تکنولوژی FlexStack و FlexStack-Plus

در این بخش قصد داریم به معرفی دو تکنولوژی FlexStack و FlexStack-Plus در لایه دو برای استک کردن سوئیچ های کاتالیست سری ۲۹۶۰ بپردازیم. دلایل موفق بودن سری های سیسکو ۲۹۵۰ و بعد ۲۹۶۰ ، که در لایه دو قرار دارند ، قیمت مناسب، قابلیت های کانفیگی Cisco IOS، امکانات مدیریتی ، متنوع بودن در تعداد و انواع پورت، قابلیت پردازشی در لایه کاری و کارکرد در شرایط دشوار است . عرضه مدل جدید سیسکو ۲۹۶۰ که با نام ۲۹۶۰X شناخته میشود ، یکی از ساخته های موفق بوده . که یکی از اصلی ترین شعارهای آن مصرف پایین انرژی توسط تکنولوژی سیسکو (Cisco EnergyWise Technology) است ، که باعث میشود تا ۸۰% مصرف انرژی کاهش پیدا کند . این محصول دارای پاورسپلای ثابت و البته امکان نصب پاور redundant است.

FlexStack-Plus module blank cover

FlexStack-Plus module

screws on each side of the module

FlexStack-Module

تکنولوژی FlexStack / FlexStack-Plus

Flexstack نام تکنولوژی stacking است که برای سری سوئیچ های اترنت ۲۹۶۰S است و فقط این سوئیچ هاقادر به استفاده از این تکنولوژی هستند. Flexstack-Plus، برای سوئیچ های کاتالیست سری ۲۹۶۰X و ۲۹۶۰XR استفاده می شود . هر دو تکنولوژی Flexstack و Flexstack-Plus نیاز به یک ماژول اکسترنال خاص برای استک شدن با یکدیگر و همینطور کابل Flexstack خاص، برای ارتباط با ماژولها دارند .

باید بدانید بدون این ماژول ها امکان استفاده از تکنولوژی stacking وجود ندارد . اتصال سوئیچ ها به یکدیگر از طریق اتصال این ماژول مخصوص، این امکان را به وجود می آورد که سوئیچ های درون استک به صورت یک سوئیچ واحد عمل کنند . این تکنولوژی با استفاده از ساختارهای درونی، مانند N+1 Redundancy، قابلیت پیش تنظیمی و دسترسی بالا، میتوانند باعث کاهش هزینه شوند .

البته این امکان در سوئیچ هایی که به صورت standalone استفاده می شوند ، وجود ندارد . همانطور که میدانید ویژگی های دسترسی بالا مثل EtherChannel و FlexLinks ، که بین اعضای یک استک کار می کند ، موجب بالا رفتن اتصالات شبکه و طول عمر می شود. همانطور که میدانید FlexStack-Plus بر پایه FlexStack است . FlexStack، در سال ۲۰۱۰ در سری سوئیچ های ۲۹۶۰-S و تکنولوژی FlexStack-Plus ، در سال ۲۰۱۳ با ماژولهای سری ۲۹۶۰X و ۲۹۶۰XR از سری سوئیچ های اترنت (کاتالیست) سیسکو معرفی شد.FlexStack-Plus به نوعی FlexStack پیشرفته است .

پهنای باند FlexStack-Plus به دو برابر افزایش یافته و اجازه می دهد تعداد سوئیچ های بیشتری عضو استک شوند. پهنای باند FlexStack-Plus برای اعضای یک استک ۸۰Gbps است .در حالیکه FlexStack برای اعضای یک استک ۴۰Gbps است . این امکان وجود دارد که در تکنولوژی FlexStack-Plus هشت سوئیچ ۲۹۶۰X یا ۲۹۶۰XR و در FlexStack چهار سوئیچ ۲۹۶۰S عضو استک شوند.

Comparison-of-FlexStack-Plus-FlexStack-and-StackWise

Mixed FlexStack

باید بدانید Flexstack-plus با نسخه های پیشین ۲۹۶۰S و Flex-stack همخوانی دارد. امکان ترکیب ۲۹۶۰X و ۲۹۶۰S به عنوان اعضای یک Stack وجود دارد. هنگامیکه درون یک اسنک اعضایی مانند ۲۹۶۰X و ۲۹۶۰S وجود داشته باشد، Flexstack-Plus توانایی های خود را در حد یک Flexstack پایین می آورد. به طوریکه پهنای باند استک به Gbps 40 بیشینه اعضای یک استک به ۴ عضو میرسد. میتوانید تفاوت های Flexstack و Flexstack-Plus را در جدول زیر بخوانید .

