Các Thuật Ngữ Trong Switching
Nhằm giúp các bạn hiểu rõ hơn trong các chương thiết kế về sau (càng về sau sẽ càng phức tạp), do đó sẽ tạm thời dừng post phần thiết kế, để tập trung vào phần giải thích các thuật ngữ được sử dụng trong thiết kế.
Tất cả các bài viết về thiết kế đều ngầm định rằng các bạn đã có chứng chỉ hoặc kiến thức tương đương CCNA/CCDA/CCNA-Security (đối với phần thiết kế LAN/WAN) và CCNA-Wireless (đối với phần thiết kế WLAN) để có thể nắm bắt tốt nhất nội dung của bài viết.
Xin được liệt kê các thuật ngữ được sử dụng Nhằm giúp các bạn nghiên cứu sâu hơn qua các tài liệu tiếng anh, tôi xin phép giữ nguyên các thuật ngữ này ở English mà không dịch sang tiếng việt.
Về kiến trúc của Switch: thông thường có 2 dạng thiết kế là Modular và Fix. Kiến trúc Modular cho phép hỗ trợ nhiều khe cắm nên cho phép mở rộng số cổng kết nối nhiều hớn, hơn nữa có thể chọn các loại linecard phù hợp cho từng thiết kế, hỗ trợ các tính năng dự phòng trên cùng 1 Switch, do đó kiến trúc Modular được ứng dụng cho các Switch ở lớp Core/Distribution (các dòng Switch được thiết kế ở dạng Modular: Catalyst 6500/4500, Nexus 7000). Ngược lại thiết kế ở dạng Fix không cho phép thay đổi hay nâng cấp các thành phần trên Switch, muốn thay đổi hay nâng cấp phải thay Switch (các dòng Switch thiết kế ở dạng Fix: Catalyst Switch 3750/3750-X/3750-E/3560/3560-X/3560-E/2960/2960S/IE3000/IE3010, Nexus 5000/4000/3000/2000).
Chi tiết về các thành phần Modular Switch:
Chassis: là thành phần kết nối tất cả các module còn lại với nhau, nếu so sánh một cách gần đúng thì Chassis tương tự với PC case đã gắn sẵn Mainboard.
Example: Cisco Catalyst 6500 Series Chassis
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...800ff916-1.jpg
Super Visor: là thành phần trung tâm điều khiển hoạt động toàn bộ Switch, quyết định độ mạnh (switching performance) và tính năng của Switch. Nếu so sánh một cách gần đúng thì Super Visor tương tự với CPU trên PC.
Example: Supervisor Engine 2T
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...8-648214-1.jpg
Line Card: là thành phần cung cấp các giao diện (Interface) để kết nối vào mạng, được phân thành các loại Ethernet (LAN) Module và WAN Module, trong đó Ethernet Module hỗ trợ các chuẩn kết nối Ethernet trong LAN, ngược lại WAN Module hỗ trợ các chuẩn kết nối trên WAN (SONET, HSSI, T1/T3, …).
Example: Cisco Catalyst 6500 16-Port 10 Gigabit Ethernet Copper Module
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...801dce34-1.jpg
Service Card: là tên gọi đặc biệt của Line Card, khác với LAN/WAN Line Card, Service Card cung cấp “Dịch Vụ” cho mạng như: Firewall (Firewall Service Module – FWSM), Wireless (Wireless Service Module – WiSM), IDS/IPS (Intrusion Detection System Services Module – IDSM-2), Server Loadbalancing (Application Control Engine Module – ACE), VPN (SSL Service Module).
Example: Cisco Catalyst 6500 Series WLSM
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...eet-en_4-1.jpg
Power Supply: cung cấp nguồn cho toàn bộ Switch, thông thường 1 Chassis sẽ hỗ trợ từ 2 đến 3 Power Supply để thiết lập dự phòng trong trường hợp 1 Power Supply hư hỏng hoặc 1 Power Grid gặp sự cố. Thông thường thực tến Power Supply sẽ được kết nối vào UPS (Uninterrupt Power Supply) nhằm cung cấp nguồn tạm thời cho Switch khi nguồn điện chính gặp sự cố.
