چرا سوئیچ‌های سیسکو انتخاب اول کارشناسان شبکه هستند؟

فناوری Switch Stacking چیست؟

در دنیای شبکه‌های کامپیوتری، اصطلاح پشته (Stack) به گروهی از سوئیچ‌های فیزیکی اشاره دارد که از طریق کابل شبکه به یک‌دیگر متصل می‌شوند و یک سوئیچ منطقی واحد را پدید می‌آورند. به بیان دقیق‌تر، پشته کردن سوئیچ‌ها، روشی برای اتصال چند سوئیچ به یک‌دیگر است تا بتوانند به‌عنوان یک سوئیچ واحد عمل کنند. این روش روی سوئیچ‌های لایه دسترسی قابل اجرا است، اما چرا به پشته کردن سوئیچ‌ها نیاز داریم؟

تصور کنید مدیر شبکه هستید و باید یک شبکه محلی را در یک ساختمان اداری چند طبقه راه‌اندازی کنید. شما تعداد زیادی سوئیچ لایه دسترسی دارید و باید پیکربندی تقریبا مشابهی روی هر یک از آن‌ها اعمال کنید. در دنیای واقعی، سوئیچ‌ها باید به‌لحاظ کابل‌کشی در نزدیکی یک‌دیگر قرار داشته باشند و اغلب در رک‌سرور نصب می‌شوند. بدیهی است که پیکربندی تک‌به‌تک سوئیچ‌ها فرآیند زمان‌بری است و علاوه بر این، اتصال سوئیچ‌ها به یک‌دیگر، پهنای باند بیشتری ارائه می‌دهد، بنابراین، کارشناسان شبکه از فناوری پشته کردن سوئیچ‌ها استفاده می‌کنند. در این حالت، یکی از سوئیچ‌ها مسئول نظارت بر انواع مختلف عملیات انجام‌شده در پشته است و سوئیچ stack master نامیده می‌شود.

مطلب پیشنهادی

راهنمای خرید سوییچ سیسکو

راهنمای جامع آشنایی با انواع مختلف سوییچ‌های سیسکو

Stack master به‌همراه سوئیچ‌های دیگر اعضای پشته را شکل می‌دهند. در این حالت، پشته و تمام سوئیچ‌ها به‌عنوان یک دستگاه واحد به شبکه معرفی می‌شوند. بنابراین، با توجه به این که پیکربندی همه سوئیچ‌ها پردردسر و زمان‌بر است، برای حل این مشکل، از ویژگی پشته کردن سوئیچ‌ها با هدف ترکیب سوئیچ‌هایی که نزدیک یک‌دیگر قرار دارند، استفاده می‌کنیم. این ویژگی به مهندس شبکه اجازه می‌دهد به‌شکل ساده‌ای پیکربندی واحدی را روی تمام سوئیچ‌ها اعمال کند. 

برای آن‌که بتوان از تمام مزایای بالقوه این فناوری استفاده کرد، مهم است که سوئیچ‌ها، سخت‌افزار و رابط ویژه‌ای داشته باشند و از توپولوژی مشخصی برای اتصال سوئیچ‌ها در یک پشته به یک‌دیگر استفاده شود. علاوه بر این، سوئیچ‌ها باید یک پورت اختصاصی ویژه برای پشته کردن داشته باشند که پورت پشته (Stack Port) نام دارد. در این حالت، گروهی از سوئیچ‌ها از طریق پورت‌های پشته به‌شکل دوار به یک‌دیگر متصل می‌شوند.

در سال‌های گذشته، ویژگی‌ پشته کردن، بیشتر به‌عنوان یک ویژگی فانتری و پرهزینه شناخته می‌شد، در حالی که اکنون به یک قابلیت اصلی در بیشتر سوئیچ‌های سازمانی و همچنین مدل‌های SMB تبدیل شده است. این مکانیزم، عملکردی شبیه به سوئیچ‌های ماژولار دارد که در آن شما یک شاسی فیزیکی به‌همراه چند اسلات و ماژول برای گسترش قابلیت‌های سوئیچ در اختیار دارید. هر دو فناوری می‌توانند یک صفحه مدیریت و کنترل یا حداقل یک سوئیچ منطقی قابل تنظیم را ارائه دهند. در این حالت، در صورت ازدست‌دادن یک سوئیچ فیزیکی یا یک ماژول، افزونگی کمک می‌کند تا شبکه بدون اختلال به کار خود ادامه دهد. در سوئیچ‌هایی که قابلیت پشتیبانی از فناوری پشته را دارد، پشته‌سازی با استفاده از کابل‌هایی انجام می‌شود که همه سوئیچ‌ها را بر مبنای یک توپولوژی خاص به هم متصل می‌کند. پشته کردن سوئیچ‌ها از طریق کابل‌های شبکه، بر مبنای نحوه پشتیبانی سوئیچ از فناوری مذکور انجام می‌شود. به‌طور معمول، فناوری پشته کردن سوئیچ‌ها مبتنی بر روش‌‌های زیر است:

• Back-plane Stacking: در روش فوق ماژول‌های پشته‌سازی در پشت سوئیچ قرار دارند و از طریق کابل‌های خاصی که توسط تولیدکننده سوئیچ عرضه می‌شوند، سوئیچ‌ها را به یک‌دیگر متصل می‌کنند.
• Front-plane stacking: به‌طور معمول از پورت‌های اترنت استاندارد برای ساخت پشته استفاده می‌شود. از این‌رو، کارشناسان شبکه می‌توانند از کابل‌های اترنت استاندارد استفاده کنند. 

پشته کردن به کارشناسان شبکه اجازه می‌دهد تا ظرفیت فعلی شبکه را بدون دردسر افزایش داده و به‌شکل ساده‌ای به مدیریت سوئیچ‌ها بپردازند. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید، فناوری پشته‌ کردن سوئیچ‌ها یکی از ویژگی‌های کاربردی و منحصربه‌فردی است که برندهای مختلف مثل سیسکو در برخی از سوئیچ‌های خود از آن‌ها پشتیبانی می‌کنند. پشته کردن سوئیچ، یک ویژگی کاربردی است که نقش مهمی در بهبود توان عملیاتی و پهنای باند شبکه دارد. این قابلیت زمانی که ترافیک شبکه محلی افزایش پیدا می‌کند به یاری کارشناسان شبکه می‌آید. تقریبا بیشتر سوئیچ‌های سیسکو از پشته‌پذیری پشتیبانی می‌کنند. 

مطلب پیشنهادی

تنظیم آدرس آی‌پی روی سوییچ‌ها

چگونه سوییچ‌های کاتالیست سیسکو را پیکربندی کنیم؟

فناوری Cisco StackWise چیست؟

StackWise یکی از فناوری‌های کاربردی ابداعی سیسکو در زمینه استقرار شبکه‌های اترنت گیگابیتی است که با هدف دستیابی به عملکرد و سرعت بالا به‌همراه انعطاف‌پذیری بهتر از طریق پیاده‌سازی مکانیزم failover مورد استفاده قرار می‌گیرد.Cisco StackWise  بر مبنای رویکردی خلاقانه اقدام به تجمیع سوئیچ‌های مستقر در یک شبکه می‌کند و به سوئیچ‌ها اجازه می‌دهد منابع خود را با یک‌دیگر ترکیب کنند و در قالب یک منبع یکپارچه در اختیار کاربران عضو شبکه محلی قرار دهند. یکی از مزایای بالقوه و درخشان فناوری فوق، قابلیت پشتیبانی و متصل کردن حداکثر 9 سوئیچ به یک‌دیگر با افزایش ظرفیت سوئیچینگ شبکه است. در چنین شرایطی به اتصالی مجازی با ظرفیت سویچینگ دست‌کم 32 گیگابیت بر ثانیه دست پیدا می‌کنید؛ یک پهنای باند بالا که جواب‌گوی نیازهای بیشتر کسب‌وکارها است. فناوری فوق، قابلیت شاخص دیگری نیز در اختیار کارشناسان شبکه قرار می‌دهد و به آن‌ها اجازه می‌دهد کل پشته را در قالب یک دستگاه واحد که تنها یک آدرس آی‌پی دارد، مدیریت کنند. 

