Что такое коммутатор агрегации и как выбрать его?

Уровень агрегация — это второй уровень Cisco трехуровневой иерархической модели. Коммутаторы, подключенные к этому уровню, называются коммутаторами для распределения. В отличие от коммутаторов доступа, коммутаторы агрегации не предоставляют никаких услуг конечным устройствам. В этой статье рассказывается, что такое коммутатор агрегации и как правильно выбрать коммутаторы агрегации для корпоративной сети.

Зачем нужна агрегация?

Агрегация - это процесс объединения физических каналов, предназначенных для передачи данных, в единый логический. Таким образом повышенная пропускная способность может использоваться для интеллектуального разделения потоков согласно определенным типам сервисов (например, сетевые администраторы могут выделить широкую полосу пропускания, состоящую из нескольких объединенных каналов, для потокового воспроизведения видео или подключения шлюзов VoIP). С этой же целью дополнительно применяются многоуровневые QoS и маршрутизация MPLS.

Кроме того, при организации масштабных по количеству абонентов сетей (в городе, поселке, кампусе и пр.) также используется промежуточная агрегация. Чтобы ввести тарификацию доступа к сети, необходимо иметь доступ к настройкам полосы пропускания каждого из абонентов. Этот процесс осуществляется именно при агрегации трафика.

Второй задачей, которую может решить коммутатор агрегации, является обеспечение отказоустойчивости: в случае выхода из строя одного из каналов, данные будут передаваться по остальным каналам, находящимся с ним в “связке”.

Что такое уровень агрегации?

Трехуровневая иерархическая модель Cisco содержит три уровня: ядро, агрегация и доступ. Уровень ядра является основой сети. Он предлагает высокоскоростное соединение между различными устройствами уровня агрегации. Уровень распределения соединяет уровень доступа с уровнем ядра. Уровень доступа предоставляет начальные соединения с конечными пользователями.

Уровень агрегации (уровень распределения) — это интеллектуальный уровень в трехуровневой модели. Политики маршрутизации, фильтрации и QoS управляются на уровне агрегации. Устройства уровня агрегации также часто управляют отдельными WAN соединениями филиалов.

Что такое коммутатор агрегации?

Говоря простым языком — распределители трафика между VLAN сетями с последующей фильтрацией по ACL-протоколу. Такие устройства ориентированы на описание политики сети для конечного потребителя. Они же формируют широковещательные потоки Broadcast и Multicast-доменов и рассылок. Ваше IPTV — их рук дело.

Здесь периодически используют статические маршруты на базе динамических протоколов. Нередко можно встретить устройства распределения трафика с внушительной емкостью SFP портов, которые одновременно являются и портами расширения (дополнительные устройства, объединение в кластер), и инструментом для использования связей с коммутаторами уровнем ниже. С их же помощью определенное число узлов объединяют в кольцо.

Что делает коммутатор агрегации?

Коммутатор распределения собирает трафик уровня доступа, пересылает и коммутирует пакеты данных. Коммутатор распределения обрабатывает локальную маршрутизацию, фильтрацию, балансировку трафика, управление приоритетами QoS и механизмы безопасности, преобразование IP-адресов, формирование трафика и управление многоадресной рассылкой на основе пользовательского трафика уровня доступа, в соответствии с которым затем перенаправляет пользовательский трафик на уровень ядра коммутации или маршрутизировать локально. Он также завершает преобразование различных протоколов (например, агрегацию и перераспределение маршрутов и т. д.), чтобы убедиться, что уровень ядра соединяет области, использующие разные протоколы.

Требования к коммутатору агрегации

Исходя из вышеуказанных описаний, можно выделить ряд требований, необходимых для коммутатора агрегации:

• высокая производительность;

• отказоустойчивость;

• поддержка протоколов динамической маршрутизации;

• возможность распределения нагрузки между каналами связи;

• поддержка многоуровневых политик QoS;

• поддержка протоколов агрегирования соединений (PAgP, LACP, EtherChanel);

• поддержка протоколов резервирования соединений (протокола SpanningTree и его вариаций RSTP, MSTP, PVST, PVST+);

• поддержка VPN;

• возможность масштабирования;

Факторы, которые следует учитывать при выборе коммутаторов агрегации

Будь то двухуровневая сложенная корпоративная архитектура или трехуровневая сложенная корпоративная сетевая архитектура, вы должны четко понимать, какие функции необходимы для коммутаторов агрегации на уровне ядра или распределения. Принимая во внимание общие факторы, такие как тип порта, плотность порта и скорость порта, в следующем разделе будут рассмотрены функции, требуемые скоростью переадресации коммутатора и уровнем распределения. Ниже приведены контрольные факторы.