Example: Cisco Catalyst 6500 Series Chassis
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...11_19_04-1.jpg
Fans Tray: làm mát toàn bộ Switch, thông thường 1 Chassis sẽ có 1 hoặc vài Fans Tray với nhiều Fans làm mát, cung cấp khả năng dự phòng trong trường hợp 1 Fans hư hỏng.
Example: WS-C6509-E-FAN Catalyst 6500 Fan tray
http://www.router-switch.com/product...2838322450.jpg
Về performance của Switch: performance (hiểu nôn na là độ mạnh mẽ) của Switch phụ thuộc vào các chỉ số sau:
Switching Capacity: Switching capacity hoặc Switching Fabric (đối với Fixed Switch) , Centralized Switching Capacity, Distributed Switching Capacity, Per-Slot Switching Capacity (đối với Modular Switch 4500, 6500) => đơn vị tính của các thông số này là Gigabit per second (Gbps). Thông số này được hiểu là khả năng chuyển mạch “NỘI TẠI” của Switch đó. Để dễ hiểu, có thể so sánh ví von với 1 chiếc xe hơi thì thông số này tương đương với công suất máy của ô tô (ví dụ Camry 2.4L có công suất máy (xi lanh) là 2.4 lít).
Forwarding Rate / Through: Forwarding rate (được dùng với Fixed Switch). IPv4 Throughput và IPv6 Throughput (được dùng với Modular Switch) => đơn vị tính của các thông số này là Mega packet per second (Mpps). Thông số này được hiểu là khả năng chuyển mạch “THỰC SỰ” đối với từng loại packet ra/vào các cổng kết nối trên Switch. Để dễ hiểu, có thể so sánh ví von với 1 chiếc xe hơi thì thông số này tương đương với tốc độ cần trục của xe, tốc độ quay càng cao thì xe chạy càng nhanh. Và tốc độ cần trục xe lại phụ thuộc vào công suất máy của chiếc xe, thuông thường, công suất máy càng lớn thì sẽ hỗ trợ tốc độ quay của cần trục xe càng cao, dẫn đến chiếc xe chạy càng nhanh.
Hardware Forwarding: là khả năng chuyển mạch (switching) gói tin với tốc độ rất cao, do được phần cứng chuyên dụng thực hiện, tốc độ thường lên đến hàng vài chục, vài trăm Gigabit per second (Gbps) thậm chí là vài Tetra bit per second (Tbps). Nói tóm lại cái gì được hỗ trợ trực tiếp từ phần cứng thì sẽ rất nhanh. Ví dụ: trên Switch 3560, tất cả tính năng Routing/QoS/ACL đều được hỗ trợ từ phần cứng (Hardware Forwarding), do đó tốc độ chuyển mạch rất cao vài chục Gbps. Tuy nhiên có vài tính năng không được hỗ trợ từ phần cứng, với tốc độ chuyển mạch chỉ vài chục đến vài trăm Mbps (ví dụ: Policy-Based Routing), do đó nếu cấu hình các tính năng này, cần phải cẩn trọng để Switch không bị quá tải CPU cho các mục đích khác (chạy định tuyến, Spanning-tree, arp, …)
Software Forwarding: ngược lại với “Hardware Forwarding”, đây là chuyển mạch gói tin dựa hoàn toàn vào CPU trung tâm của Switch/Router để forward gói tin, đây là tính năng thông thường trên những thiết bị không hỗ trợ “Hardware Forwarding”, một ví dụ trên Router 2800, packets được chuyển mạch nhờ vào phần cứng chuyên dụng gọi là CEF, do đó packet được forward với tốc độ rất nhanh (vài trăm Mbps), tuy nhiên trong 1 vài trường hợp yêu cầu muốn xem “debug” xem gói tin được xử lý ra sao, lúc này có thể tạm thời tắt tính năng CEF (“no ip cef” từ global configure mode, hoặc “no ip route-cache cef” từ Interface configure mode).