سوئیچ‌هایی که در قالب یک پشته واحد در اختیار کلاینت‌های شبکه قرار می‌گیرند، به‌عنوان یک سوئیچ واحد تعریف و مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد فناوری فوق درست مشابه به زمانی است که آرایه‌ای از دیسک‌های سخت دارید که بر مبنای معماری رید با یک‌دیگر تجمیع شده‌اند و سیستم‌‌عامل سرور به‌عنوان یک هارددیسک واحد با آن‌ها کار می‌کند. از طریق به‌کارگیری یک رابط مدیریتی یکپارچه، کلاینت‌ها می‌توانند با فراخوانی یک دستور، اقدام به بارگذاری ایمیج روی تمام سوئیچ‌هایی کنند که در یک پشته قرار دارند. همان‌گونه که اشاره کردیم، فناوری Cisco StackWise به‌منظور کار با شبکه‌های اترنت گیگابیتی توسعه پیدا کرده تا سوئیچ‌ها بتوانند کانال‌های ارتباطی با عملکرد و سرعت بالا و انعطاف‌پذیری مطلوب را از طریق مکانیزم‌ failover تعریف کنند. در این حالت، کارشناسان شبکه نیازی ندارند سوئیچ‌ها را تک‌به‌تک بررسی کرده و تنظیمات را روی آن‌ها اعمال کنند، بلکه امکان اعمال تغییرات از طریق یک رابط مدیریتی واحد روی تمام سوئیچ‌ها وجود دارد. 

سوئیچ‌های مجهز به فناوری Cisco StackWise مثل سوئیچ‌های سری 3750، به‌طور کامل از مقیاس‌پذیری پشتیبانی می‌کنند. به‌طوری که در یک پشته می‌توان حداکثر 252 پورت اترنت گیگابیتی در اختیار داشت. همچنین، این امکان وجود دارد تا سوئیچ‌ها را بدون آن‌که اختلالی در عملکرد شبکه یا کاربران به‌وجود آید، افزوده یا از آن حذف کرد.

هنگامی که سوئیچ‌های جدیدی به شبکه اضافه می‌شوند، این تجهیزات پیکربندی‌های خود را از مولفه‌ای مرکزی که Stack Master نام دارد، دریافت می‌کنند. همچنین، زمانی که قرار است تجهیزات جدیدی جایگزین قدیمی‌ها شوند، پیکربندی‌های تعریف‌شده و پروفایل تجهیزات قدیمی از یک فایل پیکربندی در پشته خوانده شده و پیکربندی‌ها به‌شکل خودکار به تجهیزات جدید افزوده می‌شوند. همچنین، سوئیچ‌هایی که با یک‌دیگر پشته می‌شوند، افزونگی لینک را ارائه می‌کنند که نقش مهمی در حفظ پایداری شبکه دارند، به‌ویژه زمانی که لینک اصلی به دلایل مختلف از کار می‌افتد. 

البته، سوئیچ‌های کلاس سازمانی سیسکو مثل سری 3750 محدود به فناوری  StackWise نیستند و این سوئیچ‌ها از فناوری‌های کاربردی دیگری مثل cross-stack EtherChannel و cross-stack UplinkFast نیز پشتیبانی می‌کنند. فناوری‌های مذکور به سوئیچ‌ها اجازه می‌دهند تا مسیرهای با هزینه مساوی (Equal Cost) میان سوئیچ‌های مختلف پشته برقرار کرد. این ویژگی‌ها با هدف حفظ وابستگی به ویژگی HSRP در هنگام خرابی روتر ابداع شده‌اند. همچنین، هنگامی که سوئیچ اصلی (Master) خراب می‌شود، سوئیچ جایگزین دیگری بر مبنای الگوریتم هوشمندی که سوئیچ‌ها بر مبنای آن کار می‌کنند در کمتر از 2 تا 3 ثانیه به‌عنوان سوئیچ اصلی برای شبکه تعریف می‌شود تا بتواند مسئولیت‌های سوئیچ ریشه را بر عهده بگیرد.

مطلب پیشنهادی

آشنایی با اجزای اصلی روتر سیسکو

فناوری Cisco StackPower چه قابلیتی به سوئیچ‌های سیسکو اضافه می‌کند؟

کسب‌وکارهای امروزی که بخش مهمی از فعالیت‌های تجاری آن‌ها مربوط به شبکه‌های محلی است، نیاز مبرمی به دسترس‌پذیری دارند. یکی از مولفه‌های مهمی که نقش اساسی در برقراری ارتباط شبکه‌ها دارد، سوئیچ‌ها هستند. از این‌رو، سرپرستان شبکه باید به دقت مبحث افزونگی برق سوئیچ‌ها را هنگام طراحی شبکه‌ها مدنظر قرار دهند.

