swichi za SAN

Swichi za SAN hutumiwa kama kifaa cha kati cha kubadili nodi mitandao ya SAN. Unachomeka ncha moja ya kebo ya macho kwenye kiunganishi kwenye adapta ya seva yako au kidhibiti cha safu ya diski, na nyingine kwenye mlango kwenye swichi. Swichi inaweza kulinganishwa na seti ya waya ambazo zimevuka kwa njia ya kuruhusu kila kifaa kwenye mtandao "kuzungumza" juu ya waya moja kwa kila kifaa kingine kwenye mtandao kwa wakati mmoja. Hiyo ni, kwa maneno mengine, wanachama wote wanaweza kuzungumza kwa wakati mmoja.
Swichi moja au zaidi zilizounganishwa huunda kitambaa. Kitambaa kimoja kinaweza kuwa na swichi moja au zaidi (hadi 239 kwa sasa). Kwa hiyo, kiwanda kinaweza kufafanuliwa kuwa mtandao unaojumuisha swichi zilizounganishwa. SAN inaweza kujumuisha vitambaa kadhaa. SANS nyingi hujumuisha angalau vitambaa viwili, kimojawapo ni kitambaa chelezo.
Unaweza kuunganisha seva na hifadhi kwa SAN kwa kutumia swichi moja, lakini ni mazoezi mazuri kutumia swichi mbili ili kuepuka upotevu wa data na muda wa chini ikiwa moja yao itashindwa. Mchoro wa 1 unaonyesha kitambaa cha kawaida kinachotumia swichi mbili ili kuunganisha seva kwenye safu ya diski.

Kielelezo 1. Kiwanda rahisi zaidi kinachotumia swichi 2.

Kadiri idadi ya seva na hifadhi katika SAN yako inavyoongezeka, unaongeza tu swichi.

Kielelezo 2. Upanuzi wa kitambaa cha SAN

Swichi za kawaida au za kawaida (swichi za kawaida)

Swichi za SAN huja katika ukubwa tofauti kutoka 8 hadi mamia ya bandari. Swichi nyingi za kawaida huja na bandari 8 au 16. Mwelekeo wa hivi karibuni ni uwezo wa kuongeza idadi ya bandari kwenye kubadili kununuliwa kwa nyongeza za 4. Mfano wa kawaida wa kubadili vile ni Qlogic SANbox 5200 (Mchoro 3). Unaweza kununua bidhaa hii na bandari 8 kwenye msingi, na kisha kuipanua hadi 16 katika moduli moja na hadi bandari 64 (!) Katika moduli nne, zilizounganishwa na 10 Gigabit FC.

Mchoro 3. Qlogic SANbox 5200 - rundo la moduli nne na bandari 64

Swichi za mkurugenzi

Wakurugenzi ni ghali zaidi kuliko swichi za kawaida na kwa kawaida huwa na mamia ya bandari (Mchoro 4). Wakurugenzi wanaweza kuonekana katikati ya vitambaa vikubwa sana vilivyobadilishwa kama msingi wa mtandao. Wakurugenzi wana uvumilivu wa kipekee wa makosa na huweka miundombinu yote ikifanya kazi kwa saa 24 kwa siku, siku 7 kwa wiki. Wanakuruhusu kufanya matengenezo ya kawaida na kubadilisha moduli kwenye kuruka.

Mchele. 4. Bandari ya SilkWorm 1200 128 na McData InterPid 6140

Mkurugenzi ana jukwaa, moduli za bandari zinazobadilishana moto (kawaida bandari 12 au 16), na moduli za kichakataji cha ubadilishanaji moto (kawaida-processor mbili). Mkurugenzi anaweza kununuliwa na bandari 32 na inaweza kupanuliwa hadi bandari 128 - 140.
KATIKA mitandao ya ushirika SAN kawaida hutumiwa na wakurugenzi kama msingi wa mtandao. Swichi za kawaida zimeunganishwa kwao kama swichi za mwisho (makali). Hizi, kwa upande wake, zimeunganishwa kwenye seva na uhifadhi. Topolojia hii inaitwa topolojia ya msingi hadi makali na hukuruhusu kuongeza mtandao hadi maelfu ya bandari (Mchoro 5).

Mchele. 5. Topolojia ya msingi kwa kutumia wakurugenzi.

Vipanga njia vya SAN au swichi za multiprotocol

Vipanga njia vya SAN hutumiwa kuunganisha visiwa vya mbali vya SAN kwenye mtandao mmoja ili kutatua matatizo ya ulinzi wa maafa, uimarishaji wa rasilimali za hifadhi, taratibu za kuandaa nakala za data kutoka kwa idara za mbali hadi kwenye mkanda na rasilimali za diski za kituo kikuu cha data, nk. Kielelezo 6.). Kuunganishwa kwa mitandao ya mbali ya SAN katika rasilimali moja ni hatua inayofuata katika mageuzi ya mitandao ya kuhifadhi data baada ya kuanzishwa kwa SAN katika ofisi kuu na idara za makampuni ya biashara (Mchoro 7).

Mchele. 6: McDATA Eclipse 1620, 3300 na 4300

Mchele. 7: Kuunganisha SANS za mbali kuwa rasilimali moja

Visiwa vya SAN vinaweza kuunganishwa kwa kutumia itifaki ya FC na swichi za kawaida za kawaida au wakurugenzi, kupitia kebo ya hali moja ya macho (kebo ya hali moja au nyuzi nyeusi) au kwa kutumia vifaa vya kuzidisha (DWDM). Hata hivyo, njia hii haitakuwezesha kwenda zaidi ya mipaka ya jiji (radius 70 km). Kwa umbali mkubwa zaidi, utahitaji itifaki ya Fiber Channel juu ya IP (FCIP, http://www.iscsistorage.com/ipstorage.htm), inayotekelezwa katika vipanga njia vya McData's Eclipse (Mchoro 6). FCIP hufunga kila fremu ya FC katika pakiti ya IP kwa usafiri kupitia mtandao wa IP. Upande unaopokea hupasua pakiti ya IP na kuchukua fremu ya asili ya FC kutoka hapo kwa usambazaji zaidi kwenye mtandao wa ndani wa FC. Hapa umbali sio mdogo. Yote ni kuhusu kasi ya kituo chako cha IP.

Aina za Cable za FC

Kebo ya Fiber optic au shaba hutumiwa kama njia ya kusambaza maambukizi katika mitandao ya FC. Kebo ya shaba ni kebo ya jozi iliyosokotwa na ilitumiwa hasa kwa miunganisho ya ndani katika mitandao ya 1Gbit/s FC. Mitandao ya kisasa ya FC 2Gbit/s hutumia kebo ya nyuzi macho.
Kuna aina mbili za cable ya fiber optic: mode moja na mode nyingi.

Kebo ya hali moja (wimbi refu)

Katika kebo ya modi moja (SM), kuna njia moja tu ya kusafiri kwa wimbi la mwanga. Ukubwa wa msingi ni kawaida 8.3 microns. Kebo za hali moja hutumiwa katika programu zinazohitaji upotezaji wa mawimbi ya chini na viwango vya juu vya data, kama vile umbali mrefu kati ya mifumo miwili au vifaa vya mtandao. Kwa mfano, kati ya seva na kituo cha kuhifadhi, umbali kati ya ambayo ni makumi kadhaa ya kilomita.

Umbali wa juu kati ya nodi mbili za mtandao za FC 2Gbit zilizounganishwa na kebo ya modi moja ni kilomita 80 bila virudia.

Cable ya Multimode (wimbi fupi)

Kebo ya Multimode (MM) ina uwezo wa kusambaza urefu wa mawimbi ya mwanga pamoja na nyuzi moja kwa sababu saizi kubwa ya msingi inaruhusu mwanga kusafiri kwa pembe tofauti (refraction). Ukubwa wa msingi wa MM ni 50 µm na 62.5 µm. Viunganisho vya nyuzi za Multimode zinafaa zaidi kwa vifaa vinavyofanya kazi umbali mfupi. Ndani ya ofisi, jengo.

Umbali wa juu ambao kebo ya multimode inasaidia kasi ya 2 Gbit/s ni 300 (50um) na 150m (62.5um).

Aina za kiunganishi cha cable

Viunganishi vya kebo za FC ni:

Aina za transceiver (aina za GBIC)

Vifaa vya kubadilisha mwanga ndani ya ishara ya umeme na kinyume chake huitwa transceivers. Pia huitwa GBIC (Gigabit Interface Connectors). Transceiver iko kwenye bodi ya adapta ya FC (FC HBA), kwa kawaida inauzwa ndani yake, katika kubadili - kwa namna ya moduli inayoondolewa (tazama takwimu) na kwenye kifaa cha kuhifadhi kwa namna moja au nyingine.

Transceivers ni:

SFP-LC	HSSDC2

Moduli za kipitishio zinazoweza kutolewa (SFP)

HSSDC2: kwa 1/2Gbit FC kwa kebo ya shaba
SFP-LC: (Kipengele Kidogo Kinachoweza Kuchomekwa LC) 1/2Gbit FC Wimbi Fupi/Mrefu kwa fiber optic cable na kiunganishi cha LC
SFP-SC: (Kipengele Kidogo Kinachoweza Kuchomekwa SC) 1/2Gbit FC Wimbi Fupi/Mrefu kwa kebo ya nyuzi macho yenye kiunganishi cha SC

Katika hali rahisi, SAN ina mifumo ya kuhifadhi, swichi na seva zilizounganishwa na njia za mawasiliano ya macho. Mbali na mifumo ya uhifadhi wa diski ya moja kwa moja, unaweza kuunganisha maktaba ya diski, maktaba ya tepi (vijito), vifaa vya kuhifadhi data kwenye diski za macho (CD/DVD na wengine), nk kwa SAN.

Mfano wa miundombinu ya kuaminika sana ambayo seva zimeunganishwa wakati huo huo kwenye mtandao wa ndani (kushoto) na mtandao wa hifadhi (kulia). Mpango huu hutoa upatikanaji wa data iko kwenye mfumo wa kuhifadhi katika tukio la kushindwa kwa moduli yoyote ya processor, kubadili au njia ya kufikia.

Kutumia SAN hukuruhusu kutoa:

• usimamizi wa kati wa rasilimali za seva na mifumo ya kuhifadhi data;
• kuunganisha safu mpya za disk na seva bila kuacha mfumo mzima wa kuhifadhi;
• kutumia vifaa vilivyonunuliwa hapo awali kwa kushirikiana na vifaa vipya vya kuhifadhi data;
• ufikiaji wa haraka na unaotegemewa wa vifaa vya kuhifadhi data vilivyo katika umbali mkubwa kutoka kwa seva, *bila hasara kubwa za utendakazi;
• kuharakisha mchakato wa kuhifadhi na kurejesha data - BURA.

Hadithi

Ukuzaji wa teknolojia za mtandao umesababisha kuibuka kwa suluhisho mbili za mtandao kwa mifumo ya uhifadhi - Mtandao wa Eneo la Hifadhi (SAN) kwa kubadilishana data katika kiwango cha kuzuia kinachoungwa mkono na mifumo ya faili za mteja, na seva za kuhifadhi data kwenye kiwango cha faili Mtandao. Hifadhi Iliyoambatishwa(NAS). Ili kutofautisha mifumo ya uhifadhi wa kitamaduni kutoka kwa ile ya mtandao, jina lingine la urejeshaji lilipendekezwa - Hifadhi Iliyoambatishwa Moja kwa Moja (DAS).

