Создает ли узкое место использование одного кабеля для подключения двух коммутаторов?

Я понимаю, что для некоторых это может быть глупым вопросом, но я всегда задавался вопросом.

Допустим, у нас есть два гигабитных коммутатора, и все устройства в сети также являются гигабитными.

Если 10 компьютерам, подключенным к коммутатору A, необходимо передавать большие объемы данных на сервер на коммутаторе B (одновременно), ограничена ли максимальная скорость передачи каждого соединения пропускной способностью соединения между двумя коммутаторами?

Другими словами, сможет ли каждый компьютер передавать данные только со скоростью один гигабит, разделенный на 10 машин, пытающихся использовать «мост» между коммутаторами?

Если да, есть ли обходные пути, чтобы каждое устройство могло использовать свою максимальную скорость от точки к точке?

Да. Использование одного кабеля для «каскадного» подключения нескольких коммутаторов Ethernet создает узкие места. Однако то, действительно ли эти узкие места вызывают низкую производительность, можно определить только путем отслеживания трафика по этим ссылкам. (Вы действительно должны следить за статистикой трафика по портам. Это еще одна причина, почему это хорошая идея.)

Коммутатор Ethernet имеет ограниченную, но обычно очень большую внутреннюю полосу пропускания для выполнения своей работы. Это называется полосой пропускания коммутационной матрицы и в настоящее время может быть достаточно большим даже для гигабитных Ethernet-коммутаторов очень низкого уровня (например, Dell PowerConnect 6248 имеет коммутационную матрицу 184 Гбит / с). Сохранение трафика, проходящего между портами на одном и том же коммутаторе, обычно означает (с современными 24- и 48-портовыми коммутаторами Ethernet), что сам коммутатор не будет «блокировать» кадры, проходящие на полной скорости передачи между подключенными устройствами.

Неизменно, однако, вам потребуется больше портов, чем может обеспечить один коммутатор.

Когда вы каскадируете (или, как некоторые говорят, «куча») коммутаторы с помощью перекрестных кабелей, вы не вытягиваете коммутационную матрицу из коммутаторов друг в друга. Вы, безусловно, подключаете коммутаторы, и трафик будет проходить, но только на той полосе пропускания, которую обеспечивают порты, соединяющие коммутаторы. Если от одного коммутатора к другому требуется больше трафика, чем один соединительный кабель может поддерживать, кадры будут отброшены.

Штабелируемые соединители обычно используются для обеспечения высокоскоростных межсоединений между коммутаторами. Таким образом, вы можете подключить несколько коммутаторов с гораздо меньшим ограничением пропускной способности между коммутаторами. (Используя в качестве примера снова серию Dell PowerConnect 6200, их стековые соединения ограничены по длине до 0,5 метра, но работают на скорости 40 Гбит / с). Это все еще не расширяет коммутационную матрицу, но обычно предлагает значительно улучшенную производительность по сравнению с одним каскадным соединением между коммутаторами.

Было несколько коммутаторов (на ум приходят коммутаторы Intel 500 Series 10/100), которые фактически расширили коммутационную матрицу между коммутаторами через стековые разъемы, но я не знаю ни одного, который бы имел такую ​​возможность сегодня.

Один вариант, который упоминали другие авторы, - это использование механизмов агрегации каналов для «соединения» нескольких портов вместе. Это использует больше портов на каждом коммутаторе, но может увеличить пропускную способность коммутатора к коммутатору. Помните, что разные протоколы агрегации каналов используют разные алгоритмы для «балансировки» трафика между ссылками в группе агрегации, и вам необходимо отслеживать счетчики трафика на отдельных интерфейсах в группе агрегации, чтобы убедиться, что балансировка действительно происходит. (Обычно для достижения эффекта «балансировки» используется некоторый вид хэша адресов источника / назначения. Это делается для того, чтобы кадры Ethernet поступали в одном и том же порядке, поскольку кадры между одним источником и пунктом назначения всегда будут перемещаться по одним и тем же интерфейсам,

Все эти опасения по поводу пропускной способности коммутации между портами являются одним из аргументов в пользу использования коммутаторов на основе шасси. Все линейные карты, например, в коммутаторе Cisco Catalyst 6513, используют одну и ту же коммутационную матрицу (хотя некоторые линейные карты могут иметь независимую матрицу). Вы можете подключить множество портов к этому шасси и получить большую пропускную способность между портами, чем вы могли бы использовать в конфигурации с каскадным или даже сложенным дискретным коммутатором.

краткий ответ: да, это может быть узким местом

немного лучший ответ: попробуйте транкинг портов, чтобы добавить больше ссылок между коммутаторами.

более личный ответ: ... вполне вероятно, что вам это не понадобится. Это зависит много от вида работы , выполняемой вашими пользователями; но очень редко, когда многие пользователи перемещают данные в 100% случаев. Скорее всего, каждая ссылка будет простаивать примерно 95% времени, что будет означать, что эта ссылка, которой пользуются 10 пользователей, будет простаивать около 50% времени, а два пользователя активно делятся ею только в 1,8% времени.

Если вы используете один из портов 1 Гбит / с для соединения двух коммутаторов, то да, общая доступная пропускная способность составит 1 Гбит / 10 + некоторые накладные расходы. Таким образом, ваша пропускная способность составит около 0,8 Гбит / с.

Если ваши коммутаторы поддерживают это, вы можете использовать модуль стекирования. Это обычно позволяет значительно повысить пропускную способность почти на скорости объединительной платы коммутатора.

Если ваш коммутатор поддерживает это, вы также можете использовать агрегацию ссылок .

Однако здесь есть и другая проблема: если ваш сервер подключен к порту 1 Гбит, не имеет значения, сложите ли вы коммутаторы другим методом, поскольку ваш сервер сможет передавать / получать данные только со скоростью 1 Гбит / с.