Về các feature:
Virtual Switching System (VSS): là công nghệ giúp ảo hóa, giúp 2 Switch 6500 khi được cấu hình VSS sẽ hoạt động như 1 Switch ảo (Unified control plane) và có throughput bằng tổng throughput của 2 Switch, Switch được kết nối với nhau qua cổng kết nối 10Gbps VSL (Virtual Switch Link).T uy nhiên tính năng này chỉ được hỗ trợ trên những Supervisor nhất định sau: Sup720-10G-3C, Sup720-10G-3C-XL, Sup2T-10G, Sup2T-10G-XL. Với tính năng này Kết nối từ Distribution Switch hoặc Access Switch lên 2 Switch 6500 cấu hình VSS có thể được cấu hình Ether Channel và Cisco gọi là Multichassis Ether Channel (MEC). Giúp tăng băng thông kết nối từ Access/Ditribution lên 6500-VSS Switch (với thiết kế cũ, chỉ có 1 Uplink được active do Uplink còn lại bị block bởi Spanning:
VSS Conceptual Diagram
http://www.cisco.com/en/US/i/200001-...000/227020.jpg
MEC—Physical vs. Logical Topology
http://www.cisco.com/en/US/i/200001-...000/226936.jpg
Stack-Wise Plus (StackWise+): là công nghệ cho phép lien kết 9 Switch Catalyst 3750-X hoặc 3750-E lại với nhau và hoạt động như 1 Switch ảo thông qua lien kết đặc biệt gọi là Stack-Ring, dùng công nghệ độc quyền của Cisco có tốc độ lên đến 64Gbps (full-duplex), công nghệ StackWise+ cho phép packet trong Stack-Ring di chuyển theo 2 hướng (thuận và ngược chiều kim đồng hồ) đồng thời, giúp tăng hiệu quả forward packet trong stack-ring. Trong nhóm Stack, sẽ có 1 Switch đóng vai trò là Master Switch, đây là Switch chịu trách nhiệm control từ Layer 2 (hardware) đến Layer 3 (hardware) của Stack, gần giống như chức năng của SuperVisor trong kiến trúc Modular Switch, các Switch còn lại trong Stack gọi là Member Switch, một điều quan trọng là nếu Master Switch bị hư hỏng vì lý do nào đó, toàn bộ switch trong Stack sẽ tự động reboot để bầu chọn Master Switch mới, Stack không bị ảnh hưởng nếu 1 Member Switch bị hư hỏng. Cũng giống với công nghệ VSS, Catalyst 3750 Stack hỗ trợ MEC. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 3750-X, 3750-E.
Stack-Wise: là phiên bản đầu tiên, giống với Stack-Wise+, tuy nhiên có một vài hạn chế sau so với Stack-Wise+: tốc độ Stack-Ring là 32Gbps (full-duplex), chỉ cho phép packet trong Stack-Ring di chuyển theo 1 hướng nhất định. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 3750 series.
Flex-Stack: là công nghệ cho phép liên kết 4 Switch Catalyst 2960S lại với nhau và hoạt động như 1 Switch ảo thông qua liên kết đặc biệt gọi là Stack-Ring, dùng công nghệ độc quyền của Cisco có tốc độ lên đến 20Gbps (full-duplex). Trong stack sẽ có 1 Switch đóng vai trò là Master Switch, đây là Switch chịu trách nhiệm control từ Layer 2 (hardware) đến Layer 3 (software) của Stack, gần giống như chức năng của SuperVisor trong kiến trúc Modular Switch, các Switch còn lại trong Stack gọi là Member Switch, một điều quan trọng là nếu Master Switch bị hư hỏng vì lý do nào đó, toàn bộ switch trong Stack sẽ tự động reboot để bầu chọn Master Switch mới, Stack không bị ảnh hưởng nếu 1 Member Switch bị hư hỏng. Cũng giống với công nghệ Stack-Wise+ trên 3750X, Catalyst 2960S Flex-Stack hỗ trợ MEC. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 2960S series.