Mfululizo wa DAS, SAN, na NAS ambao umeonekana kwenye soko unaonyesha msururu wa mawasiliano kati ya programu zinazotumia data na baiti kwenye media iliyo na data hiyo. Mara moja kwa wakati, programu za programu zenyewe zilisoma na kuandika vizuizi, kisha madereva walionekana kama sehemu ya mfumo wa uendeshaji. Katika DAS ya kisasa, SAN na NAS, mlolongo una viungo vitatu: kiungo cha kwanza ni uundaji wa safu za RAID, pili ni usindikaji wa metadata ambayo inaruhusu data ya binary kufasiriwa kwa namna ya faili na rekodi, na ya tatu. ni huduma za kutoa data kwa programu. Zinatofautiana katika wapi na jinsi viungo hivi vinatekelezwa. Kwa upande wa DAS, mfumo wa uhifadhi ni "wazi"; hutoa tu uwezo wa kuhifadhi na kufikia data, na kila kitu kingine kinafanywa kwa upande wa seva, kuanzia na miingiliano na viendeshi. Pamoja na ujio wa SAN, utoaji wa RAID huhamishiwa kwenye upande wa mfumo wa hifadhi; kila kitu kingine kinasalia sawa na katika kesi ya DAS. Lakini NAS inatofautiana kwa kuwa metadata pia huhamishiwa kwenye mfumo wa hifadhi ili kuhakikisha ufikiaji wa faili; hapa mteja anaweza tu kusaidia huduma za data.

Kuibuka kwa SAN kuliwezekana baada ya itifaki kutengenezwa mnamo 1988 Fiber Channel(FC) na kuidhinishwa na ANSI kama kiwango katika 1994. Neno Mtandao wa Eneo la Hifadhi lilianza 1999. Baada ya muda, FC ilitoa njia ya Ethernet, na mitandao ya IP-SAN yenye viunganisho vya iSCSI ilienea.

Wazo seva ya mtandao Hifadhi ya NAS inamilikiwa na Brian Randall wa Chuo Kikuu cha Newcastle na kutekelezwa katika mashine za seva za UNIX mnamo 1983. Wazo hili lilifanikiwa sana hivi kwamba lilichukuliwa na makampuni mengi, ikiwa ni pamoja na Novell, IBM, na Sun, lakini hatimaye kuchukua nafasi ya viongozi na NetApp na EMC.

Mnamo 1995, Garth Gibson alitengeneza kanuni za NAS na kuunda mifumo ya kuhifadhi vitu (OBS). Alianza kwa kugawa kila kitu shughuli za diski katika vikundi viwili, kimoja ambacho kilijumuisha zile zinazofanywa mara kwa mara, kama vile kusoma na kuandika, na lingine, ambazo zilifanywa mara chache zaidi, kama vile shughuli za kutumia majina. Kisha akapendekeza kontena jingine pamoja na vitalu na mafaili, ambayo aliiita kitu.

OBS ina aina mpya ya kiolesura, inaitwa msingi wa kitu. Huduma za data za mteja huingiliana na metadata kwa kutumia API ya Kitu. OBS haihifadhi data tu, bali pia inasaidia RAID, huhifadhi metadata zinazohusiana na vitu, na kuauni kiolesura cha kitu. DAS na SAN na NAS na OBS huishi pamoja baada ya muda, lakini kila aina ya ufikiaji inafaa zaidi kwa aina mahususi ya data na programu.

Usanifu wa SAN

Topolojia ya mtandao

SAN ni mtandao wa data wa kasi wa juu ulioundwa kuunganisha seva kwenye vifaa vya kuhifadhi. Aina mbalimbali za topolojia za SAN (point-to-point, Arbitrated Loop, na swichi) huchukua nafasi ya miunganisho ya kawaida ya basi kutoka kwa seva hadi hifadhi na kutoa unyumbufu mkubwa zaidi, utendakazi, na kutegemewa juu yake. Dhana ya SAN inategemea uwezo wa kuunganisha seva yoyote kwenye kifaa chochote cha kuhifadhi data kinachoendesha kwa kutumia itifaki ya Fiber Channel. Kanuni ya mwingiliano wa nodi katika SAN na topolojia ya uhakika-kwa-hatua au kubadili inavyoonyeshwa kwenye takwimu. Katika Kitanzi Kilichosuluhishwa SAN, uhamishaji wa data hutokea kwa kufuatana kutoka nodi hadi nodi. Ili kuanza usambazaji wa data, kifaa cha kupitisha huanzisha usuluhishi kwa haki ya kutumia njia ya upitishaji data (kwa hivyo jina la topolojia - Kitanzi cha Usuluhishi).

Msingi wa usafiri wa SAN ni itifaki ya Fiber Channel, ambayo hutumia viunganisho vya vifaa vya shaba na fiber-optic.

Vipengele vya SAN

Vipengele vya SAN vimeainishwa kama ifuatavyo:

• Rasilimali za kuhifadhi data;
• Vifaa vinavyotekeleza miundombinu ya SAN;

Adapta za Mabasi ya Mwenyeji

Rasilimali za Uhifadhi

Rasilimali za uhifadhi ni pamoja na safu za diski, viendeshi vya tepu, na maktaba ya Fiber Channel. Rasilimali za hifadhi hutambua uwezo wao mwingi tu zinapojumuishwa kwenye SAN. Kwa hivyo, safu za diski za hali ya juu zinaweza kuiga data kati ya safu juu ya mitandao ya Fiber Channel, na maktaba za tepi zinaweza kuhamisha data kwa mkanda moja kwa moja kutoka kwa safu za diski na. Kiolesura cha nyuzinyuzi Idhaa, kupita mtandao na seva (Chelezo bila seva). Maarufu zaidi kwenye soko ni safu za diski kutoka EMC, Hitachi, IBM, Compaq (Familia ya Uhifadhi wa Kazi, ambayo Compaq ilirithi kutoka kwa Dijiti), na kati ya watengenezaji wa maktaba ya kanda, StorageTek, Quantum/ATL, na IBM inapaswa kutajwa.

Vifaa vinavyotekeleza miundombinu ya SAN

Vifaa vinavyotekeleza miundombinu ya SAN ni swichi za Fiber Channel (swichi za FC), vitovu (Fiber Channel Hub) na vipanga njia (vipanga njia vya Fiber Channel-SCSI). Hubs hutumiwa kuchanganya vifaa vinavyofanya kazi katika modi ya Fiber Channel Arbitrated Loop (FC_AL) ). Matumizi ya hubs inakuwezesha kuunganisha na kukata vifaa kwenye kitanzi bila kuacha mfumo, kwani kitovu hufunga kitanzi kiotomatiki ikiwa kifaa kimekatwa na kufungua kitanzi kiotomatiki ikiwa kifaa kipya kimeunganishwa nayo. Kila mabadiliko ya kitanzi yanafuatana na mchakato mgumu wa uanzishaji wake. Mchakato wa uanzishaji ni wa hatua nyingi, na hadi utakapokamilika, ubadilishanaji wa data kwenye kitanzi hauwezekani.

SAN zote za kisasa zimejengwa kwa swichi, kuruhusu muunganisho kamili wa mtandao. Swichi haziwezi tu kuunganisha vifaa vya Fiber Channel, lakini pia kupunguza ufikiaji kati ya vifaa, ambavyo kinachojulikana kanda huundwa kwenye swichi. Vifaa vilivyowekwa katika maeneo tofauti haviwezi kuwasiliana na kila mmoja. Idadi ya bandari katika SAN inaweza kuongezwa kwa kuunganisha swichi kwa kila mmoja. Kundi la swichi zilizounganishwa huitwa Kitambaa cha Fiber Channel au tu Kitambaa. Viunganisho kati ya swichi huitwa Viunga vya Interswitch, au ISL kwa kifupi.

Programu

Programu hukuruhusu kutekeleza upunguzaji wa njia za ufikiaji wa seva kwa safu za diski na usambazaji wa mzigo wa nguvu kati ya njia. Kwa safu nyingi za diski, kuna njia rahisi ya kuamua kuwa bandari zinazopatikana kupitia watawala tofauti ni za diski moja. Maalumu programu hudumisha jedwali la njia za ufikiaji kwa vifaa na kuhakikisha kuwa njia zimezimwa katika tukio la kutofaulu, muunganisho wa nguvu njia mpya na usambazaji wa mzigo kati yao. Kama sheria, watengenezaji wa safu ya diski hutoa programu maalum ya aina hii kwa safu zao. Programu ya VERITAS inazalisha programu ya Meneja wa Kiasi cha VERITAS, iliyoundwa kupanga kiasi cha diski za kimantiki kutoka kwa diski za kimwili na kutoa upungufu wa njia za upatikanaji wa disk, pamoja na usambazaji wa mzigo kati yao kwa safu nyingi za disk zinazojulikana.

Itifaki zilizotumika

Itifaki za kiwango cha chini hutumiwa katika mitandao ya hifadhi:

• Itifaki ya Fiber Channel (FCP), usafiri wa SCSI kupitia Fiber Channel. Inatumika sana kwenye wakati huu itifaki Inapatikana katika chaguzi za 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s na 10 Gbit/s.
• iSCSI, usafiri wa SCSI kupitia TCP/IP.
• FCoE, FCP/SCSI usafiri kupitia Ethaneti safi.
• FCIP na iFCP, encapsulation na maambukizi ya FCP/SCSI katika pakiti za IP.
• HyperSCSI, SCSI usafiri juu ya Ethernet.
• Usafirishaji wa FICON kupitia Fiber Channel (inayotumiwa na fremu kuu pekee).
• ATA kupitia Ethaneti, usafiri wa ATA kupitia Ethaneti.
• Usafiri wa SCSI na/au TCP/IP kupitia InfiniBand (IB).

Faida

• Uaminifu mkubwa wa upatikanaji wa data iliyo kwenye mifumo ya hifadhi ya nje. Uhuru wa topolojia ya SAN kutoka kwa mifumo ya hifadhi na seva zinazotumiwa.
• Uhifadhi wa data wa kati (kuegemea, usalama).
• Ubadilishaji rahisi wa kati na usimamizi wa data.
• Kuhamisha trafiki nzito ya I/O kwenye mtandao tofauti - kupakua LAN.
• Utendaji wa juu na utulivu wa chini.
• Uwezo na unyumbufu wa kitambaa cha kimantiki cha SAN
• Saizi ya kijiografia ya SAN, tofauti na DAS ya kawaida, haina kikomo.
• Uwezo wa kusambaza haraka rasilimali kati ya seva.
• Uwezo wa kuunda suluhu za nguzo zinazostahimili makosa bila gharama za ziada kulingana na SAN iliyopo.
• Mpango rahisi Hifadhi nakala- data zote ziko katika sehemu moja.
• Upatikanaji wa vipengele na huduma za ziada (snapshots, replication ya mbali).
• Kiwango cha juu cha usalama wa SAN.

Mifumo ya uhifadhi ya kushiriki kwa kawaida hurahisisha usimamizi na kuongeza kiwango cha kunyumbulika, kwa kuwa kebo na safu za diski hazihitaji kusafirishwa kimwili na kuunganishwa tena kutoka kwa seva moja hadi nyingine.

Faida nyingine ni uwezo wa boot seva moja kwa moja kutoka kwenye mtandao wa hifadhi. Kwa usanidi huu, unaweza haraka na kwa urahisi kuchukua nafasi mbaya

Swichi za Ethaneti madarasa tofauti- kutoka kwa ile iliyokusudiwa kwa mitandao ya nyumbani na vikundi vidogo vya kazi hadi vifaa vya mitandao iliyosambazwa ya kampuni kubwa - hutumiwa kama "kizuizi kikuu cha ujenzi" wakati wa kuunda mitandao ya data ya kampuni. Uchaguzi wa bidhaa fulani, utendaji wao na chaguzi za kujenga miundombinu ya mtandao inategemea tatizo linalotatuliwa na mahitaji ya bandwidth, kiwango, kuegemea kwa mtandao, uhamaji wa mtumiaji na usaidizi wa maombi.

Badili (kubadili) - kifaa kilichopangwa kuunganisha nodes kadhaa mtandao wa kompyuta ndani ya moja au zaidi ya sehemu zake.

Ili kuchagua kubadili sahihi, unahitaji kuelewa topolojia ya mtandao, kujua idadi ya takriban ya watumiaji, kasi ya uhamisho wa data kwa kila sehemu ya mtandao, mahitaji ya usalama na mengi zaidi, na pia kuelewa maalum ya uendeshaji wa vifaa vya mtandao huu. .

Swichi hutofautiana katika idadi na aina ya bandari, usanifu, muundo, utendakazi, kutegemewa, utendakazi na bei.

Utangulizi wa Kubadilisha Teknolojia

Swichi ni nini na ni ya nini?

