Bạn lựa chọn thiết bị Switch Cisco và Routers Cisco như thế nào ? Phần 1

 

 

Công ty TNHH TMDV Giải Pháp Công Nghệ Sài Gòn – STSS Co.,Ltd là đối tác và là nhà phân phối thiết bị Cisco (switch Cisco, Routers Cisco, Server Cisco …) chính hãng tại Tp.HCm và các tỉnh lân cận ( Bình Dương, Đồng Nai, Bình Phước, Long An, Vũng Tàu, Vĩnh Long …).

Ở bài viết trước đã cung cấp cho bạn thông tin tổng quan về một hệ thống mạng Lan. Bạn có thể tham khảo tại đây.

http://stscisco.net/tong-quan-thong-chuyen-mach-lan

Bài viết sau đây đây sẽ cung cấp một số kiến thức giúp bạn có cái nhìn tổng quan về các thiết bị thiết bị Cisco (switch Cisco, Routers Cisco, Server Cisco …), từ đó bạn có thể lựa chọn và lên kế hoạch thiết lập hệ thống mạng với thiết bị Cisco (switch Cisco, Routers Cisco, Server Cisco …), theo yêu cầu của đơn vị mà bạn đang công tác.

Bài viết được chia ra làm 2 phần : phần 1 sẽ phân tích tổng quan về thiết bị switch Cisco, phần 2 sẽ phân tích tổng quan về thiết bị Routers Cisco. Từ đó đưa ra các ví dụ, nhận xét để lựa chọn các thiết bị switch Cisco  hoặc thiết bị router Cisco phù hợp cho hệ thống mạng của bạn.

Về cơ bản, để hiểu được việc chuyển đổi về phần cứng của các thiết bị Router và Switch, cụ thể là Router và Switch Cisco, để từ đó bạn có thể thực hiện thiết kế hệ thống mạng theo quy mô đề ra. Cisco đã đưa ra nhiều mô hình, nhiều dòng khác nhau của các bộ định tuyến (Routers), thiết bị chuyển mạch (Switch) và nhiều thiết bị phần cứng, để bạn có thể lựa chọn đáp ứng cho nhu cầu thiết kế mạng hiện nay.

Không có một thiết bị tồi, mà có thể bạn đã đặt nó hoạt động không đúng vị trí hoặc mục đích sử dụng quá khả năng của nó.

Điều quan trọng là phải chọn thiết bị phần cứng Cisco thích hợp để đáp ứng các yêu cầu hiện tại của mạng trong việc thiết kế một mạng, cũng như để cho phép phát triển mạng lưới. Đặc biệt là trong một mạng doanh nghiệp, cả hai thiết bị chuyển mạch (Switch) và định tuyến (Routers) của Cisco đóng một vai trò quan trọng trong mạng lưới. Vì vậy, trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu một số thông tin chính để chọn các thiết bị switch Cisco  hoặc thiết bị router Cisco cho mạng của bạn (chủ yếu cho các mạng doanh nghiệp).

1.  Có năm loại thiết bị chuyển mạch (Switch) Cisco cho mạng doanh nghiệp.

• Dòng thiết bị Campus LAN Switches Cisco: dùng để mở rộng hiệu suất mạng trong một mạng LAN doanh nghiệp, có lõi (core), phân phối (distribution), tiếp cận (access), và chuyển mạch nhỏ gọn (compact). Những nền tảng (platforms) chuyển đổi khác nhau từ fanless switches với tám cổng cố định đến 13-blade switches hỗ trợ hàng trăm cổng. Nền tảng (platforms) Cisco Campus  switch LAN bao gồm các dòng : Cisco Catalyst 2960-X Series Switches, Cisco Catalyst 3560 Series Switches, Cisco Catalyst 3650 Series Switches, Cisco Catalyst 3750 Series Switch, Cisco Catalyst 3850 Series Switch, Cisco Catalyst 4500 Series Switch, Cisco Catalyst 6500 Series Switch, và Cisco Catalyst 6800 Series Switch.
  