Tất cả các bài viết về thiết kế đều ngầm định rằng các bạn đã có chứng chỉ hoặc kiến thức tương đương CCNA/CCDA/CCNA-Security (đối với phần thiết kế LAN/WAN) và CCNA-Wireless (đối với phần thiết kế WLAN) để có thể nắm bắt tốt nhất nội dung của bài viết.
Xin được liệt kê các thuật ngữ được sử dụng Nhằm giúp các bạn nghiên cứu sâu hơn qua các tài liệu tiếng anh, tôi xin phép giữ nguyên các thuật ngữ này ở English mà không dịch sang tiếng việt.
Các Thuật Ngữ Trong Switching
Về kiến trúc của Switch: thông thường có 2 dạng thiết kế là Modular và Fix. Kiến trúc Modular cho phép hỗ trợ nhiều khe cắm nên cho phép mở rộng số cổng kết nối nhiều hớn, hơn nữa có thể chọn các loại linecard phù hợp cho từng thiết kế, hỗ trợ các tính năng dự phòng trên cùng 1 Switch, do đó kiến trúc Modular được ứng dụng cho các Switch ở lớp Core/Distribution (các dòng Switch được thiết kế ở dạng Modular: Catalyst 6500/4500, Nexus 7000). Ngược lại thiết kế ở dạng Fix không cho phép thay đổi hay nâng cấp các thành phần trên Switch, muốn thay đổi hay nâng cấp phải thay Switch (các dòng Switch thiết kế ở dạng Fix: Catalyst Switch 3750/3750-X/3750-E/3560/3560-X/3560-E/2960/2960S/IE3000/IE3010, Nexus 5000/4000/3000/2000).
Chi tiết về các thành phần Modular Switch:
Chassis: là thành phần kết nối tất cả các module còn lại với nhau, nếu so sánh một cách gần đúng thì Chassis tương tự với PC case đã gắn sẵn Mainboard.
Example: Cisco Catalyst 6500 Series Chassis
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...800ff916-1.jpg
Super Visor: là thành phần trung tâm điều khiển hoạt động toàn bộ Switch, quyết định độ mạnh (switching performance) và tính năng của Switch. Nếu so sánh một cách gần đúng thì Super Visor tương tự với CPU trên PC.
Example: Supervisor Engine 2T
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...8-648214-1.jpg
Line Card: là thành phần cung cấp các giao diện (Interface) để kết nối vào mạng, được phân thành các loại Ethernet (LAN) Module và WAN Module, trong đó Ethernet Module hỗ trợ các chuẩn kết nối Ethernet trong LAN, ngược lại WAN Module hỗ trợ các chuẩn kết nối trên WAN (SONET, HSSI, T1/T3, …).
Example: Cisco Catalyst 6500 16-Port 10 Gigabit Ethernet Copper Module
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...801dce34-1.jpg
Service Card: là tên gọi đặc biệt của Line Card, khác với LAN/WAN Line Card, Service Card cung cấp “Dịch Vụ” cho mạng như: Firewall (Firewall Service Module – FWSM), Wireless (Wireless Service Module – WiSM), IDS/IPS (Intrusion Detection System Services Module – IDSM-2), Server Loadbalancing (Application Control Engine Module – ACE), VPN (SSL Service Module).
Example: Cisco Catalyst 6500 Series WLSM
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...eet-en_4-1.jpg
Power Supply: cung cấp nguồn cho toàn bộ Switch, thông thường 1 Chassis sẽ hỗ trợ từ 2 đến 3 Power Supply để thiết lập dự phòng trong trường hợp 1 Power Supply hư hỏng hoặc 1 Power Grid gặp sự cố. Thông thường thực tến Power Supply sẽ được kết nối vào UPS (Uninterrupt Power Supply) nhằm cung cấp nguồn tạm thời cho Switch khi nguồn điện chính gặp sự cố.