Switch inachanganya vifaa mbalimbali vya mtandao, kama vile Kompyuta, seva, mifumo ya uhifadhi iliyounganishwa kwenye mtandao, kuwa sehemu moja ya mtandao na kuwaruhusu kuwasiliana wao kwa wao. Huamua ni mpokeaji gani data inaelekezwa na kuituma moja kwa moja kwa mpokeaji. Isipokuwa ni trafiki ya utangazaji kwa nodi zote za mtandao na trafiki ya vifaa ambavyo bandari inayotoka ya swichi haijulikani.

Hii inaboresha utendakazi na usalama wa mtandao kwa kufungia sehemu nyingine za mtandao kutokana na kuchakata data ambayo haikukusudiwa kuzishughulikia.

Swichi hutuma habari kwa mpokeaji pekee.

kubadili) inafanya kazi kwenye kituo (pili,L2) Kiwango cha mfano wa OSI. Katika kesi hii, kuunganisha mitandao kadhaa kwenye safu ya mtandao (OSI safu ya tatu,L3) ruta hutumikia (kipanga njia).

Badili Kanuni za Uendeshaji

Kumbukumbu ya kubadili huhifadhi meza ya kubadili ambapo anwani za MAC za vifaa vilivyounganishwa kwenye bandari zimeandikwa, yaani, mawasiliano ya anwani ya MAC ya mwenyeji wa mtandao kwenye bandari ya kubadili imeonyeshwa. Wakati wa kupokea data kutoka kwa mojawapo ya lango, swichi huichanganua na kuamua anwani lengwa, kwa kutumia jedwali ili kuchagua mlango ambapo inapaswa kutumwa.

Wakati swichi imewashwa, jedwali ni tupu, na inafanya kazi katika hali ya kujifunza: data inayofika kwenye mlango wowote hupitishwa kwenye bandari nyingine zote. Katika kesi hii, swichi inachambua muafaka (muafaka) na, baada ya kuamua anwani ya MAC ya mwenyeji anayetuma, huiingiza kwenye meza. Baadaye, ikiwa moja ya milango ya swichi itapokea fremu iliyokusudiwa kwa seva pangishi ambaye anwani yake ya MAC tayari iko kwenye jedwali, basi fremu hii itatumwa kupitia lango lililobainishwa kwenye jedwali pekee. Ikiwa anwani ya MAC ya mwenyeji lengwa haihusiani na mlango wowote wa kubadili, basi fremu itatumwa kwa milango yote isipokuwa mlango chanzo.

Uundaji wa meza ya kubadili. Anwani za MAC za vifaa vya mtandao zinahusishwa na bandari maalum za kubadili.

Je, ubadilishaji hutokeaje meza inapoundwa? Kwa mfano, mteja aliye na anwani A hutuma fremu kwa mpokeaji yenye anwani D. Kwa kutumia jedwali, swichi huamua kwamba kituo kilicho na anwani A kimeunganishwa kwenye mlango wa 1, na kituo kilicho na anwani D kimeunganishwa kwenye mlango wa 4. Kulingana juu ya data hii, inaweka muunganisho wa mtandaoni kusambaza ujumbe kati ya bandari 1 na 4. Baada ya uwasilishaji, muunganisho wa mtandaoni umekatizwa.

Kubadilisha modi

Pamoja na utofauti wote katika miundo ya kubadili, usanifu wa kimsingi wa vifaa hivi huamuliwa na vipengele vinne: bandari, vibafa, basi la ndani na utaratibu wa kusambaza pakiti.

Utaratibu wa kukuza pakiti/fremu unaweza kuwa kama ifuatavyo. Wakati wa kubadili na buffering ya mbele, swichi, ikipokea pakiti, haipitishi zaidi hadi imesoma kabisa habari yote inayohitaji. Sio tu huamua anwani ya mpokeaji, lakini pia hukagua hundi, i.e. inaweza kukata pakiti zenye kasoro. Hii hukuruhusu kutenga sehemu inayozalisha makosa. Hivyo, hali hii Imezingatia kuegemea badala ya kasi. Katika kubadili kwa njia ya kukata, kubadili kunasoma tu anwani ya pakiti inayoingia. Pakiti hupitishwa zaidi bila kujali makosa. Njia hii ina sifa ya latency ya chini.

Baadhi ya swichi hutumia njia ya mseto inayoitwa kizingiti au swichi inayobadilika. Katika hali ya kawaida, wao hufanya ubadilishaji wa mwisho hadi mwisho na hundi ya hundi. Ikiwa idadi ya makosa hufikia kizingiti maalum, basi hubadilika kwa hali ya kubadili na buffering ya kati, na wakati idadi ya makosa inapungua, wanarudi kwenye hali ya mwisho hadi mwisho.

Moja ya vigezo muhimu vya kubadili ni utendaji wake. Imedhamiriwa na viashiria vitatu kuu: kasi ya uhamishaji data kati ya bandari, jumla ya upitishaji (kasi ya juu zaidi ambayo data hupitishwa kwa wapokeaji) na ucheleweshaji (muda kati ya kupokea pakiti kutoka kwa mtumaji na kuipeleka kwa mpokeaji. ) Tabia nyingine muhimu ni uwezo wa kudhibiti.

Aina na vipengele vya swichi

Swichi zinazodhibitiwa na zisizodhibitiwa

Swichi za Ethernet kawaida hugawanywa katika aina mbili kuu - zisizosimamiwa na kusimamiwa. Swichi zisizodhibitiwa haziruhusu mabadiliko ya usanidi au mipangilio mingine yoyote. Hizi ni vifaa rahisi ambavyo viko tayari kutumika mara baada ya kuwasha. Faida zao ni bei ya chini na operesheni ya uhuru, haihitaji kuingilia kati. Hasara: ukosefu wa zana za usimamizi na utendaji wa chini.

Swichi rahisi zisizodhibitiwa ni za kawaida katika mitandao ya nyumbani na biashara ndogo ndogo.

Swichi zilizosimamiwa ni vifaa vya juu zaidi ambavyo pia hufanya kazi kwa hali ya moja kwa moja, lakini kwa kuongeza kuwa na udhibiti wa mwongozo. Inakuwezesha kusanidi uendeshaji wa kubadili, kwa mfano, hutoa uwezo wa kusanidi sera za mtandao, kuunda mitandao ya kawaida na kusimamia kikamilifu. Bei inategemea utendaji wa kubadili na utendaji wake.

Kubadilisha kunaweza kudhibitiwa katika viwango vya data (pili) na mtandao (tatu) vya muundo wa OSI. Vifaa vinaitwa swichi zilizosimamiwa za L2 na L3, mtawaliwa. Usimamizi unaweza kufanywa kupitia kiolesura cha wavuti, kiolesura cha mstari wa amri (CLl), Telnet, SSH, RMON, itifaki ya usimamizi wa mtandao (SNMP), nk.

Swichi inayosimamiwa hukuruhusu kusanidi kipimo data, kuunda mitandao pepe (VLAN) na nk.

Inafaa kuzingatia ufikiaji wa SSH na itifaki ya SNMP. Uunganisho wa wavuti hufanya iwe rahisi kusanidi usanidi wa awali, lakini karibu kila mara ina kazi chache kuliko mstari wa amri, kwa hivyo uwepo wake unakaribishwa, lakini hauhitajiki. Mifano nyingi zinaunga mkono aina zote za udhibiti maarufu.

Swichi zinazodhibitiwa pia zinajumuisha kinachojulikana swichi mahiri - vifaa vilivyo na seti ndogo ya mipangilio ya usanidi

Swichi zisizodhibitiwa, mahiri na zinazodhibitiwa kikamilifu. Swichi mahiri zinaweza kutoa usimamizi unaotegemea wavuti na mipangilio ya kimsingi.

Swichi changamano za biashara zina seti kamili ya zana za usimamizi, ikijumuisha CLI, SNMP, kiolesura cha wavuti, na wakati mwingine vitendaji vya ziada kama vile kuhifadhi nakala za usanidi na kurejesha.

Swichi nyingi zinazodhibitiwa zinaauni vipengele vya ziada, kama vile QoS, mkusanyiko wa mlango na/au uakisi, na kuweka rafu. Baadhi ya swichi zinaweza kuunganishwa, MLAGED, au kuundwa kama mrundikano pepe.

Swichi za Stackable

Kuweka ni uwezo wa kuchanganya swichi kadhaa kwa kutumia nyaya maalum (au za kawaida) ili muundo unaosababishwa ufanye kama swichi moja. Kwa kawaida stack hutumiwa kuunganisha idadi kubwa ya nodes kwenye mtandao wa ndani. Ikiwa swichi zimeunganishwa kwenye pete, basi ikiwa kubadili yoyote inashindwa, stack inaendelea kufanya kazi.

Kwa nini stack kama hiyo imeundwa? Kwanza, ni ulinzi wa uwekezaji. Ikiwa unahitaji kuongeza idadi ya watumiaji/vifaa kwenye mtandao, lakini hakuna milango ya kutosha, unaweza kuongeza swichi kwenye rafu. Pili, stack ni rahisi zaidi kusimamia. Kutoka kwa mtazamo wa mifumo ya ufuatiliaji na udhibiti, hii ni kifaa kimoja. Tatu, swichi za stack zina jedwali moja la anwani, IP moja na anwani ya MAC.

Kubadili stackable (au stackable) ina bandari maalum (interfaces) kwa stacking, mara nyingi kimwili kuchanganya mabasi ya ndani. Kama sheria, muunganisho uliopangwa kwa rafu una kasi ya uhamishaji data ambayo ni ya juu mara kadhaa kuliko kasi ya uhamishaji kwenye milango mingine ya swichi. Na katika swichi na usanifu usio na kuzuia, hakuna kuzuia trafiki iliyobadilishwa kati ya swichi za stack.

Swichi zinazoweza kudhibitiwa zinaweza kuunganishwa kuwa kifaa kimoja cha kimantiki - mrundikano, na hivyo kuongeza idadi ya bandari.

Kawaida teknolojia za stacking za wamiliki hutumiwa. Wakati mwingine nyaya zilizo na viunganishi vya SFP, GBIC, nk hutumiwa. Kama sheria, hadi swichi 4, 8, 16 au 32 zinaweza kupangwa. Nyingi swichi za kisasa zinazostahimili makosa, pamoja na kuweka mrundikano, zinaunga mkono kazi zote za L2 na L3, na itifaki nyingi maalum.

Pia kuna teknolojia za kubadili "utumiaji mtandao", kama vile Cisco Virtual Switching System (VSS) na HPE Intelligent Resilient Framework (IRF). Wanaweza pia kuainishwa kama teknolojia za kuweka, lakini, tofauti na uwekaji wa "classic" (StackWise, FlexStack, nk), bandari za Ethernet hutumiwa kuunganisha swichi. Kwa hivyo, swichi zinaweza kupatikana kwa umbali mkubwa kutoka kwa kila mmoja.

Upungufu na uvumilivu wa makosa

Usanifu wa kisasa wa stack hutoa upungufu wa N-1, usaidizi uliosambazwa wa kubadili L2/L3, ujumlishaji wa kiungo kwenye rafu, pamoja na uwezo wa kubadili viungo katika tukio la janga na kubadili kifaa kinachotumika kwenye rafu bila kushindwa kwa huduma. Mbali na itifaki za kitamaduni za STP, RSTP na MSTP, swichi zinaweza kusaidia teknolojia za hali ya juu, kwa mfano, Smart Link na RRPP, kufanya ubadilishaji wa njia za kinga kwa kiwango cha millisecond, na kuhakikisha uendeshaji wa mtandao unaotegemewa.

Mifano zingine zinaunga mkono itifaki ya SEP (Smart Ethernet Ulinzi) - itifaki mtandao wa pete, kuhakikisha utoaji wa huduma endelevu. Itifaki nyingine, ERPS (Ethernet Ring Protection Switching), hutumia Vitendaji vya Ethaneti OAM na utaratibu wa kubadili ulinzi wa pete kiotomatiki - pia katika milisekunde.

