こんにちは、ネットワーク ワーカーの友人です
今日はコアスイッチについて話しましょう。
まず概念を明確にする必要がありますが、アクセス レイヤ スイッチ、アグリゲーション レイヤ スイッチ、コア レイヤ スイッチはスイッチの種類や属性ではなく、実行するタスクによって分類されます。
ネットワークトポロジの観点から、コンピュータネットワークシステムの構造は、アクセス層、アグリゲーション層、コア層の3層のネットワークアーキテクチャを採用する必要があります。
コア層はネットワークの中心となる層であり、その重要性は際立っています。
したがって、コア層スイッチには、より高い帯域幅、より高い信頼性、より高いパフォーマンスとスループットを備えた、ギガビットまたは 10 ギガビット以上の管理可能なスイッチを採用する必要があります。
今日は、コア スイッチ選択の主なパラメータ、6 つの基本知識ポイントについて説明し、どれだけ知っているかを確認しましょう。
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01 バックプレーン帯域幅
バックプレーン帯域幅は、スイッチング容量とも呼ばれます。
これは、スイッチ インターフェイス プロセッサまたはインターフェイス カードとデータ バスの間で処理できるデータの最大量であり、陸橋が所有するレーンの合計と同様です。
すべてのポート間の通信はバックプレーンを介して完了する必要があるため、バックプレーンによって提供される帯域幅がポート間の同時通信のボトルネックになります。
帯域幅が大きいほど、各ポートに提供される利用可能な帯域幅も大きくなり、データ交換速度も速くなります。
帯域幅が小さいほど、各ポートに提供される利用可能な帯域幅が小さくなり、データ交換速度が遅くなります。
つまり、バックプレーンの帯域幅がスイッチのデータ処理能力を決定し、バックプレーンの帯域幅が大きいほど、データ処理能力が強化されます。
ネットワークの全二重ノンブロッキング伝送を実現したい場合は、バックプレーンの最小帯域幅要件を満たす必要があります。
計算式: バックプレーン帯域幅 = ポート数 × ポート レート × 2
ヒント:レイヤ 3 スイッチの場合、転送速度とバックプレーン帯域幅が両方とも必須の最小要件を満たしている場合にのみ、適格なスイッチとなります。
たとえば、スイッチに 24 個のポートがある場合、バックプレーン帯域幅 = 24*1000*2/1000 = 48Gbps となります。
02 レイヤ2、レイヤ3のパケット転送速度
ネットワーク内のデータはデータ パケットで構成されており、各データ パケットの処理によりリソースが消費されます。
転送速度 (スループットとも呼ばれます) は、パケット損失なしで単位時間あたりに通過するデータ パケットの数を指します。
スループットは陸橋のトラフィック フローのようなもので、レイヤ 3 スイッチの最も重要なパラメータであり、スイッチの特定のパフォーマンスを表します。
スループットが小さすぎるとネットワークのボトルネックとなり、ネットワーク全体の伝送効率に悪影響を及ぼします。
スイッチは、スイッチングのボトルネックを最大限に排除するために、ワイヤスピードのスイッチングを達成できなければなりません。つまり、スイッチング速度が伝送路上のデータ伝送速度に達する必要があります。
レイヤ 3 コア スイッチの場合、ノンブロッキング ネットワーク伝送を実現する必要がある場合、レートは公称レイヤ 2 パケット転送レート以下、レートは公称レイヤ 3 パケット転送レート以下であれば、スイッチは次のことを実行します。第 2 層と第 3 層で、層切り替え時に回線速度を実現できます。
すると、式は次のようになります。
スループット (Mpps) = 10 ギガビット ポートの数 × 14.88 Mpps + ギガビット ポートの数 × 1.488 Mpps + 100 メガビット ポートの数 × 0.1488 Mpps。
計算されたスループットがスイッチのスループットよりも小さい場合、ワイヤ速度を達成できる可能性があります。
ここで、10メガビットポートと100メガビットポートがあればカウントアップし、そうでない場合は無視してよい。
例えば。
24 ギガビット ポートを備えたスイッチの場合、すべてのポートがワイヤ スピードで動作するときにノンブロッキング パケット スイッチングを保証するには、完全に設定されたスループットが 24×1.488 Mpps=35.71 Mpps に達する必要があります。
同様に、スイッチが最大 176 ギガビット ポートを提供できる場合、そのスループットは少なくとも 261.8 Mpps (176×1.488 Mpps = 261.8 Mpps) である必要があり、これが実際のノンブロッキング構造設計です。
では、どうすれば 1.488Mpps を実現できるのでしょうか?