Example: Cisco Catalyst 6500 Series Chassis
http://www.cisco.com/en/US/prod/coll...11_19_04-1.jpg
Fans Tray: làm mát toàn bộ Switch, thông thường 1 Chassis sẽ có 1 hoặc vài Fans Tray với nhiều Fans làm mát, cung cấp khả năng dự phòng trong trường hợp 1 Fans hư hỏng.
Example: WS-C6509-E-FAN Catalyst 6500 Fan tray
http://www.router-switch.com/product...2838322450.jpg
Về performance của Switch: performance (hiểu nôn na là độ mạnh mẽ) của Switch phụ thuộc vào các chỉ số sau:
Switching Capacity: Switching capacity hoặc Switching Fabric (đối với Fixed Switch) , Centralized Switching Capacity, Distributed Switching Capacity, Per-Slot Switching Capacity (đối với Modular Switch 4500, 6500) => đơn vị tính của các thông số này là Gigabit per second (Gbps). Thông số này được hiểu là khả năng chuyển mạch “NỘI TẠI” của Switch đó. Để dễ hiểu, có thể so sánh ví von với 1 chiếc xe hơi thì thông số này tương đương với công suất máy của ô tô (ví dụ Camry 2.4L có công suất máy (xi lanh) là 2.4 lít).
Forwarding Rate / Through: Forwarding rate (được dùng với Fixed Switch). IPv4 Throughput và IPv6 Throughput (được dùng với Modular Switch) => đơn vị tính của các thông số này là Mega packet per second (Mpps). Thông số này được hiểu là khả năng chuyển mạch “THỰC SỰ” đối với từng loại packet ra/vào các cổng kết nối trên Switch. Để dễ hiểu, có thể so sánh ví von với 1 chiếc xe hơi thì thông số này tương đương với tốc độ cần trục của xe, tốc độ quay càng cao thì xe chạy càng nhanh. Và tốc độ cần trục xe lại phụ thuộc vào công suất máy của chiếc xe, thuông thường, công suất máy càng lớn thì sẽ hỗ trợ tốc độ quay của cần trục xe càng cao, dẫn đến chiếc xe chạy càng nhanh.
Hardware Forwarding: là khả năng chuyển mạch (switching) gói tin với tốc độ rất cao, do được phần cứng chuyên dụng thực hiện, tốc độ thường lên đến hàng vài chục, vài trăm Gigabit per second (Gbps) thậm chí là vài Tetra bit per second (Tbps). Nói tóm lại cái gì được hỗ trợ trực tiếp từ phần cứng thì sẽ rất nhanh. Ví dụ: trên Switch 3560, tất cả tính năng Routing/QoS/ACL đều được hỗ trợ từ phần cứng (Hardware Forwarding), do đó tốc độ chuyển mạch rất cao vài chục Gbps. Tuy nhiên có vài tính năng không được hỗ trợ từ phần cứng, với tốc độ chuyển mạch chỉ vài chục đến vài trăm Mbps (ví dụ: Policy-Based Routing), do đó nếu cấu hình các tính năng này, cần phải cẩn trọng để Switch không bị quá tải CPU cho các mục đích khác (chạy định tuyến, Spanning-tree, arp, …)
Software Forwarding: ngược lại với “Hardware Forwarding”, đây là chuyển mạch gói tin dựa hoàn toàn vào CPU trung tâm của Switch/Router để forward gói tin, đây là tính năng thông thường trên những thiết bị không hỗ trợ “Hardware Forwarding”, một ví dụ trên Router 2800, packets được chuyển mạch nhờ vào phần cứng chuyên dụng gọi là CEF, do đó packet được forward với tốc độ rất nhanh (vài trăm Mbps), tuy nhiên trong 1 vài trường hợp yêu cầu muốn xem “debug” xem gói tin được xử lý ra sao, lúc này có thể tạm thời tắt tính năng CEF (“no ip cef” từ global configure mode, hoặc “no ip route-cache cef” từ Interface configure mode).