Wachuuzi wengi hutumia teknolojia zao za upunguzaji wa mtandao, kutoa zaidi kupona haraka kuliko itifaki za kawaida za STP/RSTP. Mfano mmoja umeonyeshwa hapa chini.

kuu na bandari chelezo kwa usambazaji wa data kwenye pete. Swichi huzuia bandari chelezo, na maambukizi hutokea kando ya njia kuu. Swichi zote katika pakiti za ulandanishi za kubadilishana pete. Muunganisho ukipotea, mlango mbadala utafunguliwa na njia mbadala itawashwa.

Ili kuongeza uaminifu, vifaa vya umeme vinavyoweza kubadilishwa na/au visivyohitajika na vipengele vya kupoeza vinaweza kutolewa. Na milango ya macho inayopatikana kwenye baadhi ya miundo, swichi inaweza kuunganishwa kwenye swichi ya msingi iliyo umbali wa kilomita 80. Vifaa vile hukuruhusu kuunda nguzo yenye tija ya kuhimili makosa au kujenga topolojia yoyote ya kisasa ya L2, ikitenganishwa na makumi kadhaa ya kilomita, kupata safu inayostahimili makosa kwa mamia ya bandari zilizo na sehemu moja ya kudhibiti, ambayo hurahisisha sana utawala.

Hubadilisha usanifu wa mtandao

Mahali na jukumu la kubadili kwenye mtandao

Swichi na vipanga njia vina jukumu muhimu, haswa katika mazingira ya biashara. Kubadilisha ni moja ya teknolojia ya kawaida ya mtandao. Swichi zinahamisha vipanga njia hadi kwenye ukingo wa mitandao ya ndani, na hivyo kuacha jukumu la kupanga mawasiliano kupitia mtandao wa kimataifa.

Kupitia sehemu ndogo, wao huboresha utendaji wa mtandao, hufanya iwezekane kupanga vifaa vilivyounganishwa kwenye mitandao ya kimantiki na kupanga upya inapohitajika.

Usanifu wa kitamaduni wa mtandao wa biashara unajumuisha tabaka tatu: ufikiaji, ujumlishaji/usambazaji, na msingi. Juu ya kila mmoja wao, swichi hufanya kazi maalum za mtandao.

Swichi zinaweza kuchukua jukumu la swichi kuu katika matawi na mashirika ya ukubwa wa kati, kufanya kazi kama swichi za ufikiaji wa ndani katika mashirika makubwa, na kutumika kuunganisha vikundi vidogo katika mtandao mmoja wa kiwango cha pili. Wao hutumiwa sana katika vituo vya data na katika msingi wa mtandao, katika mitandao ya watoa huduma katika ngazi ya upatikanaji na mkusanyiko, na kwa kuenea kwa teknolojia ya Ethernet, katika idadi ya maombi ya wima, kwa mfano, katika sekta, katika kujenga mifumo ya automatisering. Licha ya kuenea teknolojia zisizo na waya, vifaa vile vya mtandao pia vinazidi kuwa maarufu katika sehemu za SMB na SOHO.

Wasanidi wengi huzingatia kuboresha usalama wa habari na mifumo ya usimamizi wa trafiki, haswa kwa usambazaji wa sauti au video. Kuongezeka kwa idadi ya trafiki kuamuru kuanzishwa kwa gigabit 10 na hata kasi ya juu zaidi.

Swichi za kisasa zinaweza kusaidia itifaki nyingi za usalama, ikiwa ni pamoja na seti kamili ya maagizo ya ARP ya kuchuja pakiti za data kwenye safu L2-L7, pamoja na uelekezaji wa nguvu, unaojumuisha itifaki zote fupi muhimu za njia. Soko la ushindani mkubwa hutoa fursa nyingi za kuchagua bidhaa kutoka kwa bidhaa zinazojulikana za Magharibi, wazalishaji kutoka nchi za Asia na bidhaa za Kirusi.

Soko la kubadili kimataifa na wachuuzi muhimu

Mchango mkuu katika ukuaji wa 3% wa soko la swichi na ruta za kimataifa mnamo 2015 ulifanywa na sehemu ya vifaa vya biashara: ilihesabu karibu 60% ya mauzo. Wazalishaji wakubwa duniani wa swichi za Ethernet L2/L3 ni Cisco (zaidi ya 62%), HPE, Juniper, Arista, Huawei. Mahitaji ya vifaa vya kituo cha data, swichi 10 na 40 za Gigabit Ethernet, na swichi za watoa huduma wakubwa yanaongezeka.

Kiasi cha Mauzo cha Wachuuzi Watano Bora wa SwichiEthanetikatika dunia katika robo za hivi karibuni (kulingana naIDC).

Katika eneo la EMEA, sehemu ya kubadili Ethernet ilionyesha kupungua kwa 6.7% katika nusu ya kwanza ya 2016. Ripoti ya IDC inasema Cisco bado mzalishaji mkubwa zaidi swichi kwenye soko la EMEA. Cisco na HPE waliendelea kwa zaidi ya 68% ya mauzo ya vifaa vya kubadili katika kanda. Viongozi hao pia ni pamoja na Arista na Huawei.

Kulingana na utabiri wa Dell'Oro Group, sehemu ya swichi za kituo cha data itakua kwa kasi zaidi. Mpito kwa muundo wa wingu unapaswa pia kuchangia kupitishwa kwa SDN na mauzo ya swichi za vituo vya data vya wingu huku mahitaji ya swichi za kiwango cha biashara yakipungua. .

Uwezo na aina za swichi

Msingi, usambazaji, na swichi za ufikiaji hukuruhusu kuunda usanifu wa mtandao wa topolojia tofauti, viwango vya ugumu na utendaji. Aina mbalimbali za majukwaa haya huanzia swichi rahisi kutoka bandari nane zisizohamishika hadi vifaa vya kawaida vinavyojumuisha zaidi ya blade kumi na mamia ya bandari.

Swichi za kikundi cha kazi huwa na idadi ndogo bandari na anwani za MAC zinazotumika.

Swichi za mgongo zinajulikana na idadi kubwa ya bandari za kasi, uwepo kazi za ziada usimamizi, uchujaji wa pakiti ya juu, nk Kwa ujumla, kubadili vile ni ghali zaidi, kazi zaidi na yenye tija zaidi kuliko swichi za vikundi vya kazi. Inatoa mgawanyiko mzuri wa mtandao.

Vigezo kuu vya swichi: idadi ya bandari (wakati wa kuchagua kubadili, ni bora kutoa hifadhi kwa upanuzi wa mtandao), kasi ya kubadili (kwa vifaa vya ngazi ya kuingia ni chini sana kuliko kubadili darasa la ushirika), throughput, utambuzi wa kiotomatiki wa MDI/MDI-X (viwango kulingana na ambayo inashinikizwa jozi iliyopotoka), uwepo wa nafasi za upanuzi (kwa mfano, kwa kuunganisha interfaces za SFP), ukubwa wa meza ya anwani ya MAC (iliyochaguliwa kwa kuzingatia upanuzi wa mtandao), kipengele cha fomu (desktop/rackmount).

Kulingana na muundo wao, swichi zilizo na idadi maalum ya bandari zinajulikana; msimu kulingana na chasi; stackable (stackable); msimu-stack. Swichi za mtoa huduma zimegawanywa katika swichi za mkusanyiko na swichi za safu ya ufikiaji. Ya kwanza inajumlisha trafiki kwenye ukingo wa mtandao, ya mwisho inajumuisha vipengele kama vile udhibiti wa data ya kiwango cha programu, usalama uliojumuishwa na usimamizi uliorahisishwa.

Vituo vya data lazima vitumie swichi zinazotoa uzani wa miundombinu, utendakazi endelevu na unyumbufu wa usafirishaji wa data. Katika mitandao ya Wi-Fi, swichi inaweza kucheza nafasi ya kidhibiti kinachodhibiti maeneo ya ufikiaji.

Swichi na mitandao ya Wi-Fi

Kulingana na muundo na hali ya kupeleka Mitandao ya Wi-Fi(WLAN) jukumu la swichi ndani yake linabadilika. Kwa mfano, hii inaweza kuwa usanifu wa kati/unaosimamiwa au usanifu uliounganishwa (unaochanganya waya na upatikanaji wa wireless) Mitandao mingi ya Wi-Fi ya kiwango cha kati na kikubwa imejengwa juu ya kanuni za usanifu wa kati na swichi kama kidhibiti cha Wi-Fi. Wachuuzi wote wakuu wa Wi-Fi wa hali ya juu (Cisco, Aruba (HPE), Ruckus (Brocade), HPE, Huawei, n.k.) wana matoleo kama haya.

Mtandao rahisiWLANhauhitaji mtawala na kubadili hufanya kazi zake za msingi.

Kidhibiti hudhibiti upakiaji/kubadilisha programu, mabadiliko ya usanidi, RRM (usimamizi wa rasilimali za redio zenye nguvu), mawasiliano na seva za nje (AAA, DHCP, LDAP, n.k.), uthibitishaji wa mtumiaji, wasifu wa QoS, kazi maalum Nakadhalika. Vidhibiti vinaweza kupangwa pamoja ili kuzurura kwa urahisi wateja kati ya sehemu za ufikiaji ndani ya eneo la chanjo.

Kidhibiti hutoa usimamizi wa kati wa vifaa kwenye mtandao usiotumia waya na kimeundwa kwa ajili ya mitandao ya chuo, tawi na biashara ya SMB. Usanifu wa mtandao wa katiWi- Fihukuruhusu kuunda mitandao mikubwa na kuisimamia kutoka kwa hatua moja.

Katika mtandao mdogo wa Wi-Fi wa ushirika unaofunika sehemu ya sakafu, sakafu, jengo ndogo, nk, swichi za mtawala iliyoundwa kwa idadi ndogo ya pointi za kufikia (hadi 10-20) zinaweza kutumika. Mitandao mikubwa ya kampuni ya Wi-Fi inayofunika kampasi, tovuti za kiwanda, bandari, n.k. inahitaji vidhibiti vyenye nguvu na vinavyofanya kazi (kwa mfano, Cisco 5508, Aruba A6000, Ruckus ZoneDirector 3000). Wakati mwingine hutoa suluhisho kwenye moduli za swichi au ruta, kwa mfano, moduli ya Cisco WiSM2 katika kubadili familia ya Cisco Catalyst 6500/6800, moduli ya Huawei ACU2 katika Huawei S12700, S9700, S7700, moduli ya HPE JD442A katika HPE. 9500 kubadili.

Katika toleo jipya la "quadrant ya uchawi" ya Gartner (Agosti 2016) kwa wauzaji wa vifaa vya miundombinu ya mitandao ya ndani yenye waya na isiyo na waya, HPE pekee, ambayo ilichukua Aruba, ilikuwa miongoni mwa viongozi mbali na Cisco.

Ugunduzi wa sehemu ya ufikiaji otomatiki na usimamizi wa kati huondoa gharama ya kuweka usanidi. Vidhibiti vinaweza pia kutoa ulinzi dhidi ya mashambulizi yanayoweza kutokea, huku vipengele vya kujiboresha na urejeshaji huhakikisha uendeshaji wa mtandao usio na waya bila matatizo. Usaidizi wa PoE utarahisisha uwekaji wa WLAN.

Vipengele vya kazi na vya kubuni vya swichi

Vipengele vya Kubadilisha Ethernet na Itifaki Zinazotumika

Utendaji wa trafiki unaweza kujumuisha Udhibiti wa Mtiririko (IEEE 802.3x), ambao hujadili trafiki ya kwenda na kurudi chini ya mizigo ya juu ili kuepuka hasara ya pakiti. Usaidizi wa Jumbo Frame (pakiti zilizopanuliwa), huongezeka utendaji wa jumla mitandao. Uwekaji kipaumbele wa Trafiki (IEEE 802.1p) hukuruhusu kutambua pakiti muhimu zaidi (kama vile VoIP) na kuzituma kwanza. Inafaa kulipa kipaumbele kwa kazi hii ikiwa unapanga kusambaza trafiki ya sauti au video.

Usaidizi wa VLAN (IEEE 802.1q) ni zana rahisi ya kufafanua mtandao wa biashara kwa idara tofauti, nk. Chaguo za Kutenganisha Trafiki za kutofautisha vikoa katika kiwango cha kiungo cha data hukuruhusu kusanidi milango au vikundi vya milango midogo inayotumika kuunganisha seva au uti wa mgongo wa mtandao.