Функция уровня 3

Коммутатор агрегации всегда отвечает за обработку данных уровня 3. Трафик, генерируемый оборудованием уровня доступа, должен быть разделен на несколько VLAN, а коммутатор верхнего уровня должен обеспечивать функцию маршрутизации между VLAN, чтобы несколько VLAN могли обмениваться данными друг с другом. Поскольку уровень ядра выполняет сложные задачи пересылки трафика, для уменьшения рабочей нагрузки коммутатора уровня ядра используется коммутатор агрегации с функциями уровня 3.

Скорость пересылки

Скорость пересылки отражает пропускную способность коммутатора в виде чисел данных, обрабатываемых коммутатором в секунду, и является ключевым фактором, который следует учитывать при выборе коммутатора уровня распределения. Обычно скорость пересылки коммутатора уровня распределения выше, чем у коммутатора уровня доступа. Если скорость пересылки пакетов слишком низкая, коммутатор агрегации не сможет обеспечить полную скорость передачи данных.

Избыточность

Избыточность является важной проблемой, которую должны учитывать коммутатор агрегации. Для обеспечения большей доступности рекомендуется, чтобы коммутаторы агрегации поддерживали несколько источников питания с возможностью горячей замены. С резервными блоками питания, даже в случае сбоя одного блока питания, коммутатор агрегации может работать нормально, не влияя на сетевой трафик. В то же время источник питания можно заменить новым, а другой может работать как обычно.

Агрегирование каналов

Чтобы как можно быстрее перенаправить весь трафик, генерируемый из уровня доступа, на уровень ядра, коммутатор агрегации должен поддерживать агрегацию ссылок, чтобы повысить производительность сети, поддерживая баланс трафика между группами ссылок. Другая ключевая функция использования агрегации ссылок заключается в том, что в случае сбоя агрегация ссылок обеспечивает быстрое восстановление. В целом, агрегация ссылок является важным фактором, который необходимо учитывать как для повышения доступности, так и для обеспечения избыточности.

Политика безопасности

Стратегия безопасности должна быть принята на коммутаторах уровня распределения, чтобы предотвратить смешанный трафик через сеть и позволить другим проходить. Используя политики безопасности, такие как списки управления доступом (ACL), коммутатор распределения может идентифицировать типы трафика, которым разрешено обмениваться данными, и типы, которые не соответствуют правилам ACL, определенным на коммутаторе, тем самым обеспечивая безопасность всей сети предприятия.

QoS ёмкость

Настройка интеллектуального QoS необходима для эффективной пропускной способности сети. Поскольку многие пользователи отправляют различные типы трафика в локальной сети, развертывание коммутатора уровня распределения с поддержкой QoS будет считывать пакеты данных и определять приоритетность передачи в соответствии с политикой, чтобы важный трафик мог проходить первым. Это обеспечит передачу аудиоданных и видеоданных с достаточной пропускной способностью. FS S5800-48F4S коммутаторы хорошо подходят для роли корпоративных коммутаторов агрегации, поддерживающих возможности QoS, для повышения производительности сетевого трафика.

Вывод

Подводя итог, можно сказать, что уровень агрегации — это второй уровень трехуровневой иерархической модели Cisco. Коммутатор, работающий на этом уровне, называется коммутатором агрегации, который получает трафик с уровня доступа и перенаправляет его на уровень ядра, определяя доступ рабочей группы, а также обеспечивая возможность подключения на основе политик. Чтобы выбрать правильный коммутатор распределения, необходимо учитывать несколько факторов, таких как тип порта, плотность портов и скорость порта, функция уровня 3, скорость пересылки, избыточность, агрегация каналов, политика безопасности, пропускная способность QoS и т. д.

Связанные статьи:

Как правильно выбрать коммутатор уровня доступа?

Коммутаторы ядра — особенность, структура, как выбрать