Về các feature:
Virtual Switching System (VSS): là công nghệ giúp ảo hóa, giúp 2 Switch 6500 khi được cấu hình VSS sẽ hoạt động như 1 Switch ảo (Unified control plane) và có throughput bằng tổng throughput của 2 Switch, Switch được kết nối với nhau qua cổng kết nối 10Gbps VSL (Virtual Switch Link).T uy nhiên tính năng này chỉ được hỗ trợ trên những Supervisor nhất định sau: Sup720-10G-3C, Sup720-10G-3C-XL, Sup2T-10G, Sup2T-10G-XL. Với tính năng này Kết nối từ Distribution Switch hoặc Access Switch lên 2 Switch 6500 cấu hình VSS có thể được cấu hình Ether Channel và Cisco gọi là Multichassis Ether Channel (MEC). Giúp tăng băng thông kết nối từ Access/Ditribution lên 6500-VSS Switch (với thiết kế cũ, chỉ có 1 Uplink được active do Uplink còn lại bị block bởi Spanning:
VSS Conceptual Diagram
http://www.cisco.com/en/US/i/200001-...000/227020.jpg
MEC—Physical vs. Logical Topology
http://www.cisco.com/en/US/i/200001-...000/226936.jpg
Stack-Wise Plus (StackWise+): là công nghệ cho phép lien kết 9 Switch Catalyst 3750-X hoặc 3750-E lại với nhau và hoạt động như 1 Switch ảo thông qua lien kết đặc biệt gọi là Stack-Ring, dùng công nghệ độc quyền của Cisco có tốc độ lên đến 64Gbps (full-duplex), công nghệ StackWise+ cho phép packet trong Stack-Ring di chuyển theo 2 hướng (thuận và ngược chiều kim đồng hồ) đồng thời, giúp tăng hiệu quả forward packet trong stack-ring. Trong nhóm Stack, sẽ có 1 Switch đóng vai trò là Master Switch, đây là Switch chịu trách nhiệm control từ Layer 2 (hardware) đến Layer 3 (hardware) của Stack, gần giống như chức năng của SuperVisor trong kiến trúc Modular Switch, các Switch còn lại trong Stack gọi là Member Switch, một điều quan trọng là nếu Master Switch bị hư hỏng vì lý do nào đó, toàn bộ switch trong Stack sẽ tự động reboot để bầu chọn Master Switch mới, Stack không bị ảnh hưởng nếu 1 Member Switch bị hư hỏng. Cũng giống với công nghệ VSS, Catalyst 3750 Stack hỗ trợ MEC. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 3750-X, 3750-E.
Stack-Wise: là phiên bản đầu tiên, giống với Stack-Wise+, tuy nhiên có một vài hạn chế sau so với Stack-Wise+: tốc độ Stack-Ring là 32Gbps (full-duplex), chỉ cho phép packet trong Stack-Ring di chuyển theo 1 hướng nhất định. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 3750 series.
Flex-Stack: là công nghệ cho phép liên kết 4 Switch Catalyst 2960S lại với nhau và hoạt động như 1 Switch ảo thông qua liên kết đặc biệt gọi là Stack-Ring, dùng công nghệ độc quyền của Cisco có tốc độ lên đến 20Gbps (full-duplex). Trong stack sẽ có 1 Switch đóng vai trò là Master Switch, đây là Switch chịu trách nhiệm control từ Layer 2 (hardware) đến Layer 3 (software) của Stack, gần giống như chức năng của SuperVisor trong kiến trúc Modular Switch, các Switch còn lại trong Stack gọi là Member Switch, một điều quan trọng là nếu Master Switch bị hư hỏng vì lý do nào đó, toàn bộ switch trong Stack sẽ tự động reboot để bầu chọn Master Switch mới, Stack không bị ảnh hưởng nếu 1 Member Switch bị hư hỏng. Cũng giống với công nghệ Stack-Wise+ trên 3750X, Catalyst 2960S Flex-Stack hỗ trợ MEC. Chỉ được hỗ trợ trên dòng Switch Catalyst 2960S series.
Nhận xét
Đăng nhận xét