20.1 Обзор

20.1.1 Общая информация

В настоящее время в сетях в основном используются два типа коммуникационного оборудования: моноблочные устройства и модульные распределенные системы.

Сравнивая их, можно заметить следующее:

• Моноблочные устройства отличаются низкой стоимостью, однако не поддерживают высокую доступность и защиту сервисов от прерываний, что не позволяет использовать их в критически важных сегментах сети (таких как ядро, уровень агрегации, промышленные сети, центры обработки данных и т.д.). В сложных сценариях построения сетей явно проявляется их главный недостаток — плохая масштабируемость. Пользователям приходится обслуживать больше сетевых устройств, а для их добавления необходимо изменять первоначальную сетевую структуру.

• Модульные распределенные системы обладают преимуществами высокой доступности, производительности и плотности портов, поэтому часто применяются в критически важных сегментах (ядро, агрегация, промышленные сети, ЦОД и т.д.). Однако по сравнению с моноблочными коммутаторами у них также есть недостатки, такие как высокие первоначальные инвестиции и стоимость одного порта.

Учитывая эти особенности моноблочных и модульных распределенных систем, была разработана технология стекирования, которая объединяет преимущества обоих типов устройств.

Стекирование — это соединение нескольких устройств через специальные порты стека с образованием виртуального логического устройства, как показано на рисунке ниже.

Администратор управляет этим виртуальным устройством, тем самым управляя всеми физическими устройствами в стеке. Такое виртуальное устройство сочетает преимущество низкой стоимости моноблочных систем с преимуществами масштабируемости и высокой надежности, присущими модульным распределенным системам.

Рисунок 20-1: Виртуальное устройство стека

20.1.2 Технические преимущества

Стекирование обладает следующими ключевыми преимуществами:

• Упрощенное управление. После формирования стека администратор может подключиться к стекированной системе через любой порт ведущего (Master) устройства. Настраивая ведущее устройство, он управляет всем стеком и всеми входящими в него устройствами-участниками без необходимости физического подключения к каждому из них для отдельной конфигурации и администрирования.

• Упрощение эксплуатации сети. Различные управляющие протоколы, работающие в виртуальном устройстве, образованном стеком, функционируют как на едином устройстве. Например, расчеты по протоколу маршрутизации выполняются для единого объекта. Это сокращает объем служебного обмена протокольными сообщениями между устройствами, упрощает эксплуатацию сети и уменьшает время конвергенции при изменениях в топологии. Данная особенность технологии стекирования отсутствует в распространенной технологии кластеризации, которая обеспечивает лишь централизованное управление устройствами, в то время как устройства в кластере по-прежнему работают в сети как независимые узлы.

• Низкая стоимость. Технология стекирования виртуализирует несколько менее производительных устройств в одно более мощное виртуальное устройство, которое обладает плотностью портов и пропускной способностью высокопроизводительных устройств, сохраняя стоимость устройств начального уровня. Это дает преимущество в стоимости по сравнению с прямым использованием дорогостоящего высокопроизводительного оборудования.

• Мощные возможности расширения сети. Путем добавления новых устройств-участников можно легко наращивать количество портов, пропускную способность и вычислительную мощность стекированной системы.

• Защита инвестиций пользователя. Благодаря мощным возможностям расширения, при модернизации сети пользователю не требуется заменять имеющееся оборудование, а достаточно добавить новые устройства. Это эффективно защищает первоначальные инвестиции.

• Высокая надежность. Высокая надежность стека проявляется во многих аспектах. Например: физические порты стекирования между устройствами-участниками поддерживают функцию агрегации каналов; физическое подключение стекированной системы к выше- и нижестоящим устройствам также поддерживает агрегацию, что повышает отказоустойчивость системы за счет резервирования линков; стек состоит из нескольких устройств-участников, где ведущее (Master) устройство отвечает за работу, управление и обслуживание стека, а ведомые (Slave) устройства, помимо выполнения функций резерва, также обрабатывают трафик. В случае сбоя ведущего устройства система быстро и автоматически избирает нового мастера, гарантируя непрерывность прохождения трафика через стек и реализуя резервирование уровня устройств по схеме 1:N. Стекирование является оптимальным решением для обеспечения надежности сети.

• Мощные возможности расширения сети. Путем добавления новых устройств-участников можно легко наращивать количество портов, пропускную способность и вычислительную мощность стекированной системы.

• Высокая производительность. Поскольку стек состоит из нескольких автономных устройств с поддержкой стекирования, коммутационная емкость и количество портов виртуального стекированного устройства равны сумме емкостей и портов всех отдельных устройств в стеке. Таким образом, технология стекирования позволяет легко увеличить базовую коммутационную емкость устройства и плотность пользовательских портов в несколько раз за счет объединения нескольких устройств, существенно повышая общую производительность.

• Широкая поддержка продуктов. Будучи универсальной технологией виртуализации, стекирование позволяет интегрировать в стек продукты разной форм-факторной реализации, используя одну и ту же технологию для поддержки стекирования между устройствами одного типа.