Стекируемые коммутаторы

Стек или соединение сетевых коммутаторов в стек — это соединение двух или более управляемых коммутаторов, предназначенное для увеличения числа портов, при этом полученная группа идентифицируется остальными сетевыми устройствами как один логический коммутатор — имеет один IP-адрес, один MAC-адрес.

Обычно стек используется для подключения возрастающего числа сетевых машин в локальной сети. Управление локальной сетью усложняется незначительно, так как администратор сети продолжает управлять одним логическим коммутатором.

По возможности построения стека коммутаторы делятся на стековые (стекируемые) и нестековые. Стековый коммутатор имеет специальные порты (интерфейсы) для соединения в стек, часто при этом производится физическое объединение внутренних шин. При соединении в стек у таких коммутаторов сохраняется основная часть функций.

Как правило, стековое соединение между коммутаторами осуществляется со скоростью передачи данных, в 2 и более раз большей, чем скорость передачи по портам коммутатора.

Среди стековых коммутаторов можно выделить коммутатор с неблокирующей архитектурой. Неблокирующий коммутатор имеет пропускную способность стекового порта, равную сумме пропускных способностей всех остальных портов. То есть в таких коммутаторах отсутствует блокировка трафика при обмене между соединенными в стек коммутаторами.

Объединение коммутаторов в стек

Объединение коммутаторов в стек для разных коммутаторов осуществляется следующими способами:

- При помощи специальных портов коммутатора предназначенных для объединения в стек с использованием специального кабеля.

- При помощи патч-кабелей Ethernet (в том числе и нескольких для кратного увеличения скорости); при этом в настройках коммутаторов соединяемые этим кабелем порты объявляются портами для стекирования.

- При помощи кабелей с оконечными разъемами SFP, GBIC и пр.

Некоторые стековые сетевые коммутаторы в случае сбоя автоматически соединяют входной и выходной разъемы стека, пропуская сетевой трафик сквозь себя.

Стек позволяет объединять лишь небольшое количество коммутаторов (до 4, 8 или 16 для разных моделей и производителей), находящихся на небольшом расстоянии друг от друга.

Схемы организации стека

Стек типа «кольцо»: каждый коммутатор подключается к вышележащему и нижележащему коммутатору, при этом самый нижний и самый верхний коммутатор в стеке также объединяются. При выходе одного устройства из строя (или обрыве соединения) остальные устройства стека продолжают работать.

Стек типа «цепь», в отличие от кольца, отсутствует соединение между нижним и верхним коммутатором стека. При выходе одного устройства из строя или обрыве соединения работа стека нарушается.

Стек типа «звезда»: коммутаторы объединяются не друг с другом, а с отдельным устройством, обеспечивающим более высокопроизводительный обмен данными между любыми парами коммутаторов. Роль агрегирующего устройства такого стека исполняет мастер-коммутатор. Схема обладает большей устойчивостью к ошибкам, т.к. разрыв связи между коммутатором и мастером-коммутатором не повлияет на остальные каналы связи стека.

Технология xStack позволяет выбрать оптимальный путь передачи данных между устройствами стека, организованного по топологии «кольцо», и в значительной степени повысить его отказоустойчивость. Данная технология поддерживает механизм полного резервирования (Full Redundancy Mechanism), позволяющий в случае выхода одного из коммутаторов стека из строя, автоматически передавать данные по обходному пути.

Недостатки стекирования

Один из главных плюсов стека является его недостатком. Если отключается master-коммутатор, через который происходит управление стеком, могут пострадать все остальные коммутаторы.

Возможны и другие сценарии. Например, если в стеке четное количество коммутаторов, то при обрвые одного из линков стек может разбиться пополам. В результате стек не может определить новый master коммутатор и полностью отключается.

При использовании специальных портов (1-й способ объединения в стек) требуется применять специальные кабели. Такие кабели могут различаться в зависимости от физического размера стека. Например, чтобы соединить нулевой коммутатор с «верхним», нужен кабель большей длины, чем для линка между первым и вторым устройствами. Вдобавок стек-кабели толстые, и их сложно монтировать в стойках.

Также нельзя обновить только один коммутатор, входящий в стек. Нужно обновлять все устройства. Стекирование не допускает объединение коммутаторов с разными версиями софта. Однако в моделях некоторых производителей процесс обновления оптимизирован.

Кластирование

Кластер это группа сетевых устройств, которые могут управляться одним командным устройством (администратором) для решения задачи централизованного управления. При этом каждое устройство, входящее в кластер имеет собственный IP-адрес и MAC-адрес. Для создания кластера и реализации централизованного управления существуют определенные процедуры и инструменты. Для реализации механизма централизованного управления устройствами, входящими в кластер, необходимо использовать специальное программное обеспечение.

Таким образом, функция стекирования и функция создания кластера имеют разные принципы реализации и не являются взаимозаменяемыми.