Allowed-Mixed-Stack-Combinations

تکنولوژی FlexStack و FlexStack-Plus به عنوان قسمتی از معماری شبکه توسعه پذیر، به راحتی و سریع امکان تدارک و مدیریت تعداد زیادی سوئیچ را در، هر مقیاسی ،فراهم میکند.

علت استک کردن سوئیچ های اترنت

استک کردن سوئیچ های اترنت، باعث کاهش هزینه در مدیریت شبکه و هزینه های نگه داری شبکه میشود، چون تعداد دستگاههای مدیریت کمتر میشوند و زمان دردسترس بودن (uptime) شبکه به وسیله قابلیت redundancy افزایش پیدا میکند. در شکل زیر میتوانید دو روش توسعه سویچ های اترنت در لایه access را مشاهده کنید.

comparison of flexstack and nonstacked configurations

در هر کدام از موارد بالا، چهار سوئیچ اترنت به سوئیچ core switch) 6509) متصل شده است. شکل سمت چپ ، ۴ سویچ را نشان می دهد که با کابل های مشابه در کنار یکدیگر قرار گرفته اند ولی در یک استک نیستند (به صورت standalone قرار گرفته اند). هرسوئیچ standalone ، ۲ پورت uplink در لایه distribution دارد که در یک گروه Etherchannel با یکدیگر ترکیب شده اند. درشکل سمت راست ، ۴ سوئیچ با تکنولوژی Flexstack-Plus با یکدیگر استک هستند .

استک، ۴ پورت uplink در لایه distribution دارد، و چون Flexstack از قابلیت Etherchanneling استفاده میکند ودر اینترفیس های اترنت قرار گرفته ،از یک استک پشتیبانی می کند. همانطور که میدانید هنگامیکه تمامی سوئیچ ها در یک استک هستند، می توان از تمامی مزایای EtherChannel استفاده کرد. وقتیکه سوئیچ ها دورن یک استک قرار می گیرند،از تمامی مزایای گروه بندی EtherChannel برخوردار میشوند. همانطور که در شکل بالا هم میبینید، ۴ پورت uplink درون یک گروه Etherchannel با یکدیگر قرار دارند.

۳ مزیت کاربردی استک کردن سویچ های اترنت برای مدیران شبکه

۱- مدیریت مرکزی (مدیریت از طریق یک نقطه واحد):

تکنولوژی FlexStack & FlexStack-Plus : تمامی سوئیچ های یک استک به عنوان یک سوئیچ واحد، قابل مدیریت هستند.این فناوری ، از تکرار کارهای مدیر شبکه جلوگیری می کند و از میزان کار هم می کاهد زیرا دستگاههای کمتری برای مدیریت وجود دارد. چندین سوئیچ فیزیکی داخل یک استک، به عنوان یک سوئیچ منطقی نشان داده می شوند و تنها یک IP آدرس برای مدیریت سوئیچ logical نیاز است. تمامی موارد مدیریتی برای (اینترفیس و Vlan) که بر روی سوئیچ های فیزیکی انجام میشوند، می توانند از طریق سوئیچ logical پیکربندی و مدیریت شوند. سوئیچ logical می تواند به تنهایی در شبکه نمایش داده شود.

۲- قابلیت HA ( دسترسی بالا) و Redundancy ( ارتباطات پایدار) :

اتصالات پرسرعت Flexstack، Redundancy را از هر عضو استک به عضو دیگر منتقل میکند. باید بدانید در معماری stacking، data path redundancy (مسیر داده اضافی) قرار داده شده است.

FlexStack with Redundant Links

برای درک بهتر تکنولوژی FlexStack & FlexStack-Plus به شکل بالا توجه کنید . همانطور که میبینید بین هر ۲ عضو داخل استک، ۲ مسیر فیزیکی از طریق کابل استک قرار داده میگیرد که اتصال سوئیچ های درون یک استک با کابل استک، یک مسیر redundant را فراهم می کند. این تکنولوژی قابلیت stacking، در دسترس بودن سوئیچ های اترنت را به وسیله قابلیت redundancy برای هر دو سوئیچ فیزیکی و پورت های uplink ایجاد می کند. در حقیقت یک ارتباط همیشگی پایدار فراهم می کند. چون تمام اجزای استک با لینک مستقل به سوییچ لایه بالا متصل می شوند و با از کار افتادن یکی از سوئیچ ها یا یکی از اینترفیس های uplink، مشکلی در کاآرایی ششبکه به وجود نمی آورد یا کل شبکه down نمی شود. از آنجاییکه هر سوییچ logical چندین پورت uplink دارد، سوییچ logical هنوز هم متصل به شبکه است چون حداقل یک پورت uplink فعال دارد.

