Czy użycie jednego kabla do połączenia dwóch przełączników stwarza wąskie gardło?

Zdaję sobie sprawę, że dla niektórych może to być głupie pytanie, ale zawsze zastanawiałem się.

Załóżmy, że mamy dwa przełączniki gigabitowe, a wszystkie urządzenia w sieci również są gigabitowe.

Jeśli 10 komputerów podłączonych do przełącznika A musi przesyłać duże ilości danych do serwera na przełączniku B (jednocześnie), czy maksymalna prędkość transferu każdego połączenia jest ograniczona przepustowością połączenia między dwoma przełącznikami?

Innymi słowy, czy każdy komputer byłby w stanie przesyłać dane tylko z prędkością jednego gigabita podzielonego przez 10 komputerów próbujących użyć „mostu” między przełącznikami?

Jeśli tak, czy są jakieś obejścia, dzięki którym każde urządzenie może korzystać z maksymalnej prędkości z jednego punktu do drugiego?

Tak. Używanie pojedynczych kabli do „kaskadowania” wielu przełączników Ethernet razem tworzy wąskie gardła. To, czy te wąskie gardła faktycznie powodują niską wydajność, można jednak ustalić jedynie poprzez monitorowanie ruchu na tych łączach. (Naprawdę powinieneś monitorować statystyki ruchu na port. To jeszcze jeden powód, dla którego to dobry pomysł).

Przełącznik Ethernet ma ograniczoną, ale zazwyczaj bardzo dużą, wewnętrzną szerokość pasma do wykonywania swojej pracy. Jest to określane mianem przepustowości sieci przełączającej i może być dość duże, nawet w przypadku bardzo niskich przełączników Gigabit Ethernet (na przykład Dell PowerConnect 6248 ma na przykład strukturę przełączającą 184 Gb / s). Utrzymywanie przepływu ruchu między portami na tym samym przełączniku zwykle oznacza (w przypadku nowoczesnych przełączników Ethernet z 24 i 48 portami), że sam przełącznik nie „blokuje” ramek przepływających z pełną prędkością między podłączonymi urządzeniami.

Niezmiennie jednak potrzebujesz więcej portów niż może zapewnić jeden przełącznik.

Kiedy kaskadujesz (lub, jak niektórzy powiedzieliby, „stosy”) przełączników za pomocą kabli krosowanych, nie przenosisz przełączników między sobą. Na pewno podłączasz przełączniki, a ruch będzie płynął, ale tylko na przepustowości zapewnianej przez porty łączące przełączniki. Jeśli jest więcej ruchu, który musi przepłynąć z jednego przełącznika na drugi, to pojedynczy kabel połączeniowy może obsługiwać ramki zostaną odrzucone.

Złącza do ustawiania w stos są zwykle używane do zapewnienia szybszych połączeń między przełącznikami. W ten sposób można podłączyć wiele przełączników przy znacznie mniej restrykcyjnym ograniczeniu przepustowości między przełącznikami. (Korzystając ponownie z serii Dell PowerConnect 6200 jako przykładu, ich połączenia w stosie mają ograniczoną długość do poniżej 0,5 metra, ale działają z prędkością 40 Gb / s). To wciąż nie rozszerza struktury przełączania, ale zazwyczaj oferuje znacznie lepszą wydajność w porównaniu do pojedynczego połączenia kaskadowego między przełącznikami.

Były pewne przełączniki (przychodzą na myśl przełączniki Intel 500 Series 10/100), które faktycznie rozszerzyły strukturę przełączania między przełącznikami za pomocą złączy stosowych, ale nie znam żadnych, które mają takie możliwości dzisiaj.

Jedną z opcji, o której wspominali inni plakaty, jest stosowanie mechanizmów agregacji łączy do „łączenia” wielu portów razem. Wykorzystuje to więcej portów na każdym przełączniku, ale może zwiększyć przepustowość między przełącznikami. Uważaj, że różne protokoły agregacji łączy używają różnych algorytmów do „równoważenia” ruchu między linkami w grupie agregacji, i musisz monitorować liczniki ruchu na poszczególnych interfejsach w grupie agregacji, aby upewnić się, że naprawdę występuje równoważenie. (Zazwyczaj pewien rodzaj skrótu adresów źródłowych / docelowych służy do uzyskania efektu „równoważenia”. Robi się to tak, aby ramki Ethernet docierały w tej samej kolejności, ponieważ ramki między jednym źródłem a miejscem docelowym zawsze będą się przemieszczać przez te same interfejsy,