パケット転送回線速度の測定基準は、単位時間当たりに送信される64バイトのデータパケット数（最小パケット数）を計算基準としています。
ギガビット イーサネットの場合、計算方法は次のとおりです。
1，000，000，000bps/8bit/（64+8+12）バイト=1，488，095pps
注: イーサネット フレームが 64 バイトの場合、8 バイトのフレーム ヘッダーと 12 バイトのフレーム ギャップの固定オーバーヘッドを考慮する必要があります。
したがって、ライン速度のギガビット イーサネット ポートが 64 バイトのパケットを転送する場合、パケット転送レートは 1.488Mpps になります。
ファスト イーサネットのポート転送レートは、ギガビット イーサネットの 148.8kpps のちょうど 10 分の 1 です。
- 10 ギガビット イーサネットの場合、ワイヤスピード ポートのパケット転送レートは 14.88Mpps です。
- ギガビット イーサネットの場合、ワイヤスピード ポートのパケット転送速度は 1.488Mpps です。
- ファスト イーサネットの場合、ワイヤスピード ポートのパケット転送レートは 0.1488Mpps です。
このデータを使用できます。
したがって、上記の 3 つの条件 (バックプレーン帯域幅、パケット転送速度) が満たされる場合、このコア スイッチは真にリニアでノンブロッキングであると言えます。
一般に、両方の要件を満たすスイッチが認定されたスイッチです。
バックプレーンが比較的小さいため、比較的大きなバックプレーンと比較的小さなスループットを備えたスイッチは、アップグレードおよび拡張機能を維持できることに加えて、ソフトウェア効率や特殊なチップ回路設計に問題があります。
スループットが比較的大きいスイッチは、全体的なパフォーマンスが比較的高くなります。
ただし、バックプレーンの帯域幅についてはメーカーの宣伝は信頼できますが、スループットについてはメーカーの宣伝は信頼できません。後者は設計値であり、テストは非常に難しく、ほとんど意味がないからです。
03 スケーラビリティ
スケーラビリティには次の 2 つの側面が含まれる必要があります。
01 スロット数
スロットは、各種機能モジュールやインターフェースモジュールを装着するために使用されます。
各インターフェイス モジュールが提供するポートの数は決まっているため、基本的にスロットの数によってスイッチが収容できるポートの数が決まります。
さらに、すべての機能モジュール（スーパー エンジン モジュール、IP 音声モジュール、拡張サービス モジュール、ネットワーク モニタリング モジュール、セキュリティ サービス モジュールなど）がスロットを占有する必要があるため、スロットの数がスイッチの拡張性を基本的に決定します。 . セックス。
02モジュール タイプ
サポートされるモジュール タイプ (LAN インターフェイス モジュール、WAN インターフェイス モジュール、ATM インターフェイス モジュール、拡張機能モジュールなど) が増えるほど、スイッチの拡張性が強化されることは間違いありません。
LAN インターフェイス モジュールを例に挙げると、RJ-45 モジュール、GBIC モジュール、SFP モジュール、10Gbps モジュールなどが含まれます。
大規模および中規模のネットワークにおける複雑な環境とネットワーク アプリケーションの要件に適応します。
04 レイヤ4スイッチング
レイヤ 4 スイッチングは、ネットワーク サービスへの高速アクセスを可能にするために使用されます。
レイヤ 4 スイッチングでは、送信を決定するための基準は、MAC アドレス (レイヤ 2 ブリッジ) または送信元/宛先アドレス (レイヤ 3 ルーティング) だけでなく、TCP/UDP (レイヤ 4) アプリケーション ポート番号でもあります。高速イントラネット アプリケーション。
4層スイッチングでは、ロードバランシング機能に加え、アプリケーションタイプやユーザーIDに基づく送信フロー制御機能もサポートします。
さらに、レイヤー 4 スイッチはサーバーの直前に配置され、アプリケーション セッションのコンテンツとユーザー権限を認識するため、不正なサーバー アクセスを防ぐための理想的なプラットフォームとなります。
05 モジュールの冗長化
冗長機能は、ネットワークの安全な動作を保証します。
どのメーカーも、その製品が動作中に故障しないことを保証することはできません。
障害発生時に迅速に切り替えられるかどうかは、機器の冗長性能力に依存します。
コア スイッチの場合、ネットワークの安定した動作を最大限に確保するために、重要なコンポーネントには管理モジュールの冗長性や電源の冗長性などの冗長性機能が必要です。
06 ルーティングの冗長化
ルーティングの冗長性では、HSRP および VRRP プロトコルを利用して、コア機器の負荷分散とホット バックアップを確保します。
コアスイッチおよびデュアルアグリゲーションスイッチ内のスイッチに障害が発生した場合、レイヤー3ルーティングデバイスと仮想ゲートウェイが迅速に切り替わり、デュアル回線の冗長バックアップを実現し、ネットワーク全体の安定性を確保します。
仕上げ: Lao Yang丨 10 年以上の上級ネットワーク エンジニア、乾物を改善するためにネットワーク ワーカーを増やす、公式アカウントに注目してください: ネットワーク エンジニア クラブ