 

Mô hình Cisco Campus LAN Switches có W-LAN Controller

• Dòng Thiết bị chuyển mạch điện toán đám mây có tính năng quản lý – Cisco Cloud-Managed Switches: các thiết bị Cisco Meraki cloud-managed access switches cho phép xếp chồng (stacking) ảo hóa nhiều thiết bị chuyển mạch. Có thể theo dõi và cấu hình hàng ngàn cổng switch trên giao diện web, mà không cần sự can thiệp của nhân viên IT tại chỗ.

Thiết bị Switch Cisco-Meraki-switches

• Thiết bị chuyển mạch dữ liệu trung tâm – Cisco Data Center Switches: Một trung tâm dữ liệu phải được xây dựng dựa trên các switches có khả năng mở rộng cơ sở hạ tầng (infrastructure scalability), hoạt động liên tục (operational continuity), vận chuyển và linh hoạt (transport flexibility). Các nền tảng (platforms) Cisco data center switch bao gồm các dòng thiết bị chuyển mạch Cisco Nexus  và dòng thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 6500.

 Thiết bị Switch cisco Nexus – 7700

 

• Thiết bị chuyển mạch dùng cho nhà cung cấp dịch vụ – Cisco Service Provider Switches : thiết bị chuyển mạch cho nhà cung cấp dịch vụ có hai loại: tắc tập hợp (Cisco aggregation switches) và chuyển mạch truy cập Ethernet (Cisco Ethernet access switches). Cisco aggregation switches Ethernet là tập hợp nhiều cấp Ethernet switches mà từ đó có thể tổng hợp các luồng thông tin tại các nhánh của một mạng, bạn có thể hình dung nó như một tàu sân bay, có thể cung ứng cùng lúc nhiều tác vụ cho 1 chiến dịch hay nhiều nhiệm vụ phối hợp nào đó. Dịch vụ chuyển mạch truy cập Ethernet cung cấp tính năng ứng dụng thông minh, dịch vụ thống nhất (unified services), ảo hóa (virtualization), an ninh tích hợp (integrated security), và quản lý đơn giản (simplified management).

Thiết bị Switch Cisco Catalyst 6880-X

Thiết bị Cisco UCS

Thiết bị Cisco-6500-series-Cisco-6509

Thiết bị Cisco Service Provider Switches được ví như hoạt động của một tàu sân bay.

• Mạng ảo – Cisco Virtual Networking: hệ thống mạng đang trở nên ngày càng ảo. Thiết bị Switch Cisco Nexus nền tảng  mạng ảo cung cấp các dịch vụ multitenant an toàn bằng cách thêm công nghệ ảo hóa thông minh đến mạng trung tâm dữ liệu (data center network).

Người quản trị mạng phải xác định các yếu tố hình thức chuyển đổi trong khi lựa chọn thiết bị chuyển mạch. Chúng bao gồm các cấu hình cố định (fixed), cấu hình mô-đun (modular), các cấu hình có thể xếp chồng (stackable) và các cấu hình nonstackable.

Thiết bị chuyển mạch cấu hình cố định – Cisco Fixed Configuration Switches

Thiết bị chuyển mạch cấu hình Modular – Cisco Modular Configuration Switches

Thiết bị chuyển mạch cấu hình Stackable – Cisco Stackable Configuration Switches

Chiều cao của switch, được thể hiện ở số lượng các đơn vị rack, cũng là thông số quan trọng đối với thiết bị chuyển mạch được gắn trong một rack. Ví dụ, các switch cấu hình cố định – Cisco Fixed Configuration Switches có đơn vị là một rack (hay còn gọi là 1U) .

Ngoài những nhận xét này, các thông số sau đây nêu bật những cân nhắc thông thường khác khi lựa chọn thiết bị chuyển mạch Switch Cisco:

1. Chi phí – Cost : chi phí của một switch sẽ phụ thuộc vào số lượng và tốc độ của các giao diện kết nối (interfaces), tính năng hỗ trợ (supported features), và khả năng mở rộng (expansion capability).
2. Cổng Density – Port Density: Mạng chuyển mạch phải hỗ trợ số lượng thích hợp các thiết bị trên mạng. Nghĩa là bạn phải biết trước hoặc ước lượng số lượng thiết bị cần kết nối vào switch.
3. Nguồn điện – Power: cho các điểm truy cập ( access point) , điện thoại IP, và thậm chí cả switch nhỏ gọn – compact switches sử dụng Power over Ethernet (PoE). Ngoài PoE, một số switch có khung chính hỗ trợ nguồn điện dự phòng. Nghĩa là một số chassis-based switches có thêm một khung trống để có thể gắn thêm 1 bộ nguồn dự phòng chạy song song ( Redundant).
4. Độ bền – Reliability: khả năng hoạt động chuyển đổi liên tục các luồn tín hiệu truy cập liên tiếp vào mạng.
5. Port Speed: Tốc độ của kết nối mạng là quan tâm hàng đầu cho người dùng cuối.
6. Frame Buffer: Khả năng lưu trữ các khung dữ liệu của switch, đây là một thông số quan trọng, nếu bạn tính toán hoặc dự trù không đúng nó có thể gây tắc nghẽn lưu thông đến máy chủ hoặc các nhánh mạng khác.
7. Khả năng mở rộng – Scalability: Số người sử dụng trên một mạng thường phát triển theo thời gian; do đó, thiết bị switch phải có tính năng mở rộng cho sự tăng trưởng của hệ thống mạng về sau.

Như vậy, người quản trị hoặc người thiết kế nên dự trù trước số port sử dụng cho hiện tại và tương lai mở rộng, tốc độ, số slot trống hổ trợ mở rộng, nguồn dự phòng … Đôi khi rơi vào một số trường hợp sau này muốn mở rộng hệ thống mạng mà không thể, bắt buộc phải trang bị mới, gây tốn kém và không hiệu quả.

Mật độ cổng của một switch đề cập đến số lượng các cổng có sẵn trên một switch duy nhất. Sau đây cho thấy mật độ cổng của ba thiết bị switch Cisco khác nhau.

Cấu hình thiết bị switch cố định thường hỗ trợ lên đến 48 cổng trên một thiết bị duy nhất. Có nhiều lựa chọn lên đến bốn cổng bổ sung Small form-factor pluggable (SFP), hay thường gọi là cổng uplink. Cổng kết nối tốc độ cao này cho phép sử dụng tốt hơn, vượt qua các giới hạn không gian và điện năng.

Nếu có hai thiết bị chuyển mạch (switch) có 24 cổng, ta sẽ có thể hỗ trợ kết nối lên đến 46 thiết bị, bởi vì ít nhất một cổng cho mỗi thiết bị switch sẽ dành để kết nối đến cổng kia của thiết bị switch còn lại, ta gọi là đường uplink. Ngoài ra, yếu tố dùng 2 bộ cấp nguồn cho switch để chạy redundant cũng được yêu cầu nên được trang bị, nếu yếu tố HA ( Hight Avaiable) là bắt buộc cho hệ thống mạng.

Trường hợp không yêu cầu yếu tố HA thì ta có thể lược bỏ bớt các option, nếu có một switch 48 cổng , thì 47 thiết bị có thể được hỗ trợ, cổng còn lại sẽ được sử dụng để kết nối các switch với phần còn lại của mạng, và lúc này ta chỉ cần dùng 1 bộ cấp nguồn là đủ.

 Thiết bị Switch Cisco với 24 cổng tốc độ 10/100/1000 dùng để kết nối data và 2 cổng SFP dùng để uplink.

 

Mô hình sử dụng đường uplink cho một mạng đơn giản

Mô hình sử dụng đường uplink cho một tòa nhà

Thiết bị Switch dạng mô đun có thể hỗ trợ mật độ cổng cao rất thông qua việc bổ sung nhiều card dòng cổng switch.

Ví dụ, một số thiết bị switch Cisco Catalyst 6500 switch có hỗ trợ vượt quá 1.000 cổng switch.

Thiết bị Switch sử dụng option 2 bộ cấp nguồn chạy, dạng cố định ( fixed)

Thiết bị Switch Cisco 3750-X dạng cố định ( fixed)
sử dụng module C3KK-NM-10G, 4 port SFP

Thiết bị Switch Cisco Catalyst 3560-E dạng cố định ( fixed)
sử dụng slot SFP, gắn 2 module SFP quang.

