BGP4, meskipun yang pertama umumnya hanya digunakan di jaringan internal.
Example skenario untuk jaringan switch redundan
Sekarang kita sudah familiar dengan protokol dan fungsi intinya, sekarang kita beralih ke penerapannya di contohample skenario dengan model dari Portofolio peralihan LANCOM.
Kertas Teknologi LANCOM – Konsep redundansi untuk jaringan saklar hierarki
Sang mantanample yang ditampilkan berhubungan dengan jaringan switch tiga tingkat. Jika jaringan dua tingkat dengan lapisan agregasi/distribusi dan akses sudah mencukupi untuk Anda, lapisan inti dapat dihilangkan. Solusi yang dijelaskan tetap valid dan dapat dilihat sebagai rekomendasi untuk penerapan praktis.
Skenario 1: Jaringan switch waktu aktif 100% dengan switch akses berkemampuan VPC
Skenario ini cocok untuk perusahaan besar dan campjaringan AS dengan persyaratan redundansi tinggi. Jumlah maksimum port akses dengan redundansi 100% adalah kira-kira. 60,000.
Dalam kasus switch inti dengan 32 port, satu port biasanya digunakan untuk uplink, misalnya ke pusat data/WAN, dan 2 hingga 8 port lainnya dicadangkan untuk VPC yang menawarkan redundansi dan kinerja. Jadi dengan 6 koneksi VPC, tersisa 25 port. Pada lapisan agregasi/distribusi, switch redundan dengan masing-masing 48 port terhubung. Pada gilirannya ini dapat terhubung ke switch pada lapisan akses, masing-masing dengan maksimal 48 port. Hal ini mengakibatkan
25x48x48= 57,600 port
Untuk menerapkan skenario ini, semua peralihan dari inti ke lapisan akses harus berkemampuan VPC. Meskipun hal ini membatasi potensi jumlah switch, prinsip aktif/aktif memungkinkan bandwidth tinggi dikombinasikan dengan waktu aktif 100%. Selain itu, fitur In-Service Software Update (ISSU) memenuhi persyaratan tertinggi untuk ketersediaan jaringan.
Skenario ini ideal untuk switch LANCOM yang baru, yang akan segera dirilis dan paling kuat, seperti switch inti LANCOM CS‑8132F, switch agregasi/distribusi LANCOM YS‑7154CF, serta switch akses seri XS‑4500 . Untuk pertama kalinya, seri XS‑4500 memungkinkan koneksi titik akses berkemampuan Wi-Fi 7 seperti LANCOM LX‑7500.
Sakelar di setiap lapisan jaringan terhubung melalui tautan rekan 100G VPC. Lapisan bawah kemudian dihubungkan secara berlebihan melalui LAG dengan 100G atau 25G, tergantung pada port uplink dari sakelar akses. Dapat juga dilihat bahwa sakelar lapisan inti di grup VPC dikonfigurasikan dengan VRRP. Hal ini membantu menyederhanakan konfigurasi perutean berikutnya pada lapisan bawah karena switch yang mendukung VPC menyimpan alamat IP masing-masing dan hanya VRRP yang kemudian menyederhanakannya menjadi satu alamat IP bersama. Akibatnya, switch pada lapisan inti dan agregasi/distribusi muncul dari lapisan akses menjadi gateway routing L3 tunggal. Tidak ditampilkan protokol tambahan relai DHCP dan perutean dinamis seperti OSPF. Ini harus dikonfigurasi dan digunakan sesuai dengan fungsi yang dimaksudkan untuk membuat segmentasi jaringan dengan VLAN sesederhana mungkin.
Pada tingkat perangkat akhir, yang ditampilkan di sini misalnyaample dengan titik akses, redundansi penuh tersedia dengan perangkat yang dilengkapi dengan dua antarmuka Ethernet. Karena sakelar akses LANCOM memiliki fitur yang dikenal sebagai “PoE non-stop”, pasokan daya ke perangkat yang terhubung tidak terputus bahkan jika sakelar di-boot ulang atau pembaruan sakelar, selama ada jalur data alternatif kedua.
Skenario 2: Jaringan switch yang andal dengan kombinasi VPC dan penumpukan
Skenario ini berfokus pada biaya per pelabuhan. Jika lapisan akses dapat bekerja dengan jendela pemeliharaan, skenario dengan penumpukan pada lapisan akses ini adalah metode yang disarankan. Berbeda dengan skenario pertama, lapisan agregasi/distribusi di sini dapat beroperasi misalnyaample itu LANCOM XS‑6128QF, dan lapisan akses dapat beroperasi dengan lebih hemat biaya GS‑4500 bukan seri XS‑4500. Karena sekarang dimungkinkan untuk merencanakan hingga delapan switch di tumpukan pada lapisan akses, jumlah port meningkat hingga maksimum 460,800 port (25*48*48*8). Hal ini secara signifikan meningkatkan jumlah port sambil mempertahankan tingkat redundansi yang dapat diterima dan mendekati 100% waktu aktif jaringan (dengan asumsi ada masa pemeliharaan).