Uakisi wa trafiki (rudufu) (Uwekaji Mirroring wa Bandari) unaweza kutumika kuhakikisha usalama ndani ya mtandao, kudhibiti au kupima utendakazi wa vifaa vya mtandao. Utambuzi wa LoopBack huzuia mlango kiotomatiki wakati kitanzi kinapotokea (hasa muhimu wakati wa kuchagua swichi zisizodhibitiwa).

Ujumlishaji wa viungo (IEEE 802.3ad) huongeza upitishaji wa kiungo kwa kuchanganya milango mingi halisi hadi mlango mmoja wa kimantiki. IGMP Snooping ni muhimu wakati wa kutangaza IPTV. Udhibiti wa Dhoruba huruhusu mlango kuendelea kufanya kazi ili kusambaza trafiki nyingine zote wakati wa dhoruba ya matangazo/moja.

Swichi zinaweza kutumia itifaki za uelekezaji zinazobadilika (kwa mfano, RIP v2, OSPF) na usimamizi wa kikundi cha Mtandao (km, IGMP v3). Kwa usaidizi wa itifaki za BGP na OSPF, kifaa kinaweza kutumika kama kipanga njia cha kubadilisha vikoa na vikoa vidogo vya mtandao wa ndani. Aina zingine zinaunga mkono uundaji wa mitandao ya juu (TRILL), na hivyo kupunguza mzigo kwenye meza za anwani za MAC na kuhakikisha mzigo sawa kwenye chaneli za njia sawa, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa kasi ya ufikiaji. rasilimali za mtandao. Kifaa hiki cha mtandao pia hutofautiana katika jinsi kinavyofanya kazi.

Inabadilisha L1-L4

Kiwango cha juu ambacho kubadili hufanya kazi kulingana na mfano wa mtandao wa OSI, ni ngumu zaidi na kifaa ghali zaidi, utendaji wake umeendelezwa zaidi.

Tabaka 1 swichi(vitovu na wanaorudia) fanya kazi kiwango cha kimwili na usichakate data, lakini ishara za umeme. Vifaa vile ni kivitendo si zinazozalishwa sasa.

Tabaka 2 swichi kazi katika ngazi ya kiungo na muafaka (muafaka), inaweza kuchambua yao, kuamua mtumaji na mpokeaji. Zinafanya kazi na anwani za MAC pekee, na haziwezi kutofautisha kati ya anwani za IP. Vifaa hivi vinajumuisha swichi zote zisizodhibitiwa na baadhi ya swichi zinazodhibitiwa.

• RMON(Vikundi 4: Takwimu, Historia, Kengele na Tukio)
• Viwango viwili vya nenosiri - nenosiri la mtumiaji na nenosiri la kuhifadhi.
• Fikia wasifu na kipaumbele cha trafiki
• Mgawanyiko wa trafiki
• Udhibiti wa Bandwidth
• Kazi Usalama wa bandari(punguza idadi ya MAC kwenye bandari fulani)
• Udhibiti wa ufikiaji wa IEEE 802.1x kulingana na bandari/anwani za MAC
• Matukio ya Kuweka Magogo kwa Kutumia Syslog
• Msaada TACACS, RADIUS, SSH
• Kusasisha programu na kuhifadhi faili ya usanidi kwenye vyombo vya habari vya nje
• Usaidizi wa VLAN wa IEEE 802.1Q (kulingana na lebo)
• Uwekaji kipaumbele wa pakiti za IEEE 802.1p na foleni 4
• Itifaki ya Miti inayozunguka (IEEE 802.1D)
• Itifaki ya Miti ya Haraka (IEEE 802.1w)
• Tangaza Udhibiti wa Dhoruba
• Usaidizi wa kuunganisha bandari kwenye shina - Ujumlishaji wa Kiungo (Modi Tuli ya IEEE 802.3ad)
• Kuakisi bandari (trafiki kutoka bandari nyingi hadi bandari moja iliyochaguliwa)
• TFTP / BOOTP / mteja wa DHCP
• Usaidizi wa TELNET, seva ya WEB iliyojengewa ndani
• CLI - interface ya mstari wa amri
• IGMP ili kupunguza vikoa vya utangazaji katika VLAN
• SNMP v1/v3

Vipengele vya Kubadilisha KawaidaL2.

Swichi za L2 huunda jedwali za kubadili, zinaauni itifaki ya IEEE 802.1p (vipaumbele vya trafiki), itifaki ya IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Itifaki ya Miti ya Spanning, STP), inayotumika kuongeza uvumilivu wa makosa ya mtandao, IEEE 802.1w (Rapid Spanning Itifaki ya Miti, RSTP) iliyo na uthabiti wa hali ya juu na muda mfupi wa kupona, au IEEE 802.1s za kisasa zaidi (Itifaki ya Miti Mingi, MSTP), IEEE 802.3ad (Ujumlisho wa Kiungo) kwa kuchanganya bandari kadhaa kwenye mlango mmoja wa kasi.

Tabaka 3 swichi kazi katika ngazi ya mtandao. Hizi ni pamoja na idadi ya mifano ya swichi zinazosimamiwa na ruta. Wanaweza kuelekeza trafiki ya mtandao na kuielekeza kwa mitandao mingine, kusaidia kufanya kazi na anwani za IP na kuanzisha miunganisho ya mtandao.

Kwa hivyo, kwa kweli ni vipanga njia vinavyotekeleza taratibu za kushughulikia kimantiki na uteuzi wa njia ya uwasilishaji data (njia) kwa kutumia itifaki za uelekezaji (RIP v.1 na v.2, OSPF, BGP, itifaki za umiliki). Kijadi, swichi za L3 hutumiwa katika mitandao ya ndani na ya eneo ili kutoa usambazaji wa data kwa idadi kubwa ya vifaa vilivyounganishwa kwao, tofauti na vipanga njia vinavyopata mtandao wa eneo pana (WAN).

Tabaka 4 swichi fanya kazi katika kiwango cha usafiri na usaidizi wa kazi na programu, na uwe na utendaji wa akili. Wanaweza kugundua milango ya TCP/UDP ili kutambua programu, vipande vya SYN na FIN ili kuashiria mwanzo na mwisho wa vipindi, na kutambua taarifa katika vichwa vya ujumbe. Muundo wa swichi pia hutofautiana.

Usanidi Usiobadilika na Swichi za Ethaneti za Msimu

Swichi za kawaida hutoa utendakazi wa kupanuka, usanidi unaonyumbulika, na uwezo wa upanuzi unaoongezeka. Swichi za usanidi zisizohamishika hukuruhusu kujenga miundombinu ya mtandao kwa anuwai ya kazi, pamoja na mitandao ya ujenzi wa majengo, matawi ya biashara kubwa, mashirika ya ukubwa wa kati, na biashara za SMB.

Swichi za usanidi zisizobadilika kwa kawaida zinaweza kutumia hadi milango 48. Wakati mwingine inawezekana kufunga bandari za ziada SFP/SFP+.

Kwa kutumia SFP+ uplinks, swichi nyingi zinaweza kuunganishwa kwenye kiwango cha juu - msingi wa mtandao, kutoa utendaji wa juu na kusawazisha mzigo kwenye njia zote. Msongamano mkubwa wa mlango huruhusu matumizi bora ya nafasi na nguvu chache.

Swichi za kawaida huwa ni majukwaa yenye utendakazi wa hali ya juu ambayo yanaauni anuwai ya itifaki za L3, seti inayoweza kunyumbulika ya violesura, uboreshaji wa huduma na uboreshaji wa programu, na makundi ya mtandao (SMLT, SLT, RSMLT). Wanaweza kutumika katika msingi wa mitandao mikubwa na ya kati, katika mitandao ya kituo cha data (msingi wa mtandao na mkusanyiko wa miunganisho ya seva).

Kazi za kawaida za swichi ya kawaida.

Swichi za kawaida zinaweza kuwa na msongamano mkubwa sana wa mlango kwa kuongeza moduli za upanuzi. Kwa mfano, zingine zinaunga mkono zaidi ya bandari 1000. Katika mitandao mikubwa ya ushirika ambayo maelfu ya vifaa vimeunganishwa, ni bora kutumia swichi za kawaida. Vinginevyo, utahitaji swichi nyingi za usanidi.

Cisco Catalyst 6800 - swichi za msimu kwa mitandao ya chuo inayounga mkono 10/40/100G. Mfumo wa kupanuliwa wa 4.5 RU una kutoka bandari 16 hadi 80 1/10GE na usaidizi wa BGP na MPLS.

Vipengele vya Kubadilisha Ethernet

Sifa kuu za swichi inayopima utendakazi wake ni kasi ya kubadili, upitishaji na muda wa kusambaza fremu. Vipimo hivi huathiriwa na ukubwa wa bafa ya fremu, utendakazi wa basi la ndani, utendaji wa kichakataji na ukubwa wa jedwali la anwani ya MAC.

Vipengele vya jumla pia ni pamoja na uwekaji wa rack, uwezo kumbukumbu ya ufikiaji bila mpangilio, idadi ya bandari na uplinks/SFP bandari, uplink kasi, msaada kwa ajili ya kufanya kazi katika stack, mbinu za usimamizi.

Wachuuzi wengine hutoa visanidi vinavyofaa kwenye tovuti zao kwa kuchagua swichi kulingana na sifa zao: nambari na aina ya bandari (1/10/40GbE, macho/shaba), aina ya kubadili/kuelekeza (L2/L3 - msingi au nguvu), kasi na aina ya viungo vya juu, upatikanaji wa PoE/PoE+, usaidizi wa IPv6 na OpenFlow (SDN), FCoE, upungufu (nguvu/kiwanda/mashabiki), uwezo wa kuweka mrundikano. Ethaneti Inayotumia Nishati (IEEE 802.3az, Ethaneti ya Ufanisi wa Nishati) hupunguza matumizi ya nishati kwa kuirekebisha kiotomatiki kulingana na trafiki halisi ya mtandao wa swichi.

Swichi za gharama nafuu na zisizo na ufanisi zinaweza kutumika katika kiwango cha kufikia, wakati gharama kubwa zaidi za utendaji wa juu hutumiwa vizuri katika viwango vya msingi vya usambazaji na mtandao, ambapo utendaji wa mfumo mzima unategemea sana kasi ya kubadili.

Aina za bandari na msongamano

Kundi la milango mipya ya kuunganisha watumiaji wa mwisho kwa kawaida huwa na bandari za nyaya zilizosokotwa na viunganishi vya RJ-45. Upeo wa maambukizi ya ishara ni hadi mita 100 ya urefu wa mstari wa jumla, na kwa ofisi hii, mara nyingi, inatosha.

BandariEtherhet1/10 Gbit/ckwa nyaya za shaba zilizo na viunganishoR.J.-45.

Ni vigumu zaidi kuchagua aina ya bandari za uplink zinazokusudiwa kwa mawasiliano na nodi za mtandao za kiwango cha juu. Mara nyingi, nyaya za mawasiliano za macho ambazo hazina vikwazo vya urefu sawa na nyaya za jozi zilizosokotwa ni vyema. Bandari kama hizo mara nyingi hutumia moduli zinazoweza kubadilishwa za SFP (Small Form-Factor Pluggable). Urefu na upana wa moduli ya SFP inalinganishwa na urefu na upana wa jack RJ-45.

Moduli ya machoSFP.

Miingiliano maarufu ya SFP+ na XFP inaweza kutoa kasi ya uhamishaji ya 10 Gbit/s na masafa ya hadi kilomita 20. Alama ya moduli za SFP+ ina vipimo sawa na SFP; tofauti iko katika itifaki za uhamishaji habari kati ya moduli na swichi. XFP ina vipimo vikubwa kuliko SFP+. Swichi zilizo na bandari za SFP na SFP+ mara nyingi hutumiwa kwenye mtandao katika kiwango cha kujumlisha. Wakati huo huo, sio tu swichi za Ethernet, lakini pia aina nyingine za vifaa vya kubadili hutumiwa sana katika vituo vya data.