 Thiết bị Switch Cisco Catalyst 6807–XL Chassis

Thiết bị Switch Cisco Nexus 9508 dạng module

Đối với một hệ thống mạng lớn chuyên sâu, có hàng thiết bị mạng yêu cầu mật độ kết nối cao, thiết bị switch dạng module  là lựa chọn tốt nhất, khai thác tối đa không gian làm việc nguồn cấp. Nếu không sử dụng thiết bị switch dạng module, hệ thống sẽ phải dùng đến rất nhiều thiết bị switch cố định (fixed) để có thể đáp ứng khối lượng thiết bị cần truy cập vào hệ thống mạng. Cách bố trí nhiều thiết bị switch cố định sẽ gây lãng phí không gian làm việc, sử dụng nhiều bộ cấp nguồn, không hiệu quả.

Bạn hãy tưởng tượng những hình ảnh thực tế bên dưới, thật là kinh khủng cho người quản trị hệ thống mạng như thế nào ? Nếu bạn được tiếp quản hệ thống này lại từ một người quản trị trước, bạn sẽ ra sao ?

Hệ thống dù đã được admin quy hoạch cũng rõ ràng, nhưng cũng không thể tránh khỏi sau thời gian nâng cấp thêm thiết bị.

Cảnh tượng này thì no comment luôn rồi !

 Sử dụng thiết bị switch dạng module và bố trí tuyến cáp gọn hơn.

Người thiết kế hệ thống mạng cũng cần phải quan tâm đến vấn đề tắc nghẽn đường lên (uplink) hay còn gọi là thắt nút cổ chai (bottlenecks): việc sử dụng nhiều thiết bị switch cố định có thể sẽ cần rất nhiều cổng nhằm đáp ứng cho một lượng băng thông lớn kết nối trong hệ thống. Điều này đơn giản hơn khi sử dụng thiết bị switch dạng module, tập hợp băng thông sẽ được chia tải ra.

 Ta có thể hình dung nếu tuyến đường cao tốc Long Thành phía Nam chưa được xây dựng, thì mỗi khi dịp lễ Tết đến, lượng xe đổ dồn gây ách tắc giao thông. Khi tuyến cao tốc này được xây dựng, nó sẽ chia bớt lượng xe lưu thông này, đồng thời đáp ứng được tốc độ của một số lưu lượng.

Trong nội thành Tp.HCM tại các ngả năm, ngả sáu, ngả bảy … nếu không xây dựng các cầu vượt thép, thì mỗi khi tan giờ làm việc, hình ảnh ùn tắc xe sẽ ra sao ?

Việc tính toán và quy hoạch hợp lý hệ thống sẽ giúp tránh được lưu lượng bị dồn vào 1 điểm.

2. Forwarding rates : (tỷ lệ chuyển tiếp) xác định các khả năng xử lý của một thiết bị switch theo thứ hạng bao nhiêu dữ liệu chuyển đổi có thể xử lý mỗi giây. Các dòng thiết bị Switch được phân loại theo mức chuyển tiếp.

Các dòng thiết bị Entry-level switches ( có thể hiểu là switch đơn giản có lưu lượng thấp) có forwarding rates thấp hơn các dòng thiết bị enterprise-level switches ( switch chuyên dụng có lưu lượng cao). Thông số forwarding rates rất quan trọng để xem xét khi lựa chọn một thiết bị switch phù hợp. Nếu forwarding rates thấp thì thiết bị switch sẽ không thể chứa đầy đủ các lưu lượng wire-speed trên các cổng chuyển của nó. Wire-speed là tốc độ dữ liệu mà mỗi cổng Ethernet trên switch có khả năng đạt được, tốc độ dữ liệu có thể là 100 Mb/s, 1 Gb/s, 10 Gb/s, hoặc 100 Gb/s.