Лучшим вариантом было бы использовать модуль стекирования для ваших коммутаторов и поставить сервер на 10-гигабайтную ссылку. Это также предполагает, что ваш сервер сможет обрабатывать такое количество данных. Типичные настройки RAID сервера будут поддерживать устойчивую пропускную способность около 700 Мбит / с в течение продолжительного периода времени.

Если вы используете управляемые коммутаторы (те, в которые вы можете войти каким-либо образом), то, возможно, вы можете объединить несколько портов коммутатора для получения большей пропускной способности.

Многие стандартные гигабитные коммутаторы не будут иметь ограничений между портами на одном коммутаторе. То есть, если у вас есть 10 портов коммутатора, все они могут работать на полной скорости без каких-либо проблем.

Если вы используете один из этих портов для подключения к другому коммутатору, то да, связь между этими двумя коммутаторами замедляется. Однако компьютеры, использующие один и тот же коммутатор, не будут тормозить, только когда трафик пересекает этот единственный кабель между коммутаторами, люди начнут бороться за пропускную способность.

Если вы сочтете это слишком ограничительным, вам придется использовать управляемый коммутатор на обоих концах и объединять порты коммутатора вместе, чтобы получить 2, 3, 4 с любой скоростью, которая вам нужна. Или купите коммутатор очень высокого класса и используйте 10-гигабайтный коммутатор между коммутаторами. Скорее всего, объединение многих портов в 1 гигабайт будет дешевле.

Если и только если IF, оба коммутатора поддерживают соединение по лагу / транку из нескольких портов для создания соединения с одной шириной, вы можете подключить от 2 до максимально допустимого количества портов для создания агрегации каналов.

Внимание, вы не просто подключаете кабели, и вы готовы к работе! Вам необходимо настроить порты на обеих сторонах и только потом подключать их, в противном случае вы рискуете получить широковещательный шторм, который может сломать оба ваших коммутатора.

В приведенном вами примере; Что у вас есть десять клиентов на коммутаторе A и сервер на коммутаторе B; все соединения (клиент-коммутатор, коммутатор-коммутатор и сервер-коммутатор) - все 1 ГБ, узкие места будут там, где весь трафик направляется в один порт. Если ваш сервер не имеет соединения быстрее, чем 1 ГБ, не имеет большого значения, что такое переключатель для переключения, если окончательное соединение от коммутатора к серверу все еще составляет всего 1 ГБ.

Идеальная конфигурация заказа будет; Один переключатель для всех устройств. При использовании нескольких коммутаторов и при наличии используйте порты, предназначенные для подключения коммутатора к коммутатору для получения увеличенной пропускной способности. Если использование нескольких коммутаторов и соединительных портов недоступно, вы можете связать несколько портов, чтобы увеличить пропускную способность между коммутаторами.

Это возможное узкое место. Некоторые коммутаторы позволят вам объединить пропускную способность с несколькими портами, например, 3X 1 Гбит / с или 4X1 Гбит / с. Операционная система коммутатора будет иметь метод для этого, и он меняется от коммутатора к коммутатору, поскольку у каждого поставщика есть свой способ сделать это. Иногда разные названия для этой функции также. Проверьте руководства для вашей марки и модели, чтобы увидеть, если это поддерживается.

Ответ - да.

Возможные обходные пути включают использование нескольких гигабитных каналов связи между коммутаторами или более быструю связь между коммутаторами. Оба варианта требуют поддержки от коммутаторов, и при объединении нескольких ссылок может быть проблематично распределить нагрузку между ссылками.

Другими словами, сможет ли каждый компьютер передавать данные только со скоростью один гигабит, разделенный на 10 машин, пытающихся использовать «мост» между коммутаторами?

да

Вы должны спросить себя, как часто это происходит на самом деле. В вашей конкретной сети это теоретическое узкое место, которое не вызывает никаких реальных проблем, или реальное узкое место, которое стоит потратить серьезные деньги на устранение.

Также, если все компьютеры обращаются к одному и тому же серверу, соединение с сервером будет таким же узким местом, как и соединение между коммутаторами.

Если да, есть ли обходные пути, чтобы каждое устройство могло использовать свою максимальную скорость от точки к точке?

Есть решения, но эти решения будут стоить вам. Попрощайтесь с грязью дешевые неуправляемые гигабитные коммутаторы.

Во-первых, вы можете попробовать создать единый коммутатор, который будет больше. Многие семейства коммутаторов имеют «стековые» разъемы, которые работают быстрее, чем обычные интерфейсы Ethernet, хотя в некоторых случаях они все еще могут быть узким местом. В более престижном состоянии у вас есть коммутаторы шасси, которые (за определенную плату) могут разместить большое количество портов на нескольких линейных платах с очень быстрым межсоединением на задней панели. В конце концов, хотя вы достигли точки, когда размещение большего количества портов на одном коммутаторе не является решением, либо потому, что вам нужно слишком много портов, либо потому, что вам нужны порты в разных местах, и вам не нужна гора кабелей.

Во-вторых, вы можете посмотреть на более быстрые варианты Ethernet. 10-гигабитный Ethernet в настоящее время широко доступен. 40 гигабит и 100 гигабит также доступны по цене.

В-третьих, вы можете посмотреть на агрегацию ссылок. Агрегация каналов является полезным инструментом, но из-за конструктивных ограничений вы вряд ли увидите 100% -ное использование всех портов в группе агрегации.

Если вам нужно более двух коммутаторов, вы также можете начать искать топологии, не связанные с деревьями. К сожалению, Ethernet на самом деле не был разработан для этого, поэтому решения для его поддержки несколько «заточены».