Katika mtandao wa biashara kubwa au katika kituo kikubwa cha data, ambapo kuna maelfu ya bandari, wiani wa bandari ni muhimu zaidi, yaani, ni bandari ngapi za juu kwa 1U (au kwa rack) ya kasi inayohitajika ya maambukizi inaweza kuwekwa. , kwa kuzingatia nafasi za upanuzi na moduli za ziada. Lazima tukumbuke kuongezeka kwa mahitaji ya maambukizi kiasi kikubwa data na, ipasavyo, kuzingatia wiani wa bandari ya kasi inayohitajika katika swichi zinazozingatiwa.

Kuhusu mitandao ya ofisi, basi ubora muhimu Swichi inaweza kusaidia PoE na EEE.

Nguvu juu ya mtandao - PoE

Teknolojia ya Nguvu juu ya Ethaneti (PoE) huruhusu swichi kusambaza nishati kwenye kifaa kupitia kebo ya Ethaneti. Kipengele hiki hutumiwa kwa kawaida na baadhi ya simu za IP, sehemu za ufikiaji zisizo na waya, kamera za CCTV, n.k.

Nguvu juu ya teknolojia ya Ethaneti ni njia mbadala rahisi ya kuwasha vifaa vya mtandao.

PoE hutoa kubadilika wakati wa kufunga aina hii ya vifaa: inaweza kusakinishwa mahali popote kuna cable Ethernet. Lakini PoE inapaswa kuwa muhimu, kwa sababu ... swichi zinazoiunga mkono ni ghali zaidi.

Kiwango cha IEEE 802.3af (PoE) hutoa hadi 400 mA ya sasa inayoendelea na voltage ya nominella ya 48 V kupitia jozi mbili za makondakta katika kebo ya jozi nne na nguvu ya juu ya 15.4 W.

Kiwango cha IEEE 802.3at (PoE+) kinatoa ongezeko la nguvu (hadi 30 W) na utaratibu mpya wa utambuzi wa pamoja (uainishaji) wa vifaa. Huruhusu vifaa kutambuana vinapounganishwa.

Maendeleo ya mitandao na swichi

Swichi katika kituo cha data: Ethernet, Fiber Channel, InfiniBand

Leo, teknolojia na vifaa vingi hutumiwa kwa ubadilishaji wa juu wa utendaji wa seva na mifumo ya uhifadhi - swichi za Ethernet, Fiber Channel, InfiniBand, nk.

Katika vituo vya data vilivyoboreshwa na vya wingu, ambapo trafiki ya "mlalo" kati ya seva na mashine pepe hutawala, usanidi wa "shina na majani" (Spine-Leaf) huja kusaidia. Usanidi huu wakati mwingine huitwa "msingi uliosambazwa". Neno "kitambaa cha Ethernet" pia hutumiwa mara nyingi.

Mgongo-swichi zinaweza kuzingatiwa kama msingi uliosambazwa, badala ya swichi moja au mbili za msingi, huundwa kutoka kwa idadi kubwa ya swichi za "shina" na wiani mkubwa wa bandari.

Faida za usanidi huu ni zifuatazo: trafiki ya usawa kati ya "majani" imehakikishiwa kwenda na hop moja, kupitia "mti", hivyo kuchelewa kunatabirika, wakati vifaa vinashindwa, utendaji unateseka kidogo, na usanidi huu ni rahisi kupima. .

Kuna hitaji linaloongezeka la zaidi kasi kubwa usambazaji wa data. Katika miaka ya nyuma, sita Viwango vya Ethernet: Mbps 10, Mbps 100, Gbps, Gbps 10, Gbps 40 na Gbps 100. Mnamo 2016, jumuiya ya Ethernet inafanya kazi kwa bidii ili kutekeleza viwango vipya vya kasi: 2.5 Gbit/s, 5 Gbit/s, 25 Gbit/s, 50 Gbit/s, 200 Gbit/s. Vipimo vya IEEE 802.3 vilivyopitishwa hivi majuzi (pamoja na vikundi vidogo) vinashughulikia kasi mbalimbali kutoka Gbps 25 kwa kila bandari hadi jumla ya uwezo wa kiunganishi wa Gbps 400. Imepangwa kukamilisha kazi kwa kiwango cha 400GbE (802.3bs) mnamo Machi 2017. Itatumia njia nyingi za 50 au 100 Gbit/s.

Kwenye soko la duniaEthaneti- swichi za kituo cha data zinatawalaCisco Mifumo(kulingana naIDC, 2015).

Pamoja na 40/100GbE, InfiniBand inazidi kuenea katika vituo vya data. Teknolojia ya InfiniBand (IB) hutumiwa hasa katika utendakazi wa hali ya juu wa kompyuta (HPC), nguzo za nodi nyingi, na kompyuta ya GRID. Inatumika katika miunganisho ya ndani(backplane) na swichi (swichi ya msalaba) watengenezaji wa seva za msimu. Katika swichi zinazotumia InfiniBand EDR (Kiwango Kilichoimarishwa cha Data) 12x, kasi ya mlango hufikia Gbps 300.

Seva ya kawaida iliyo na swichi iliyojengwa ndaniInfiniBand.

Mitandao ya eneo la hifadhi (SANs) hujengwa kwa jadi kwenye itifaki ya FC (Fibre Channel), ambayo hutoa usafiri wa haraka na wa kuaminika kwa kuhamisha data kati ya safu za diski na seva. FC hutoa utulivu wa chini wa uhakika, kuegemea juu na utendaji wa mfumo mdogo wa diski.

BadiliF.C.(kiwanda kisichohitajika) - kipengele muhimuSAN.

Trafiki ya FC pia inaweza kubebwa juu ya Ethernet huku ikidumisha ubashiri na utendakazi wa Fiber Channel (FCoE). Kwa kusudi hili, itifaki ya Converged Enhanced Ethernet (CEE) ilitengenezwa.

Inaaminika kuwa kuchanganya trafiki ya SAN na LAN katika sehemu moja ya mtandao kwa kutumia FCoE inakuwezesha kupata idadi ya faida wakati wa kujenga vituo vya data, ikiwa ni pamoja na kupunguza gharama za awali za vifaa na gharama za uendeshaji kwa usaidizi, matengenezo, usambazaji wa nguvu na hali ya hewa ya vifaa. . Hata hivyo, mbinu hii haijawahi kuenea.

BadiliFCoEinahakikisha muunganikoSANNaLAN.

SAN iliyojitolea (FC au iSCSI msingi) inasalia kuwa chaguo bora zaidi kwa ufikiaji wa data wa kasi ya juu. Itifaki yake ya kitamaduni ya Fiber Channel imeundwa kutoka chini kwenda juu kwa uhamishaji wa haraka, wa block kubwa na utulivu wa chini. Jambo muhimu katika ukuaji wa soko la SAN litakuwa mpito kwa vifaa vya kizazi kipya - swichi na wakurugenzi wa Fiber Channel Gen 6 (32 Gbps). Tayari imeanza.

Kubadilisha kiwango cha uhamishaji data katika mitandao iliyotumwaF.C., InfiniBandNaEthernet kulingana na Mellanox.

Ni muhimu kuchagua vifaa vinavyofaa kwa mahitaji ya sasa ya mtandao, lakini kwa hifadhi ya utendaji kwa ukuaji zaidi.

Teknolojia ya kitambaa cha Ethernet

Teknolojia ya kubadili kitambaa iliyoundwa kwa ajili ya Fiber Channel SAN imepatikana kwenye mitandao ya Ethaneti. Pamoja na majukwaa pepe ya uelekezaji na vidhibiti vya SDN, vitambaa vya Ethaneti hufungua njia ya kupitishwa kwa SDN/NFV, kwa kutumia vipengele vilivyo wazi, vya kiotomatiki, vilivyoainishwa na programu kwa ajili ya kubadilika na kupunguza gharama.

Vitambaa vya Ethernet pamoja na teknolojia za ziada TRILL na Shortest Path Bridging (SPB) ni mbadala kwa mitandao changamano na isiyofaa ya safu tatu na Spanning Tree.

Badilisha vitambaa sasa unatumia mitandao ya eneo la hifadhi, mitandao ya chuo kikuu na mitandao ya kituo cha data. Wanapunguza gharama za uendeshaji, huongeza ufanisi wa mtandao, huongeza kasi ya utumaji programu, na kusaidia uboreshaji. Maendeleo ya vitambaa vya kubadili yanaendelea.

Sanduku nyeupe, swichi-chuma-wazi na swichi za Mtandao wa Open

Hivi karibuni, dhana ya Open Networking imeenea, madhumuni yake ni "kutenganisha" mfumo wa uendeshaji wa kubadili kutoka kwa jukwaa la vifaa na kuwapa wateja fursa ya kuchagua mchanganyiko wa OS na vifaa vya mtandao. Tofauti na swichi za jadi, ambazo huja na OS iliyosanikishwa hapo awali, unaweza kununua swichi isiyo na chuma kutoka kwa mtengenezaji mmoja na programu kutoka kwa mwingine.

Bare-chuma inamaanisha kuwa swichi haina OS ya mtandao iliyosanikishwa, kuna bootloader tu ya kuiweka.

Vifaa vile huzalishwa, kwa mfano, na wazalishaji wa Taiwan na Kirusi. Idadi ya wachuuzi pia hutoa White-box - Swichi za Bare-metal na OS ya mtandao iliyosakinishwa awali. Swichi hizo hutoa kubadilika zaidi na uhuru fulani wa mteja kutoka kwa mtengenezaji wa vifaa. Bei yao ni ya chini ikilinganishwa na bidhaa kutoka kwa wauzaji wakubwa. Kulingana na Dell'Oro Group, wao ni 30-40% ya bei nafuu kuliko mifano ya jadi ya asili. Vitendaji vya Mfumo wa Uendeshaji wa Mtandao kwa kawaida hutoa usaidizi kwa itifaki zote za kawaida za L2/L3 na, katika hali nyingine, itifaki ya OpenFlow.

Swichi za kitamaduni (kushoto) na swichi za kisanduku Nyeupe (kulia).

Sehemu kuu inayolengwa ya soko la swichi za Sanduku Nyeupe ni kituo cha data. Wanakuwezesha kurekebisha OS ya mtandao ili kutatua matatizo maalum. Walakini, ushauri wa matumizi yao katika chuo kikuu au mitandao ya ushirika iliyosambazwa inategemea ni swichi ngapi kwenye mtandao na ni mara ngapi usanidi hubadilika, ikiwa kampuni ina wataalamu wanaoweza kusaidia mfumo wa uendeshaji wa mtandao wazi. msimbo wa chanzo. Katika mitandao midogo ya chuo faida inatia shaka.

Utafiti wa Infonetiki unatabiri kuwa mnamo 2019, chuma tupu kitachukua karibu 25% ya milango yote ya kubadili iliyosafirishwa hadi vituo vya data ulimwenguni kote.

Swichi za mtandaoni

Pamoja na kuongezeka nguvu ya kompyuta Kwa vichakataji vya x86, swichi pepe ya programu inaweza kushughulikia kwa urahisi jukumu la swichi. Ni rahisi kutumia, kwa mfano, kutoa ufikiaji wa safu ya mtandao kwa mashine za kawaida zinazoendesha kwenye seva ya kimwili. Ya kimantiki (ya kawaida) huundwa kwenye mashine pepe (au kwenye vyombo, kwa mfano, Docker) Bandari za Ethaneti. VM huunganishwa kwenye swichi pepe kupitia milango hii.

Swichi tatu maarufu zaidi ni VMware Virtual Switch, Cisco Nexus 1000v na Open vSwitch. Mwisho ni swichi pepe ya chanzo huria, inayosambazwa chini ya leseni ya Apache 2.0 na iliyoundwa ili kuendeshwa kwa viboreshaji kwenye Msingi wa Linux kama vile KVM na Xen.

Open vSwitch ni programu ya Open Source swichi ya ngazi mbalimbali iliyoundwa kufanya kazi katika hypervisors na kwenye kompyuta zilizo na mashine pepe. Inaauni itifaki ya OpenFlow ili kudhibiti kubadilisha mantiki.

