什么是下一代可堆叠交换机

2019-11-05 01:35:21

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供稿：网友

　　固定端口交换机（如：24个10／100M端口或48个10／100M端口交换机）由于其配置简单、成本低一直在网络边缘和企业中得到广泛使用。但是当网络规模不断提高时，固定端口交换机的可扩展性受到极大挑战。堆叠交换机则解决了这一问题。将几个交换机通过专用的堆叠模块相连可以成倍地提高网络接入层的端口密度。有些厂家的交换机经过堆叠后可以作为一个网元治理，这更简化了网络结构。但是，堆叠是不是已经完美了呢？
　　
　　我们看到今天的网络流量及其分布正在发生着明显的变化。过去客户端到服务器的访问（如浏览者到Internet的Web访问）占网络流量的主导地位。而今天的流量模型正在走向多元化，如语音和图像的即时通信使得客户端到客户端的访问剧增，边缘交换机间的流量越来越大。这些都是以往的可堆叠交换机所没有面对的。
　　
　　堆叠技术面临的挑战
　　首先碰到的问题就是堆叠带宽。我们知道交换机的转发能力通常可以使各端口间进行线速交换，但是交换机之间的堆叠带宽是多少呢？看看今天市场上的交换机吧，堆叠带宽通常是1Gbps。北电网络的BayStack 470可以提供2.5Gbps的堆叠带宽。但是当跨交换机的流量很大时，我们是不是需要更大的堆叠带宽呢？
　　
　　其次，堆叠引入了设备可靠性的问题。当整个堆叠中一个交换机或一条堆叠电缆出现故障时会不会影响其他交换机的工作？网管会不会出问题？多长时间才能恢复正常？市场上大部分交换机虽然有专用的堆叠模块，但仍沿用千兆接口互联的原理。当多个交换机被堆叠电缆连成一个环后看起来像是一个网络设备，但其实就如同用千兆接口把它们穿在一起一样。由于Spanning Tree的原因，这些堆叠电缆中的一条会被协议阻断，严重影响转发性能。当整个堆叠中的一个交换机或一条堆叠电缆发生故障时，Spanning Tree重新收敛，网络将会有至少几十秒钟的不可用时间，这对于今天的用户是不能接受的。在这种情况下，语音、视频、电子交易等要害应用会受到严重影响。
　　
　　“安全的堆叠”
　　早在1995年，当BayStack 450交换机问世时，北电网络就解决了这些问题。BayStack 450提供“安全的堆叠”（2.5Gbps），在发生故障时可在一秒钟内自愈。这种“安全的堆叠”不仅在设备万一发生故障时提供保护，更在用户升级网络时提供不中断的业务保障。随着用户业务的增长，网络规模必将扩大。当接入交换机需要扩容时我们不可避免地需要将堆叠打开并加入新的交换机。“安全的堆叠”使得这一过程并不影响正在工作的交换机。这种堆叠技术还使整个堆叠用一个ip地址进行网管，如同一个网络设备。
　　
　　话音、图像、数据和存储业务的融合使越来越多的业务基于网络，人们可以在他们的桌面做更多的事情，网络边缘的压力在与日俱增。除了堆叠技术外，边缘交换机在诸如性能、可靠性、安全性、QoS、可治理性等多方面受到挑战。
　　
　　下一代可堆叠交换机
　　2003年6月，北电网络推出了BayStack 5510 10／100／1000Mbps (48口和24口两种型号)可堆叠交换机。作为北电新一代交换机BayStack 5000系列中的一部分，BayStack 5510继续了已有交换机的优点并在性能和功能上做了大幅度提升。
　　
　　BayStack 5510使用了新一代的堆叠技术：FAST(Flexible Advanced Stacking Technology, 灵活先进的堆叠技术）。北电网络创新的FAST技术使得堆叠中的交换机之间可以同时传输双向数据，整个堆叠的带宽高达640Gbps。如图1所示，每个交换机与上下相邻单元间都具有40Gbps的全双工带宽。这是目前业界最高的堆叠带宽。
　　
　　　

　　
　　FAST技术还在堆叠中提供了优化的数据传送—最短路径算法。例如一个堆叠中有8个交换机。当第三个交换机要发一个数据包给第二个交换机时，这个包不会被送到第四个然后到第五个……依此类推，最后经过第一个交换机才传到第二个。FAST技术采用最短路径算法使得交换机间的数据传送总是选用最短路径（在第二和第三个交换机间的全双工40Gbps连接上直接传送）。这不仅提高了堆叠带宽的使用效率，也减少了数据传输的时延。
　　
　　FAST技术还继续了以往“安全的堆叠”的优点。它可以使网络平滑升级，在万一发生故障的时候不致影响用户业务。当在堆叠中加入新交换机时只需进行简单的连接，FAST技术使其成为“即插即用”的过程。
　　
　　再让我们看看BayStack 5510 交换机在其他方面的出色之处。它的交换结构使得每个BayStack 5510具有160Gbps的转发速率和线速的性能。在业界，可堆叠交换机是首次达到如此量级。这使得BayStack 5510在今后有可能支持10GE上连端口。8个BayStack 5510通过内置的堆叠模块连在一起可以达到384个 10／100／1000M 端口的高密度。这又是一项业界新高。它以合理的价格为用户桌面流量的不断提高提供了基础。当企业和用户寻求新的网络应用时不必再顾虑网络带宽的限制。秉承BPS 2000和BayStack 470的传统，BayStack 5510支持完善的QoS机制。根据用户制定的策略对不同应用的数据流进行线速分类，每个端口具有8个硬件队列更加细化数据优先级，从端到端保证要害应用的QoS。
　　
　　今天，企业和用户的商业运作越来越依靠于网络，安全至关重要。BayStack 5510 在网络治理和用户治理方面提供丰富的安全机制（SNMP v3、SSH、802.1x、BaySecure＊……）。为了提高设备的可靠性，BayStack 5510可提供冗余电源配置。在做端口汇聚时，它答应将堆叠中不同交换机的端口进行捆绑（分布式的链路汇聚）以避免单点故障。
　　
　　从上面简单的描述中我们不难看出，BayStack 5510提供了前所未有的堆叠技术和交换性能。再加上它在安全性、QoS和可治理性方面的表现，BayStack 5510不仅可以轻松胜任今天的网络需求还有能力迎接未来应用的挑战。
　　
　　下一代可堆叠交换机的标准
　　BayStack 5510定义了下一代可堆叠交换机的新标准。
　　
　　● 在8U的高度内提供多达384个千兆到桌面的接口，为业界最高端口密度;
　　
　　● 使用创新的FAST（灵活先进的堆叠技术）技术，提供业界领先的千兆以太网性能—高达640Gbps的堆叠带宽;
　　
　　● 160Gbps的高性能交换结构保证了对数据的线速操作，没有丢包;
　　
　　● 在整个堆叠中支持基于硬件的三层路由;
　　
　　● 在网络边缘提供智能QoS;
　　
　　● 通过内置的堆叠端口实现经济的、即插即用的堆叠;
　　
　　● 每个堆叠中提供多达16个用于上连的SFP GBIC （小型千兆模块）接口;
　　
　　● 实现所有BayStack 5000系列交换机的灵活堆叠，整个堆叠作为一个网络设备治理，使用单一的IP地址;
　　
　　● 业界领先的可靠性能和堆叠能力，保证网络的正常运行;
　　
　　● 安全的接入控制和数据保护。
　　
　　注：BaySecure是北电网络提供的基于Mac地址的安全策略。
　　
　　