۳- قابلیت مقیاس پذیری برای هماهنگ شدن با نیازهای شبکه:

نصب یک سویچ جدید به استک کار ساده ای است. با توجه به اینکه نیاز به access پورتهای اضافی بیشتر می شود، اضافه کردن یک سویچ جدید به استکی که در حال حاضروجود دارد، خیلی آسانتر و سریعتر از اضافه کردن یک سویچ standalone به شبکه است.

سوئیچ Master

در سوئیچ logical، یکی از سوییچ های فیزیکی به عنوان master عمل می کند.سوئیچ master وظیفه مدیریت تمامی سوئیچ های فیزیکی از جمله خودش را بر عهده دارد. اگر که سوئیچ master ، از کار بیفتد ، یکی دیگر از اعضای استک به صورت اتوماتیک master می شود. براساس انتخاب ، تنظیمات استک در صورت از کار افتادن یک عضو یا ریبوت شدن، کل استک حفظ می شود .

Flexstack، قابلیت ۱:N Redundancy را برای سوئیچ master به وجود می آورد و این امکان وجود دارد که هر لحظه یکی دیگر از اعضای استک نقش master را داشته باشد.

انعطاف پذیری Flexstack، باعث به وجود آمدن قابلیت modular stacking میشود. به معنا که سوئیچ های Cisco Catalyst 2960 هر زمان می توانند به وسیله ماژول Flexstack به استک اضافه شوند. در صورتی که نیاز به پورت های access وجود داشته باشد،سوئیچ های ۲۹۶۰ می توانند با یکدیگر استک شوند یا حتی استک جدیدی را درست کنند. این انعطاف پذیری برای مدیرشبکه باعث صرفه جویی در هزینه میشود و می تواند در صورت نیاز، سوئیچ های additional را به استک اضافه کند. زمانیکه چندین سوئیچ با تکنولوژی Flexstack با یکدیگر استک می شوند، اضافه کردن اعضا به استک و جایگزین کردن واحدهای فیزیکی آسانتر است. از آنجاییکه استک، پیکربندی را حفظ می کند، نیازی به backup گرفتن از پیکربندی سوئیچ ها قبل از حذف شدن نیست. همینطور، وقتیکه یک عضو جدید به استک وارد می شود، پیکربندی استک برای عضو جدید قرار می گیرد.در این زمان مدیر شبکه نیازی به بازیابی اطلاعات سوئیچ ندارد، چون استک مسئولیت آن را به عهده دارد.

Stacking and clustering

Stacking، کلاسترینگ نیست. کلاسترینگ تکنولوژی است که برروی سوئیچ های اترنت سیسکو قرار دارد، و به مدیران شبکه اجازه می دهد تا تنها از طریق یک IP آدرس public به منظور مدیریت چندین سوئیچ فیزیکی استفاده شود.کلاسترینگ به مدیران شبکه کمک میکند علاوه برتمرکز بر روی مدیریت سوئیچ ها، مقدار IP Public های کمتری نیاز داشته باشد. باید بدانید Stacking خیلی بیشتر از مدیریت از طریق تنها یک نقطه و حفاظت IP آدرس کارایی دارد، چون Redundancy، Availability و مدیریت آسان را پیشنهاد می دهد. همچنین سری کاتالیست ۲۹۶۰ علاوه بر stacking، clustering را هم پشتیبانی می کند.

ماژول FlexStack

دو نوع ماژول برای FlexStack وجود دارد.

نوع (ماژول PID:2960-S-Stack ) برای سوییچ های سری ۲۹۶۰S
نوع (ماژول PID:2960-X-Stack) برای سری ۲۹۶۰x و ۲۹۶۰XR

هر مدل Flex-Stackیی دو پورت FlexStack را پشتیبانی می کند. ماژول FlexStack در عقب سوئیچ قرار می گیرد. دو کابل FlexStack که در ماژول FlexStack قرار دارد، data path redundancy را برای ترافیک درون استک فراهم می کنند. شکل پایین، نحوه قرارگیری ماژول در قسمت عقب سوییچ ۲۹۶۰ را نشان می دهد.تمامی انواع ماژولهای hot swappable , flexstack هستند .