Wszystkie te obawy związane z przepustowością przełączania między portami to jeden argument przemawiający za użyciem przełączników opartych na obudowie. Wszystkie karty liniowe, na przykład przełącznik Cisco Catalyst 6513, mają tę samą strukturę przełączania (chociaż niektóre karty liniowe mogą same mieć niezależną strukturę). Możesz zablokować wiele portów w tej obudowie i uzyskać większą przepustowość między portami niż w konfiguracji kaskadowej lub nawet skumulowanej dyskretnej konfiguracji przełącznika.

krótka odpowiedź: tak, może to być wąskie gardło

nieco lepsza odpowiedź: spróbuj trunking portów, aby dodać więcej łączy między przełącznikami.

bardziej osobista odpowiedź: ... jest całkiem prawdopodobne, że nie będziesz jej potrzebować. Wiele zależy od rodzaju pracy wykonanej przez użytkowników; ale bardzo rzadko wielu użytkowników przesyła dane przez około 100% czasu. Bardziej prawdopodobne jest, że każdy link będzie bezczynny przez 95% czasu, co oznaczałoby, że ten link udostępniony przez 10 użytkowników będzie bezczynny przez około 50% czasu, a dwóch użytkowników będzie go aktywnie udostępniać tylko przez 1,8% czasu.

Jeśli użyjesz jednego z portów 1 Gb / s do połączenia dwóch przełączników, to tak, całkowita dostępna przepustowość wyniesie 1 Gb / 10 + trochę narzutu. dzięki czemu łączna przepustowość wyniesie około 0,8 Gb / s.

Jeśli Twoje przełączniki go obsługują, możesz użyć modułu stosowego. Zwykle pozwala to na znacznie wyższą przepustowość przy prawie prędkości płyty montażowej przełącznika.

Jeśli Twój przełącznik go obsługuje, możesz także użyć agregacji łączy .

Istnieje jednak również inny problem, jeśli twój serwer jest podłączony do portu 1 Gb, nie ma znaczenia, czy ustawisz przełączniki w stosie inną metodą, ponieważ Twój serwer będzie mógł przesyłać / odbierać dane tylko z prędkością 1 Gb / s.

Najlepszą opcją byłoby użycie modułu stosowego do przełączników i umieszczenie serwera na łączu 10 Gb. Zakłada się również, że Twój serwer będzie w stanie obsłużyć taką ilość danych. Typowe konfiguracje RAID serwera obsługują tylko ciągłą przepustowość około 700 Mb / s przez dłuższy czas.

Jeśli używasz zarządzanych przełączników (takich, na które możesz się w jakiś sposób zalogować), być może możesz połączyć wiele portów przełączników, aby uzyskać większą przepustowość.

Wiele gotowych przełączników gigabitowych nie będzie miało żadnych ograniczeń między portami tego samego przełącznika. Oznacza to, że jeśli masz 10 portów przełączników, wszystkie z nich mogą być używane z pełną prędkością bez żadnych problemów.

Jeśli użyjesz jednego z tych portów, aby połączyć się z innym przełącznikiem, wówczas tak, komunikacja między tymi dwoma przełącznikami zostanie spowolniona. Jednak komputery, które korzystają z jednego przełącznika, nie zwolnią, tylko gdy ruch przekroczy ten pojedynczy kabel między przełącznikami, ludzie zaczną walczyć o przepustowość.

Jeśli uznasz to za zbyt ograniczające, będziesz musiał użyć przełącznika zarządzanego na obu końcach i zgrupować porty przełącznika razem, aby uzyskać 2, 3, 4, niezależnie od potrzebnej prędkości. Lub kup wysokiej klasy przełącznik i użyj 10-gig pomiędzy przełącznikami. Szanse na połączenie wielu portów 1 gig razem będą tańsze.

Jeśli i tylko JEŻELI, oba przełączniki obsługują połączenie opóźnione / magistralne wielu portów w celu utworzenia połączenia o pojedynczej szerokości, wówczas można połączyć od 2 do maksymalnej dozwolonej liczby portów, aby utworzyć agregację łączy.

Uwaga, nie tylko kable połączeniowe i gotowe! Musisz skonfigurować porty po obu stronach, a dopiero potem je połączyć, w przeciwnym razie ryzykujesz pewną burzą rozgłoszeniową, która może sprowadzić oba przełączniki.