سیسکو با هدف افزایش عملکرد سوئیچ‌های خود، فناوری کاربردی دیگری را که StackPower  نام دارد توسعه داده است. StackPower توانایی تجمیع و مدیریت توان سوئیچ‌ها در قالب یک منبع تغذیه اشتراکی را دارد. مکانیزم فوق به سوئیچ‌ها اجازه می‌دهد به‌شکل بهینه‌ای از انرژی استفاده کنند. به‌طور کلی، StackPower با ارائه مکانیزم تجمیع توان تمامی سوئیچ‌ها این قابلیت را ارائه می‌کند تا برق اضافی را که سوئیچ‌ها نیازی به آن ندارند، برای دیگر دستگاه‌های متصل به سوئیچ ارسال کرد. 

ترکیب این دو فناوری با یک‌دیگر باعث می‌شود تا سوئیچ‌‌های سیسکو مثل سری 3850 به بهترین شکل از مفهوم مقیاس‌پذیری پشتیبانی کنند. نکته مهمی که باید در مورد ویژگی StackPower به آن اشاره داشته باشیم این است که کارشناسان شبکه باید سوئیچ‌های با مشخصات و برند یکسان را به یک‌دیگر متصل کنند تا بتوانند به افزونگی و متعادل‌سازی بار دست پیدا کنند. به‌طور معمول، سوئیچ‌های سیسکو از پشته کردن حداکثر 9 سوئیچ پشتیبانی می‌کند تا دستیابی به ظرفیت سوئیچینگ چند صد گیگابیتی فراهم شود. 

Cisco StackPower نیز همانند StackWise فناوری خلاقانه دیگر سیسکو است که از طریق تجمیع و مدیریت توان سوئیچ‌ها در قالب یک منبع تغذیه اشتراکی، تحولی بزرگ در این زمینه به‌وجود آورده است. فناوری فوق به سرپرستان شبکه کمک می‌کند نظارت دقیق‌تری بر میزان مصرف برق اعمال کنند و صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در هزینه کل مالکیت (TCO) سوئیچ‌های کاتالیست به عمل آورند. 

به‌طور کلی، دو راه‌حل رایج با هدف دستیابی به افزونگی برق برای سوئیچ‌ها وجود دارد که افزونگی کامل و افزونگی جزئی نام دارد. در افزونگی کامل، هر سوئیچ به دو منبع تغذیه متصل می‌شود تا اگر یکی از آن‌ها خراب شد، دومی به‌شکل خودکار به مدار وارد شود. این معماری، «افزونگی یک‌به‌یک» نام دارد و به‌صورت 1:1  نشان داده می‌شود. در افزونگی جزئی، یک منبع تغذیه اضافی برای چند سوئیچ تعریف می‌شود تا دستیابی به افزونگی به‌‌وجود آید. این افزونگی به‌شکل N:1  نشان داده می‌شود. هر یک از معماری‌های فوق کاربردهای خاص خود را دارند.

به‌طور معمول، کارشناسان شبکه هنگام پیاده‌سازی شبکه‌های محلی سازمانی بزرگ از افزونگی یک‌به‌یک استفاده نمی‌کنند، زیرا در این حالت هر سوئیچ، منبع تغذیه پشتیبان خاص خود را دارد، هرچند در شرایط عادی غیرفعال است. راه‌حل‌های افزونگی N:1 برای شبکه‌های محلی سازمانی کوچک مناسب است، زیرا تا زمان آنلاین شدن منبع تغذیه تاخیر زمانی به‌‌وجود می‌آید. 

به‌طور کلی، باید بگوییم که Cisco StackPower گزینه مناسبی برای دستیابی به اصل افزونگی برق سوئیچ‌های سیسکو است و با تجمیع توان سوئیچ‌ها اجازه می‌دهد تا برق اضافی را در اختیار سوئیچ‌هایی قرار داد که نیازمند انرژی بیشتری هستند؛ سوئیچ‌هایی که قرار است انرژی موردنیاز تجهیزات PoE را تامین کنند. ادغام منابع تغذیه، بهترین روش برای توزیع برق به‌شکل مساوی میان سوئیچ‌ها است، زیرا هر سوئیچ می‌تواند از مخزن برق به‌شکل بهینه استفاده کند. در نتیجه، در صورت خرابی منبع تغذیه، امکان تامین برق سوئیچ‌هایی که منبع تغذیه آن‌ها خراب شده است، وجود دارد.