FlexStack-Module-Inserted-into-Rear-of-2960-X

FlexStack-Module

مدلهای ۲۹۶۰S و ۲۹۶۰X سوئیچ های ۲۹۶۰ سیسکو هستند که توان پشتیبانی از Mixed Stack را دارا میباشند. همه مدلهای ۲۹۶۰، پروتکل FlexStack را اجرا میکنند و البته اجازه می دهند که درون یک استک، با یکدیگر استک شوندالبته به جز سوئیچ های ۲۹۶۰XR که با هیچ کدام از سوییچ های ۲۹۶۰S و ۲۹۶۰X استک نمی شوند. برروی سوییچ ۲۹۶۰XR ، ویژگی LAN Lite تنظیم شده که با ویژگی LAN-Base که برروی سوئیچ های ۲۹۶۰X و ۲۹۶۰S تنظیم شده ،سازگاری ندارد.

در جدول زیر ترکیبات استک MIX را، که اجازه استک شدن دارند را میبینید که متوجه میشوید مدل های ۲۹۶۰ با ویژگی LAN Base می توانند با یکدیگر استک شوند.

Allowed-Mixed-Stack-Combinations

Flexstack Cabling

همانطور که میدانید ، در تکنولوژی FlexStack – FlexStack-Plus برای اتصال سوئیچ های ۲۹۶۰ با یکدیگر برای استک شدن، از کابلهای ویژه ای استفاده می شود. در شکل بعدی، تصویری از قرارگرفتن کامل کابلهای FlexStack در ماژول FlexStack رامیبینید و زبانه خارجی کابل های استک علامت گذاری شده اند . علاوه بر دور بودن زبانه ها از یکدیگر، قسمت فلزی کانکتور طوری طراحی شده اند تا از نصب اشتباه کابل جلوگیری شود.

FlexStack-Module-with-Cables

Fully Redundant Mode

زمانیکه هریک از اعضای درون استک، تکنولوژی FlexStack – FlexStack-Plus دو لینک FlexStack فعال داشته باشد، استک در حالت Fully Redundant عمل می کند. ۲ ارتباط FlexStack برای هریک از اعضا به یکدیگر را، Redundancy فراهم می کند. اگر در هر سوئیچ یک لینک FlexStack از دو لینک قطع شود، استک باقی مانده، برای فراهم کردن ارتباط استفاده می شود که یک ارتباط پایدار و همیشگی است.

Deployment Topology

شکل زیر عضو استک را با پهنای باند کامل و اتصالات Redundant در حالت Fully Redundant نشان میدهد که همانطور که میدانید اگر یکی از لینک های FlexStack قطع شود، استک همچنان به کار خود ادامه خواهد داد .

Fully-Redundant-Three-Member-Stack

در شکل زیر ، یک استک با کابل کشی FlexStack که به طور کامل انجام نشده را مشاهده میکنید.

Nonredundant-Three-Member-Stack

با توجه به شکل میتوان گفت، ترافیک دیتا از طریق عضو میانی عبور داده می شود. این استک در حالت nonredundant عمل می کند و تنها نیمی از پهنای باند ممکن را برای اعضاء فراهم می کند و هیچ اتصالی از طریق Redundant ندارد.اعضای بالایی و پایینی هم از تمامی پهنای باند در حالت Fully Redundant استک استفاده نمی کنند و فقط از نیمی از پهنای باند استفاده میشود. پهنای باند Fully Redundant استک برای هر عضو ۲۹۶۰XR و ۴۰Gbps ۲۹۶۰X است و پهنای باند Fully Redundant استک برای هر عضو ۲۰Gbps ۲۹۶۰S است.

به جدول زیر توجه کنید ، ۳ نوع کابل FlexStack-Plus با طول مختلف نشان داده شده است باید یدانید طول های مختلف امکان گسترش بیشتر را میدهند.

FlexStack-Cable-Lengths

چگونگی استک شدن ۴ سوئیچ با استفاده از کابلهای ۰٫۵ متری ، ۱٫۰ متری و ۳٫۰ متری را در شکل های زیر میبینید. اتصالات اعضای استک با استفاده از کابلهای استک ، کارایی دارند.

Four-Member-Stack-with-0.5-Meter-Cables

Four-Member-Stack-with-3.0-Meter-Cable

همانطور که میبینید کابل ۳ متری برای کامل کردن حلقه ارتباطی Redundant برای اتصال عضو بالایی به عضو پایینی استفاده شده است. اتصالات دیگر به صورت مستقیم به اعضای مجاور خود با استفاده از کابلهای ۰٫۵ متری انجام شده است.