 VD : Một thiết bị switch có 48 cổng vận hành hết tải wire speed sẽ phát 48 Gb/s lưu lượng trên tất cả các cổng. Giả sử nếu thiết bị switch này chỉ hổ trợ forwarding rate là 32 Gb/s, thì nó nó không thể chạy hết tải lưu lượng trên tất các các cổng trong cùng một thời điểm. Tuy nhiên, thực tế thiết bị access switches không cần phải hoạt động hết tải, bởi nó sẽ được giới hạn đường lên ( uplink) để phân cấp trong hệ thống mạng. Điều này giúp người quản trị có thể lựa chọn cân đối chi phí đầu tư phù hợp, thiết bị switch có hiệu suất thấp dùng ở lớp truy cập hay còn gọi là switch nhánh (access layer), thiết bị có hiệu suất tải cao hơn có thể sử dụng ở lớp phân phối (distribution layer) hay lớp lõi ( core layer), nơi mà tỷ lệ chuyển tiếp (forwarding rate) có một ảnh hưởng lớn đến hiệu suất mạng.

 3. Power over Ethernet (PoE): ( cấp nguồn qua cáp mạng) cho phép việc chuyển đổi để cung cấp nguồn điện cho một thiết bị qua cáp Ethernet hiện có. Tính năng này có thể được sử dụng điện thoại IP (IP phones) và một số điểm truy cập không dây (wireless access points).

 Tính năng PoE cho phép linh hoạt hơn khi cài đặt điểm truy cập không dây và điện thoại IP, cho phép chúng được cài đặt bất cứ nơi nào mà có cáp Ethernet. Một quản trị mạng phải đảm bảo rằng các tính năng PoE được yêu cầu, bởi vì thiết bị switch có hỗ trợ PoE là tốn kém.

Dòng thiết bị switch Cisco Catalyst 2960-C và thiết bị switch Cisco 3560-C Series compact switches hổ trợ PoE pass-through.

Tính năng PoE pass-through cho phép người quản trị mạng để nguồn cho thiết bị PoE kết nối với các switch, cũng như chuyển đổi chính nó, bằng cách chuyển hướng về switch nguồn.

 4. Thiết bị Multilayer switches: (Chuyển mạch đa lớp) thường được triển khai tại các lớp lõi (core layer) và phân phối (distribution layer) của mạng chuyển mạch  thuộc một tổ chức nào đó. Chuyển mạch đa lớp được đặc trưng bởi nó có khả năng xây dựng một bảng định tuyến (routing table), hỗ trợ một vài giao thức định tuyến (routing protocols), chuyển tiếp các gói tin IP ở lớp chuyển tiếp (Layer 2 forwarding).

Thiết bị multilayer switch thường hỗ trợ phần cứng chuyên dụng, chẳng hạn như application-specific integrated circuits (ASIC (ASIC). ASICs, cùng với phần mềm chuyên dụng cấu trúc dữ liệu, có thể sắp xếp việc chuyển tiếp các gói tin IP độc lập với CPU.

Có một xu hướng các thiết bị mạng sẽ chuyển tới môi trường lớp Layer 3. Khi các thiết bị switch model đầu tiên được sử dụng trong các hệ thống mạng, các thiết bị này không được hỗ trợ định tuyến (routing).

Hiện tại, hầu như tất cả các thiết bị switch hỗ trợ định tuyến. Có khả năng là ngay tất cả các switch sẽ kết hợp một bộ xử lý định tuyến (route processor) vì chi phí làm như vậy được giảm tương đối so với các ràng buộc khác. Cuối cùng các switch đa lớp sẽ được dự phòng.

Thiết bị switch Cisco Catalyst 2960 sẽ có xu hướng chuyển sang lớp Layer 3

Theo Yejian Technologies 

STS Tổng hợp và soạn lại.

Tạm hết phần 1 ….

Mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các bạn để tăng thêm chất lượng bài viết.

Như vậy, khi lựa chọn một thiết bị switch bạn cần chú ý những điểm cơ bản sau:

1. Xác định loại thiết bị switch Cisco mà bạn dự định chọn thuộc dòng nào : access switch, distribution switch, core switch, compact switch … Tương tự cho thiết bị Routers Cisco.

2. Các yếu tố : số cổng, tốc độ, độ bền, chi phí, nguồn điện, khả năng mở rộng …

3. Forwarding rates : (tỷ lệ chuyển tiếp), Power over Ethernet (PoE), Thiết bị Multilayer switches: (Chuyển mạch đa lớp), Switching Capacity, Total Non-Blocking Throughput ….

———————-