W podanym przykładzie; Że masz dziesięciu klientów na przełączniku A i serwer na przełączniku B; wszystkie połączenia (klient do przełączania, przełączanie do przełączania i serwer do przełączania) są wszystkie 1 GB, wąskie gardło (s) będą tam, gdzie cały ruch jest kierowany do jednego portu. O ile twój serwer nie ma połączenia szybszego niż 1 GB, nie ma większego znaczenia, jakie jest przełączenie przełączania połączenia, jeśli końcowe połączenie z przełącznika na serwer nadal wynosi tylko 1 GB.

Idealna kolejność konfiguracji byłaby; Jeden przełącznik dla wszystkich urządzeń. Jeśli używasz wielu przełączników i jeśli są dostępne, użyj portów zaprojektowanych do łączenia przełącznika z przełącznikiem w celu uzyskania większej przepustowości. Jeśli użycie wielu przełączników i porty połączeń nie są dostępne, możliwe jest połączenie wielu portów w celu zwiększenia przepustowości między przełącznikami.

Jest to możliwe wąskie gardło. Niektóre przełączniki pozwalają na agregację przepustowości z wieloma portami, więc 3X 1 Gb / s lub 4X1 Gb / s. System operacyjny przełącznika będzie miał do tego metodę, która różni się w zależności od przełącznika, ponieważ każdy dostawca ma na to własny sposób. Czasami także różne nazwy tej funkcji. Sprawdź instrukcje obsługi marki i modelu, aby sprawdzić, czy jest to obsługiwane.

Odpowiedź brzmi tak.

Możliwe obejścia obejmują użycie wielu łączy gigabitowych między przełącznikami lub szybszego łącza między przełącznikami. Obie opcje wymagają obsługi ze strony przełączników, a przy agregowaniu wielu łączy może być problematyczne podzielenie obciążenia pomiędzy łącza.

Innymi słowy, czy każdy komputer byłby w stanie przesyłać dane tylko z prędkością jednego gigabita podzielonego przez 10 komputerów próbujących użyć „mostu” między przełącznikami?

tak

Musisz zadać sobie pytanie, jak często to się dzieje. W twojej konkretnej sieci jest to teoretyczne wąskie gardło, które nie powoduje żadnych prawdziwych problemów, lub prawdziwe wąskie gardło, które warto wydać na pieniądze.

Również jeśli wszystkie komputery uzyskują dostęp do tego samego serwera, połączenie z serwerem będzie tak samo wąskim gardłem, jak połączenie między przełącznikami.

Jeśli tak, czy są jakieś obejścia, dzięki którym każde urządzenie może korzystać z maksymalnej prędkości z jednego punktu do drugiego?

Są rozwiązania, ale będą cię to kosztować. Pożegnaj się z brudnymi, niezarządzanymi gigabitowymi przełącznikami.

Najpierw możesz spróbować zbudować jeden przełącznik, który jest faktycznie większy. Wiele rodzin przełączników ma złącza „stosowe”, które są szybsze niż typowe interfejsy Ethernet, choć w niektórych przypadkach nadal mogą stanowić wąskie gardło. Idąc bardziej ekskluzywnie, masz przełączniki podwozia, które (za cenę) mogą umieścić dużą liczbę portów na wielu kartach liniowych z naprawdę szybkim połączeniem z tyłu. W końcu jednak osiągasz punkt, w którym umieszczenie większej liczby portów na jednym przełączniku nie jest rozwiązaniem, ponieważ potrzebujesz zbyt wielu portów lub ponieważ potrzebujesz portów w różnych miejscach i nie chcesz góry kabli.

Po drugie, możesz spojrzeć na szybsze warianty Ethernet. 10 Gigabit Ethernet jest teraz szeroko dostępny. 40 gigabitów i 100 gigabitów są również dostępne w cenie.

Po trzecie, możesz spojrzeć na agregację linków. Agregacja łączy jest przydatnym narzędziem, ale ze względu na ograniczenia projektowe jest mało prawdopodobne, aby 100% wykorzystanie wszystkich portów w grupie agregacji było małe.

Jeśli potrzebujesz więcej niż dwóch przełączników, możesz także zacząć patrzeć na topologie inne niż drzewne. Niestety Ethernet nie został specjalnie do tego zaprojektowany, więc rozwiązania wspierające go są nieco „bolt-on”.