کارشناسان شبکه‌ای که تجربه کار با فناوری StackPower را دارند، آگاه هستند که این فناوری چه قابلیت‌ مهمی در اختیارشان قرار می‌دهد، به‌طوری که از همان ابتدای فعال‌سازی، به‌شکل دقیقی بر مصرف انرژی سوئیچ‌ها مدیریت می‌کند. کاری که فناوری فوق انجام می‌دهد به این صورت است که مخزن برقی برای سوئیچ‌های درون پشته پدید می‌آورد تا بتوانند از یک منبع برق پشتیبان استفاده کنند. 

به‌طور مثال، فرض کنید، پشته‌ای از سوئیچ‌ها داریم که قرار است هر سوئیچ انرژی موردنیاز تجهیزات مجهز به فناوری PoE را تامین کند که هر یک به‌شکل تصادفی در بخش‌های مختلف شبکه مستقر شده‌اند. روش‌های سنتی و استاندارد مورد استفاده در زمینه تامین برق تجهیزات PoE در بلندمدت باعث افزایش صورت‌حساب برق مصرفی شرکت‌ها می‌شوند، زیرا سوئیچ‌ها مجبور هستند به‌شکل تمام‌وقت انرژی مورد نیاز دستگاه‌ها را حتا در شرایطی که نیازی به برق ندارند تامین کنند. لازم به توضیح است که برخی سوئیچ‌ها در زمینه تامین برق از طریق به‌کارگیری فناوری PoE عملکرد هوشمندانه‌ای دارند و پس از گذشت مدت زمانی که پورتی مورد استفاده قرار نگیرد، جریان برق آن‌را قطع می‌کنند، اما همگی این‌گونه نیستند و گاهی‌اوقات مشکلات خاصی در این زمینه ایجاد می‌شود. 

در نقطه مقابل،  Cisco StackPower با تعریف یک مخزن برق اشتراکی، عملکردی خودکار و هوشمندانه برای تامین برق اضافی مورد نیاز سوئیچ‌های پشته دارد. مزیت بزرگ دیگری که فناوری Cisco StackPower دارد این است که با کاهش تعداد منابع تغذیه مورد نیاز برای هر سوئیچ و تعداد پریزهای مورد نیاز در رک‌سرور باعث کاهش تعداد کابل‌ها در‌ رک‌سرور می‌شود. سیسکو در مورد فناوری فوق می‌گوید: «StackPower راهکاری است که با هدف به‌حداقل رساندن اتلاف انرژی، حل مشکل ناکارآمدی عملکرد منابع تغذیه در بارهای کاری کمتر، کاهش گرمای درون رک و کاهش هزینه‌های مرتبط با تجهیزات سرمایشی توسعه پیدا کرده است». 

همچنین، Cisco StackPower می‌تواند از فناوری

XPS 2200 سرنام Cisco Expandable Power System 2200 برای استقرار مخازن انرژی قدرتمندتر و بزرگ‌تر استفاده کند. فناوری فوق بر مبنای توپولوژی ستاره‌ای اجازه می‌دهد تا انرژی را میان حداکثر نه سوئیچ به اشتراک قرار داد. به‌طور کلی، باید بگوییم فناوری فوق امکان مدیریت بهینه بر مصرف انرژی، افزایش عملکرد منابع تغذیه در ایده‌آل‌ترین حالت و تجمیع منابع تغذیه با هدف دستیابی به بهترین عملکرد را ارائه می‌کند. به‌طوری که در بلندمدت کاهش هزینه تمام‌شده مصرف برق را به‌همراه دارد. علاوه بر این، برق مورد نیاز برای PoE+ و Cisco UPOE سرنام  Cisco Universal POE را برای هر پورت موجود در پشته تامین می‌کند و به کارشناسان شبکه اجازه می‌دهد تا زیرساخت PoE+ وCisco UPOE مقیاس‌پذیری را تعریف کنند. با استفاده از فناوری XPS 2200 ، کارشناسان شبکه می‌توانند قابلیت اطمینان، دسترس‌پذیری و عملکرد بهبودیافته سوئیچ‌ها را تضمین کنند و یک سیستم توان اضافی (RPS) سرنام Redundant Power System با ویژگی zero-footprint  تعریف کنند. همچنین، نباید از این نکته غافل شویم که با کاهش تعداد منابع تغذیه مورد نیاز و تعداد دستگاه‌های موجود در رک، دما کاهش پیدا کرده و از حجم کابل‌کشی‌های درون رک کاسته می‌شود.