Open vSwitch (OVS) inasaidia aina mbalimbali za teknolojia, ikiwa ni pamoja na NetFlow, sFlow, Port Mirroring, VLAN, LACP. Inaweza kufanya kazi katika mazingira pepe na kutumika kama Njia ya Kudhibiti kwa swichi za maunzi. Mifumo ya uendeshaji ya mtandao kulingana na OVS hutumiwa sana kwenye swichi za White-box na Bare-metal. Sehemu nyingi za maombi ya OVS ziko kwenye mitandao ya SDN, wakati wa kubadilisha trafiki kati ya vitendaji vya mtandao wa kawaida (NFV).

Hubadilisha usanifu wa SDN/NFV

Kwa upanuzi wa utendakazi wa vifaa, mitandao itakuwa haraka na nadhifu. Utendaji wa mifano ya kisasa ya swichi za msingi za mtandao ni hadi 1.5 Tbit / s na ya juu, na njia ya maendeleo ya jadi inahusisha kuongeza zaidi nguvu zao. Upanuzi wa utendaji unaambatana na kuongezeka kwa utaalamu wa vifaa katika msingi wa mtandao na pembezoni mwake. Wateja wa kampuni wana mahitaji mapya katika maeneo kama vile Usalama wa Habari, kubadilika, kuegemea na ufanisi wa gharama.

Wazo la SDN (Programu Iliyofafanuliwa Mtandao) sasa inajadiliwa sana. Kiini kikuu cha SDN ni mgawanyo wa kimwili wa ndege ya udhibiti wa mtandao (Ndege ya Kudhibiti) na safu ya maambukizi ya data (Usambazaji) kwa kuhamisha kazi za usimamizi wa kubadili kwenye programu inayoendesha kwenye seva tofauti (mtawala).

Lengo la SDN ni usanifu unaonyumbulika, unaoweza kudhibitiwa, unaobadilika na wa gharama nafuu ambao unaweza kukabiliana kwa ufanisi na upitishaji wa mtiririko mkubwa wa trafiki isiyo ya kawaida.

Swichi za SDN kwa kawaida hutumia itifaki ya udhibiti wa OpenFlow. Swichi nyingi za SDN zinaunga mkono viwango vyote viwili itifaki za mtandao. Hivi sasa, upeo wa matumizi ya SDN ni hasa katika mashamba ya seva ya kituo cha data na ufumbuzi wa niche ambapo SDN inakamilisha teknolojia nyingine kwa mafanikio. Katika soko la Kirusi, teknolojia ya SDN inahitajika zaidi na waendeshaji wa wingu wa umma.

Uboreshaji wa Kazi za Mtandao (NFV), uboreshaji wa utendakazi wa mtandao, unalenga kuboresha huduma za mtandao kwa kutenganisha vitendaji vya mtandao (kwa mfano, DNS, caching, n.k.) kutoka kwa utekelezaji wa maunzi. NFV inaaminika kuwa inafanya uwezekano wa kusambaza programu ulimwenguni pote, kuharakisha utekelezaji wa kazi na huduma mpya za mtandao, na wakati huo huo hauhitaji kuacha miundombinu ya mtandao iliyotumiwa tayari.

Kwa mujibu wa uchunguzi wa CNews Analytics (2015), wateja wa Urusi kwa ujumla wana matumaini kuhusu matarajio ya teknolojia za SDN na NFV, ambazo zinawawezesha kupunguza gharama za mtaji na kuongeza kasi ya kuanzishwa kwa huduma mpya.

Utabiri wa SDN na NFV nchini Urusi bado unapingana. Kulingana na J’son & Partners, kiasi cha sehemu ya SDN ya Urusi mwaka 2017 itakuwa dola milioni 25-30. Watumiaji wakuu wa SDN na NFV watakuwa wamiliki wa vituo vikubwa vya data na waendeshaji wa telecom wa shirikisho.

Wakati huo huo, watengenezaji wa swichi za biashara wanatoa maunzi ya kasi ya juu na gharama ya chini ya umiliki, uwezo wa mtandao unaonyumbulika, uwezo wa utumaji programu nyingi, na vipengele vya juu vya usalama.

Na vitu vingine, njia ya upitishaji data na seva zilizounganishwa nayo. Kawaida hutumiwa na kampuni kubwa zilizo na miundombinu ya IT iliyotengenezwa kwa uhifadhi wa data wa kuaminika na ufikiaji wa kasi wa juu.
Kuweka tu, hifadhi ni mfumo unaokuwezesha kusambaza disks za kuaminika, za haraka za uwezo wa kutofautiana kwa seva kutoka kwa vifaa tofauti vya kuhifadhi data.

Nadharia kidogo.
Seva inaweza kushikamana na hifadhi ya data kwa njia kadhaa.
Ya kwanza na rahisi ni DAS, Hifadhi Iliyoshikamana moja kwa moja (unganisho la moja kwa moja), bila mzozo wowote tunaweka diski kwenye seva, au safu kwenye adapta ya seva - na tunapata gigabytes nyingi. nafasi ya diski na ufikiaji wa haraka, na wakati wa kutumia safu ya RAID - kuegemea kwa kutosha, ingawa suala la kuegemea limevunjwa kwa muda mrefu.
Walakini, matumizi haya ya nafasi ya diski sio sawa - kwenye seva moja nafasi inaisha, kwa upande mwingine bado kuna mengi. Suluhisho la tatizo hili ni NAS, Hifadhi Iliyoambatishwa ya Mtandao. Walakini, pamoja na faida zote za suluhisho hili - kubadilika na usimamizi wa kati - kuna moja drawback muhimu- kasi ya ufikiaji; sio mashirika yote bado yametumia mtandao wa gigabit 10. Na tunakuja kwenye mtandao wa hifadhi.

Tofauti kuu kati ya SAN na NAS (kando na mpangilio wa herufi katika vifupisho) ni jinsi rasilimali zilizounganishwa zinavyoonekana kwenye seva. Ikiwa katika rasilimali za NAS zimeunganishwa kwa kutumia itifaki za NFS au SMB, katika SAN tunapata uunganisho kwenye diski, ambayo tunaweza kufanya kazi nayo kwa kiwango cha kuzuia shughuli za I / O, ambayo ni kasi zaidi kuliko uunganisho wa mtandao (pamoja na safu). mtawala aliye na kashe kubwa huongeza kasi kwa shughuli nyingi).

Kwa kutumia SAN, tunachanganya faida za DAS - kasi na urahisi, na NAS - kunyumbulika na udhibiti. Zaidi ya hayo, tunapata fursa ya kuongeza mifumo ya uhifadhi mradi tu kuna pesa za kutosha, na wakati huo huo kuua ndege kadhaa zaidi kwa jiwe moja ambalo halionekani mara moja:

* tunaondoa vizuizi kwenye safu ya unganisho ya vifaa vya SCSI, ambavyo kawaida hupunguzwa na waya wa mita 12,
* punguza muda wa kuhifadhi,
* tunaweza boot kutoka SAN,
* katika kesi ya kukataa kutoka kwa NAS, tunapakua mtandao,
* tunapata kasi ya juu ya I/O kwa sababu ya uboreshaji kwenye upande wa mfumo wa uhifadhi,
* tunapata fursa ya kuunganisha seva kadhaa kwa rasilimali moja, hii inatupa ndege mbili zifuatazo kwa jiwe moja:
- tunatumia kikamilifu uwezo wa VMWare - kwa mfano, VMotion (uhamiaji wa mashine ya kawaida kati ya zile za kimwili) na wengine kama wao,
- tunaweza kujenga makundi yanayostahimili makosa na kupanga mitandao inayosambazwa kijiografia.

Hii inatoa nini?
Mbali na kusimamia bajeti ya uboreshaji wa mfumo wa uhifadhi, tunapata, pamoja na yale niliyoandika hapo juu:

* kuongezeka kwa utendakazi, kusawazisha mizigo na upatikanaji wa juu wa mifumo ya uhifadhi kutokana na njia nyingi za kufikia kwa safu;
* akiba kwenye diski kwa kuboresha eneo la habari;
* uokoaji wa kasi baada ya kushindwa - unaweza kuunda rasilimali za muda, kupeleka nakala rudufu juu yao na kuunganisha seva kwao, na urejeshe habari mwenyewe bila haraka, au uhamishe rasilimali kwa seva zingine na ushughulikie kwa utulivu vifaa vilivyokufa;
* kupunguza muda wa kuhifadhi - shukrani kwa kasi ya juu ya uhamishaji, unaweza kuhifadhi nakala kwenye maktaba ya tepi haraka, au hata kupiga picha mfumo wa faili na uihifadhi kwa utulivu;
* nafasi ya diski inapohitajika - tunapoihitaji - tunaweza kuongeza rafu kadhaa kwenye mfumo wa kuhifadhi data kila wakati.
* tunapunguza gharama ya kuhifadhi megabyte ya habari - kwa kawaida, kuna kizingiti fulani ambacho mifumo hii ni faida.
* Mahali pa kuaminika pa kuhifadhi data muhimu na muhimu ya dhamira (bila ambayo shirika haliwezi kuwepo na kufanya kazi kawaida).
* Ningependa kutaja VMWare kando - vipengele vyote kama vile kuhamisha mashine pepe kutoka kwa seva hadi seva na vitu vingine vyema vinapatikana kwenye SAN pekee.

Inajumuisha nini?
Kama nilivyoandika hapo juu, mfumo wa uhifadhi una vifaa vya uhifadhi, media ya upitishaji na seva zilizounganishwa. Wacha tuangalie kwa mpangilio:

Mifumo ya kuhifadhi kawaida hujumuisha anatoa ngumu na watawala, katika mfumo wa kujiheshimu kuna kawaida tu 2 - 2 watawala, njia 2 kwa kila disk, 2 interfaces, 2 vifaa vya nguvu, 2 wasimamizi. Ya wengi wazalishaji wanaoheshimiwa mifumo inayostahili kutajwa ni HP, IBM, EMC na Hitachi. Hapa nitamnukuu mwakilishi mmoja wa EMC kwenye semina - “HP hutengeneza vichapishaji bora. Kwa hiyo mwache azifanye!” Ninashuku kuwa HP pia anapenda sana EMC. Ushindani kati ya wazalishaji ni mbaya, kama ilivyo kila mahali pengine. Matokeo ya ushindani wakati mwingine ni bei nzuri kwa kila megabaiti ya mfumo wa hifadhi na matatizo ya uoanifu na usaidizi wa viwango vya washindani, hasa kwa vifaa vya zamani.

Njia ya kusambaza data.

Kwa kawaida, SANs hujengwa kwenye optics, ambayo kwa sasa inatoa kasi ya 4, katika baadhi ya maeneo gigabits 8 kwa kila channel. Wakati wa kujenga, vibanda maalum vilivyotumiwa kutumika, sasa kuna swichi zaidi, hasa kutoka kwa Qlogic, Brocade, McData na Cisco (Sijawahi kuona mbili za mwisho kwenye tovuti). Cables kutumika ni jadi kwa mitandao ya macho - single-mode na multimode, single-mode ndefu-range.
Kwa ndani, FCP inatumiwa - Itifaki ya Fiber Channel, itifaki ya usafiri. Kama sheria, SCSI ya kawaida huendesha ndani yake, na FCP hutoa anwani na utoaji. Kuna chaguo na muunganisho kupitia mtandao wa kawaida na iSCSI, lakini kawaida hutumia (na kubeba sana) mtandao wa ndani, sio uliojitolea kwa uhamishaji wa data, na inahitaji adapta zilizo na usaidizi wa iSCSI, na kasi ni polepole kuliko kupitia macho. .

Pia kuna topolojia ya maneno mahiri, ambayo inaonekana katika vitabu vyote vya kiada kwenye SAN. Kuna topolojia kadhaa, chaguo rahisi zaidi- kumweka kwa uhakika, tunaunganisha mifumo 2 pamoja. Hii sio DAS, lakini farasi wa duara katika utupu, toleo rahisi zaidi la SAN. Ifuatayo inakuja kitanzi kinachodhibitiwa (FC-AL), inafanya kazi kwa kanuni ya "kupita" - kisambazaji cha kila kifaa kimeunganishwa na mpokeaji wa kinachofuata, vifaa vimefungwa kwa pete. Minyororo mirefu huwa na kuchukua muda mrefu kuanzishwa.