Karena jumlah port yang sangat tinggi, protokol routing L3 VRRP dan ARF (Perutean dan Penerusan Tingkat Lanjut) direkomendasikan untuk lapisan inti. VPC tetap berada di lapisan inti dan lapisan agregasi/distribusi sehingga, seperti dalam skenario pertama, memenuhi pendekatan ISSU yang penting di kedua lapisan. Daripada VPC, stacking adalah solusi redundansi yang digunakan pada lapisan akses, yang meningkatkan jumlah sakelar akses yang dapat digunakan dari portofolio LANCOM. Mirip dengan skenario pertama, relai DHCP dan LAG tetap digunakan antar lapisan. Karena keterbatasan penumpukan, waktu henti sekitar lima menit diperlukan untuk pembaruan firmware tumpukan sakelar, sehingga perlu merencanakan jangka waktu pemeliharaan.
Skenario 3: Jaringan switch dengan biaya optimal dengan kombinasi VPC dan STP
Dalam skenario ini, konfigurasi lapisan inti dan agregasi/distribusi dengan VPC dan LAG sama seperti sebelumnya. Hanya switch LANCOM yang digunakan, seperti LANCOM XS‑5116QF Dan LANCOM GS‑3652XUP, memberikan kecepatan uplink yang berbeda.
Pada lapisan akses, STP dikonfigurasikan, bukan VPC atau bertumpuk. Ini memiliki keunggulantagbahwa protokol tersebut hanya memerlukan kinerja perangkat keras yang sederhana, yang selanjutnya meningkatkan pemilihan saklar akses yang layak (misalnya Seri LANCOM GS‑3600). Namun, STP hanya memiliki kegunaan terbatas karena prinsip aktif/pasif dan konfigurasinya yang rumit.
Berikut ini kami sajikan dua contoh tipikalamples untuk mengilustrasikan penggunaan STP.
Skenario 3.1: STP di lokasi desentralisasi
Dua tumpukan saklar agregasi/distribusi harus dipahami sebagai dua unit independen di lokasi berbeda. Dengan menggunakan LACP dan STP yang dikonfigurasi di dalamnya, kedua tumpukan kini terhubung ke tulang punggung yang juga berisi gateway ke WAN. Jika koneksi dari tumpukan sebelah kanan ke gateway WAN gagal—misalnyaample, karena kejadian yang tidak terduga—tumpukan masih dapat dirutekan ke WAN melalui tumpukan sebelah kiri tanpa situs terpotong sepenuhnya. Selama tidak ada kesalahan, koneksi tengah antar tumpukan tetap tidak aktif. Pada lapisan akses, rekomendasi untuk skenario ini tetap menggunakan LACP daripada STP.
Skenario 3.2: STP dengan banyak saklar akses berjenjang
Skenario ini ideal ketika anggaran terbatas namun sejumlah besar pelabuhan akses masih perlu diterapkan. Pemotongan biaya sering kali menargetkan tumpukan sakelar agregasi karena banyaknya sakelar akses tidak dapat dihindari. Untuk mempertahankan sejumlah redundansi, sebuah cincin dikonfigurasi pada lapisan akses, yang memerlukan aktivasi STP. Dimungkinkan juga untuk mengatur koneksi ganda melalui LACP di sini. Namun, hal ini juga dapat dihilangkan di sini karena aspek biaya.
Kesimpulan
Dengan memperluas portofolionya hingga mencakup lapisan inti, LANCOM telah menjadi toko serba ada bagi siapa pun yang merencanakan atau mengelola campkami jaringan.
Meskipun skenario ini tidak dapat mencerminkan setiap kemungkinan desain jaringan, contohnya adalah:ampayo berikan yang terbaikview tentang apa yang dapat dicapai dengan inti LANCOM, agregasi/distribusi, dan sakelar akses. Dengan konsep redundansi VPC, penumpukan, dan STP yang disajikan di sini, solusi terbaik untuk segala kebutuhan jaringan dapat ditemukan tergantung pada aplikasi dan anggaran.
Apakah Anda berencana menyiapkan atau memperluas jaringan Anda dengan switch LANCOM?
Teknisi LANCOM berpengalaman dan spesialis dari mitra sistem kami akan membantu Anda dalam perencanaan, pemasangan, dan pengoperasian desain jaringan LANCOM berbasis kebutuhan, berkinerja tinggi, dan tahan masa depan.
Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang switch kami, atau Anda sedang mencari mitra penjualan LANCOM? Tolong hubungi kami:
Penjualan di Jerman
+49 (0)2405 49936 333 (H)
+49 (0)2405 49936 122 (AT, CH)
Sistem LANCOM GmbH
Perusahaan Rohde & Schwarz Adenauerstr. 20/B2
52146 Wuerselen
Jerman
info@lancom.de
LANCOM, LANCOM Systems, LCOS, LANcommunity, dan Hyper Integration adalah merek dagang terdaftar. Semua nama atau deskripsi lain yang digunakan mungkin merupakan merek dagang atau merek dagang terdaftar dari pemiliknya. Dokumen ini berisi pernyataan yang berkaitan dengan produk masa depan dan atributnya. LANCOM Systems berhak mengubahnya tanpa pemberitahuan. Tidak ada tanggung jawab atas kesalahan teknis dan/atau kelalaian. 06/2024
Dokumen / Sumber Daya
 |
Konsep Redundansi LANCOM untuk Jaringan Switch Hierarki [Bahasa Indonesia:] Panduan Pengguna Konsep Redundansi untuk Jaringan Switch Hierarki, Konsep Jaringan Switch Hierarki, Jaringan Switch Hierarki, Jaringan Switch, Jaringan |
