Стекирование коммутаторов и MLAG

Что такое объединение коммутаторов в стек?

Стек коммутаторов в сетях представляет собой конфигурацию из несколько стековый коммутаторes соединённых с помощью стекирующего кабеля и виртуализированных как логически единое устройство для пересылки данных. Это масштабируемое решение для расширения сетевой ёмкости без сложностей управления несколькими физическими устройствами. Кроме того, добавление или удаление коммутатора в стеке не повлияет на производительность системы стека. Если один канал или коммутатор в блоке коммутаторов стека выйдет из строя, система стека сможет продолжать передавать данные.

F1: топология стекинга коммутаторов Ethernet

У некоторых ведущих брендов эта функция называется немного по-разному, например “Cisco StackWise”, “Aruba VSF” и “Huawei istack”. Cisco даже ввела термины для обозначения различных вариантов объединения коммутаторов Cisco в стек. Например, технология Cisco StackWise поддерживает максимум 8 стеков, а StackPower — максимум 4 стека. 

Большинство устройств серий QSFPTEK S5300 и S7300 коммутаторы кампусной сети представляют собой управляемые коммутаторы с возможностью стекирования. В таблице ниже указано, сколько коммутаторов можно объединить в стек. Некоторые модели поддерживают стек из 2 коммутаторов, а другие — стек из 8 коммутаторов.

Что такое MLAG?

MLAG (Группа агрегации каналов между несколькими шасси или Multi-chassis LAG) — это метод формирования группы агрегации каналов (LAG) между несколькими устройствами для обеспечения резервирования — Когда один из коммутаторов выходит из строя, система продолжает работать. Хотя стандарт IEEE 802.1AX-2008, определяющий LAG, не упоминает Multi-chassis LAG, MLAG стал широко применяемым подходом к агрегации каналов. Он добавляет резервирование на уровне узлов к уже существующему резервированию на уровне каналов, обеспечиваемому LAG.

Реализация MLAG является проприетарной, что означает невозможность настройки MLAG между коммутаторами разных производителей. Проще говоря, механизм заключается в соединении двух коммутаторов посредством peer-link и формировании группы агрегации каналов, функционирующей как одно логическое устройство. С помощью MLAG в группу агрегации каналов можно добавлять дополнительные коммутаторы. Топология MLAG позволяет значительно масштабировать сетевые возможности, повышать надёжность системы и упрощать управление.

Все серии QSFPTEK S5600 и S7600 коммутаторы центров обработки данных поддержка MLAG.

F2: топология коммутаторов MLAG

Что такое LACP?

LACP (Агрегация каналов Control Protocol), основанный на стандарте IEEE 802.3 ad, представляет собой протокол, обеспечивающий динамическое объединение и разъединение каналов. IEEE 802.3 ad LACP позволяет устройствам автоматически формировать агрегированные каналы и выполнять пересылку данных в соответствии с собственной конфигурацией. LACP объединяет несколько физических каналов в один логический канал, увеличивает пропускную способность сети и обеспечивает резервирование каналов. Четыре канала 1G образуют виртуальный канал 4G. В случае отказа одного физического канала остальные каналы в группе LACP распределят нагрузку.

Все коммутаторы QSFPTEK поддерживают LACP.

F3: топология LACP

Стековая архитектура и M-LAG: в чем разница?

Кажется, что агрегация каналов и стекируемые коммутаторы для обеспечения резервирования являются похожими масштабируемыми решениями. Однако по многим параметрам они существенно различаются. 

Совместимость между оборудованием разных производителей

Стековая коммутация и MLAG являются проприетарными технологиями, поэтому невозможно реализовать стек коммутаторов и MLLAG с коммутаторами разных производителей. В большинстве случаев коммутаторы должны относиться к одной и той же серии продуктов. Однако LACP можно настроить между несколькими коммутаторами разных производителей.

Количество в комплекте и масштабируемость

Емкость порта стекирования сетевых коммутаторов ограничена максимальным количеством коммутаторов в стеке, указанным производителями. На MLAG это ограничение не распространяется. Другой коммутатор легко и гибко добавить на востоке и западе или на севере и юге, чтобы сформировать новый MLAG. Сам LACP не поддерживает объединение нескольких коммутаторов. Вместо этого режим LACP настраивается на нескольких портах одного коммутатора и устанавливает соединения с другим коммутатором. Возможность настройки LACP и количество портов, поддерживающих эту функцию, определяются производителями.

Настройка и управление

Поскольку стек коммутаторов логически представляет собой единое устройство, он имеет единый IP/MAC-адрес. Поэтому необходимо настраивать и управлять только одним устройством. Однако коммутаторы MLAG необходимо настраивать и управлять ими по отдельности, поскольку виртуальный системный IP/MAC-адрес отсутствует. Сетевая структура стекирования коммутаторов Ethernet также проще, чем MLAG.

Усложнение модернизации

Хотя стек упрощает управление с одной панели управления, он снижает надёжность. MLAG обладает более высокой надёжностью, поскольку имеет две панели управления и администрирования. При модернизации сети MLAG действительно обеспечивает бесперебойное предоставление услуг благодаря чрезвычайно короткому времени прерывания и отсутствию изменений в исходной сетевой архитектуре.

Надежность

Функция балансировки нагрузки повышает надежность MLAG. Когда устройство доступа подключается к группе устройств M-LAG через Eth-Trunk, устройства-участники M-LAG совместно пересылают трафик после его получения от граничного устройства, отправившего его посредством балансировки нагрузки в объединении каналов. 

Приложение

MLAG обычно применяется в сетевой архитектуре spine-leaf и на уровне ядра/агрегации трехуровневой сетевой архитектуры для обеспечения сверхвысокой надежности серверов или коммутаторов. Он имеет отдельные панели управления и изолированный домен отказа, что обеспечивает более эффективное распределение нагрузки между каналами. Основным фактором при развертывании MLAG является более высокая надежность и короткое время прерывания при обновлении, а не сложность обслуживания сети.

F4: Применение MLAG и стекирования в трехуровневой сетевой архитектуре

Стекирование часто используется на уровне доступа/агрегации сети, где блоки стека расположены близко друг к другу. Типичный сценарий использования стекинга возникает, когда количества портов для периферийных устройств существующего сетевого оборудования недостаточно. Стекируемые коммутаторы позволяют гибко и просто увеличить количество портов и пропускную способность сети. 

Введение в MLAG и стекируемые коммутаторы QSFPTEK

Коммутаторы QSFPTEK поддерживают решения MLAG и стекинг, помогая пользователям масштабировать пропускную способность сети. В таблице ниже перечислены конкретные модели коммутаторов с поддержкой MLAG или стекинга.

И стекируемые коммутаторы, и коммутаторы с агрегацией каналов MLAG используют порты восходящей связи для стекирования или агрегации каналов.

В следующей части будет подробно показано, как использовать порты восходящей связи в качестве портов стекирования для объединения сетевых коммутаторов в стек. 

Для моделей, поддерживающих объединение 2 коммутаторов в стек, возьмем S5300-24T4X 24-портовый гигабитный коммутатор например, устройство с 4 восходящими портами 10G SFP+. Вы можете выбрать одно из следующих решений в качестве кабелей стекирования для подключения двух восходящих портов 10G SFP+ к каждому устройству:

• пара кабелей DAC 10G SFP+ — 10G SFP+

• пара трансиверов 10GBASE-SR SFP+ и многомодовых оптических волокон OM3/OM4

F5: 2x S5300-24T4X в стеке

Для моделей, поддерживающих объединение в стек 8 коммутаторов, например S7300-48X2Q4C Коммутатор 10Gb с 48 портами, для стекирования можно использовать порты 10G SFP+, 40G QSFP+ или восходящие порты 100G QSFP28. 

При использовании восходящих каналов 100G QSFP28 для стекинга возможны следующие два типичных решения для стекинга:

• 8x пара кабелей DAC от 100G QSFP28 к 100G QSFP28

• 8x пара трансиверов 100GBASE-SR4 QSFP28  и многомодовых оптических волокон OM3/OM4

F6: 8x S7300-48X2Q4C в стеке

Используйте порты 100G для соединения «два к двум». Руководство по подключению: 

• порты №3 и №4 100G коммутатора 1 подключены к портам №1 и №2 100G коммутатора 2

•  порты 100G NO.3 и NO.4 коммутатора 2 подключены к портам 100G NO.1 и NO.2 коммутатора 3

• порты NO.3 и NO.4 100G коммутатора 3 подключены к портам NO.1 и NO.2 100G коммутатора 4

• ...

• Наконец, порты 100G №1 и №2 коммутатора 1 подключены к портам 100G №3 и №4 коммутатора 8.

Заключение

В целом стекирование отличается относительно простой конфигурацией и сетевым проектированием, однако по гибкости, надежности и сложности модернизации уступает M-LAG. Высокая степень связанности и гибкость сетевого проектирования MLAG делают его более надежным, но требуют более сложного построения и обслуживания сети. 

QSFPTEK предлагает коммутаторы с поддержкой MLAG, стекирования и LACP 802.3 ad, чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям к пропускной способности сетей. Для коммутаторов, используемых на уровне доступа или агрегации и требующих простого решения для увеличения количества портов, мы рекомендуем стекируемые коммутаторы серий S5300 или S7300, которые позволяют расширить пропускную способность сети и упростить управление. Для приложений с высокими требованиями к пропускной способности в ядре сети, использующих архитектуру spine или leaf, мы рекомендуем развертывать коммутаторы серий S5600 или S7600, обеспечивающие высокую надежность и масштабируемость для дальнейшего развития сети. Обратитесь к нашему специалисту за консультацией по выбору.