Naam, chaguo la mwisho ni muundo uliobadilishwa (Kitambaa), huundwa kwa kutumia swichi. Muundo wa viunganisho hujengwa kulingana na idadi ya bandari zilizounganishwa, kama wakati wa kujenga mtandao wa ndani. Kanuni ya msingi ya ujenzi ni kwamba njia zote na viunganisho vinarudiwa. Hii ina maana kwamba kuna angalau njia 2 tofauti kwa kila kifaa kwenye mtandao. Hapa tutatumia pia neno topolojia, kwa maana ya kuandaa mchoro wa uunganisho wa vifaa na swichi za kuunganisha. Katika kesi hii, kama sheria, swichi zimeundwa ili seva zisione chochote isipokuwa rasilimali zilizopewa. Hii inafanikiwa kwa kuunda mitandao ya kawaida na inaitwa kugawa maeneo, mlinganisho wa karibu zaidi ni VLAN. Kila kifaa kwenye mtandao kimepewa analog ya anwani ya MAC ndani Mitandao ya Ethernet, inaitwa WWN - World Wide Name. Imepewa kila kiolesura na kila rasilimali (LUN) ya mifumo ya uhifadhi. Mkusanyiko na swichi zinaweza kupunguza ufikiaji wa WWN kwa seva.

Seva unganisha kwenye mfumo wa uhifadhi kupitia HBA - Adapta za Mabasi ya Mwenyeji. Kwa mlinganisho na kadi za mtandao, kuna adapta za bandari moja, mbili na nne. "Wafugaji wa mbwa" bora wanapendekeza kusakinisha adapta 2 kwa kila seva; hii inaruhusu kusawazisha mzigo na kutegemewa.

Na kisha rasilimali hukatwa kwenye mifumo ya uhifadhi, pia ni diski (LUNs) kwa kila seva na nafasi imesalia kwenye hifadhi, kila kitu kinawashwa, wafungaji wa mfumo wanaagiza topolojia, kukamata glitches katika kuanzisha swichi na upatikanaji, kila kitu huanza. na kila mtu anaishi kwa furaha milele baada ya hapo*.
Sijagusa haswa aina tofauti bandari katika mtandao wa macho, yeyote anayehitaji atajua tayari au ataisoma, asiyehitaji atakuwa na wasiwasi juu yake tu. Lakini kama kawaida, ikiwa aina ya bandari imewekwa vibaya, hakuna kitakachofanya kazi.

Kutoka kwa uzoefu.
Kwa kawaida, wakati wa kuunda SAN, safu na aina kadhaa za disks zinaagizwa: FC kwa maombi ya kasi ya juu, na SATA au SAS kwa zisizo haraka sana. Kwa njia hii unapata vikundi 2 vya diski na gharama tofauti kwa megabyte - ghali na ya haraka, na ya polepole na ya kusikitisha ya bei nafuu. Kawaida hifadhidata zote na programu zingine zilizo na I/O amilifu na ya haraka hupachikwa kwenye ile ya haraka, rasilimali za faili na kila kitu kingine huning'inizwa kwenye polepole.

Ikiwa SAN imeundwa kutoka mwanzo, ni mantiki kuijenga kulingana na ufumbuzi kutoka kwa mtengenezaji mmoja. Ukweli ni kwamba, licha ya kufuata viwango vilivyotangazwa, kuna matatizo ya chini ya maji na utangamano wa vifaa, na sio ukweli kwamba baadhi ya vifaa vitafanya kazi kwa kila mmoja bila kucheza na tambourini na kushauriana na wazalishaji. Kawaida, ili kutatua matatizo hayo, ni rahisi kumwita kiunganishi na kumpa pesa kuliko kuwasiliana na wazalishaji ambao wanabadilisha pointi kwa kila mmoja.

Ikiwa SAN imeundwa kwa misingi ya miundombinu iliyopo, kila kitu kinaweza kuwa ngumu, hasa ikiwa kuna safu za zamani za SCSI na zoo ya vifaa vya zamani kutoka. wazalishaji tofauti. Katika kesi hii, ni mantiki kuomba msaada kutoka kwa mnyama mbaya wa kiunganishi, ambaye atasuluhisha shida za utangamano na kupata villa ya tatu kwenye Canaries.

Mara nyingi, wakati wa kuunda mifumo ya kuhifadhi, makampuni hayaagizi msaada wa mfumo kutoka kwa mtengenezaji. Kwa kawaida hii inahesabiwa haki ikiwa kampuni ina wafanyakazi wa wasimamizi wenye uwezo, wenye uwezo (ambao tayari wameniita teapot mara 100) na kiasi cha haki cha mtaji kinachowawezesha kununua vipengele vya ziada kwa kiasi kinachohitajika. Walakini, wasimamizi wenye uwezo kawaida huvutiwa na wajumuishaji (nilijiona), lakini hakuna pesa iliyotengwa kwa ununuzi, na baada ya kushindwa circus huanza na kelele za "Nitawafukuza kila mtu!" badala ya kuita msaada na kuwa na mhandisi kufika na sehemu ya ziada.

Usaidizi kawaida huja kwa kuchukua nafasi ya diski zilizokufa na vidhibiti, na kuongeza rafu na diski na seva mpya kwenye mfumo. Shida nyingi hufanyika baada ya matengenezo ya ghafla ya mfumo na wataalam wa ndani, haswa baada ya kuzima kabisa na kutengana na kukusanyika tena kwa mfumo (na hii hufanyika).

Kuhusu VMWare Nijuavyo (wataalamu wa uboreshaji, tafadhali nirekebishe), ni VMWare na Hyper-V pekee ndizo zenye utendaji unaokuruhusu kuhamisha mashine pepe kati ya mashine pepe kwa haraka. seva za kimwili. Na ili kutekeleza, inahitajika kwamba seva zote kati ya ambayo inasonga mashine virtual, ziliunganishwa kwenye kiendeshi kimoja.

Kuhusu makundi. Sawa na kesi ya VMWare, mifumo ya ujenzi inayojulikana kwangu makundi ya kushindwa(Nguzo ya Jua, Veritas Seva ya Nguzo) - zinahitaji hifadhi iliyounganishwa na mifumo yote.

Nilipokuwa nikiandika nakala hiyo, niliulizwa ni RAIDs gani kawaida hufanya diski?
Katika mazoezi yangu, kwa kawaida tulifanya RAID 1+0 kwa kila rafu ya diski na diski za FC, tukiacha diski 1 ya ziada (Hot Spare) na kukata LUNs kutoka kwa kipande hiki kwa kazi, au kutengeneza RAID5 kutoka kwa diski polepole, tena na kuacha diski 1 kuchukua nafasi. . Lakini hapa swali ni ngumu, na kwa kawaida njia ya kuandaa disks katika safu huchaguliwa kwa kila hali na kuhesabiwa haki. EMC sawa, kwa mfano, huenda hata zaidi, na wana ubinafsishaji wa ziada safu ya programu zinazofanya kazi nayo (kwa mfano, kwa OLTP, OLAP). Sikuchimba sana na wachuuzi wengine, lakini nadhani hivyo urekebishaji mzuri Kila mtu ana moja.

* kabla ya kushindwa kubwa ya kwanza, baada ya ambayo msaada ni kawaida kununuliwa kutoka kwa mtengenezaji au wasambazaji wa mfumo.

Julai 7, 2010 saa 3:12 jioni

SN6000 - kubadili kwa maendeleo ya mtandao wa hifadhi

• Blogu ya Biashara ya Hewlett Packard

Leo tutakuambia kuhusu swichi mpya ya kuhifadhia ya StorageWorks SN6000 yenye milango 20 ya Fiber Channel ya gigabit nane. Kifaa kama hicho kimekusudiwa kimsingi kujenga mtandao wa hifadhi wa SAN ndani kampuni ndogo, ambapo mtaalamu wa IT kwa kawaida hana uzoefu wa kusanidi vifaa vya Fiber Channel.

HP StorageWorks SN6000 inakuja kiwango na matumizi ya Rahisi SAN Connection Manager (SSCM), ambayo, kwa kutumia wachawi wa picha, husaidia hata anayeanza katika teknolojia za SAN kusanidi kwa usahihi vifaa vya SAN, pamoja na swichi yenyewe, HBA za seva na HP StorageWorks MSA au EVA. safu ya diski (bila shaka, ikiwa mteja anayo).

Kwa kawaida, kila moja ya vipengele hivi vya SAN hutumia matumizi tofauti ya usanidi wa Fiber Channel, na SSCM huvibadilisha na zana moja ya ulimwengu wote. Kwa hivyo, uwekaji wa SAN hurahisishwa sana na hatari ya hitilafu za usanidi hupunguzwa. SSCM inatambua kiotomatiki swichi za Fiber Channel zilizoambatishwa na mtandao, seva na safu za diski za HP StorageWorks. Pia kwa kutumia urahisi GUI huduma zinaweza kugawanya mtandao wa hifadhi katika kanda na kusambaza rasilimali za disk kati yao.

Uwezo wa SSCM hauishii hapo - matumizi hukuruhusu kufuatilia hali ya vifaa vya SAN kutoka kwa koni ya picha na kufanya mabadiliko kwenye usanidi wake wakati wa kuongeza vifaa vipya kwenye mtandao wa uhifadhi. Huweka kiotomatiki michakato ya matengenezo ya SAN kama vile kufuatilia hali yake, kusambaza LUNs na kusasisha msimbo mdogo wa kifaa, kuonyesha topolojia ya mtandao, kudumisha kumbukumbu ya matukio na kufuatilia mabadiliko ya usanidi wa SAN.

Ili kupunguza gharama, swichi ya SN6000 inaweza kununuliwa katika usanidi wa awali wa bandari nane. HP pia hutoa SAN Starter Kit kwa makampuni yanayotaka kuhamia hifadhi ya nje na kujenga SAN yao ya kwanza. Seti hii ina safu mpya ya HP StorageWorks P2000 G3 FC MSA () yenye vidhibiti viwili vya RAID, swichi mbili za SN6000, seva nne za HP 81Q Single-Port PCI-e FC HBA, moduli 12 za HP 8Gb Short Wave FC SFP+ na 8 mita tano. nyaya Fiber Channel. Kwa kit hiki, hata Fiber Channel novice anaweza kupeleka kwa urahisi mtandao mdogo wa hifadhi na majeshi manne.

SAN inapokua na vifaa vipya vimeunganishwa kwayo, unaweza kuwezesha bandari zilizosalia za SN6000 kwa kununua leseni za bandari nne za ziada. Kwa kuongeza, ili kuongeza uvumilivu wa kosa la kubadili, ambayo uendeshaji wa SAN inategemea, inawezekana kufunga umeme wa pili na kutoa uingizwaji wa moto wa umeme usiofaa.

Ikiwa bandari zote 20 za SN6000 zinatumiwa, uwekaji wa stacking hutumiwa kupanua zaidi mtandao wa SAN. SN6000 inatofautiana na swichi zingine za kiwango cha kuingia cha Fiber Channel kwa kuwa na bandari nne maalum za 10-Gigabit Fiber Channel kwa kuweka (Inter-Switch Link, ISL), kwa hivyo wakati wa kuweka swichi, hakuna haja ya kufungia baadhi ya bandari ambazo seva na mifumo ya hifadhi ya SAN imeunganishwa.

Shukrani kwa hili, stacking inafanywa kwa hali ya moto (bila kusumbua operesheni ya kawaida SAN) na hupunguza hatari ya nyaya zisizounganishwa kati ya swichi. Kumbuka kuwa bandari za kuweka alama kwa muda mrefu zimekuwa za kawaida kwenye swichi za kawaida za Ethaneti, lakini zimeanza kutumika hivi majuzi tu katika vifaa vya mitandao ya Fiber Channel. Lango za kuratibu za SN6000 hutumia 10-Gigabit Fiber Channel na chaguo la kupata kiolesura cha Gigabit 20 bila hitaji la kubadilisha nyaya zinazounganisha lango la ISL baada ya kupata kiolesura cha kasi zaidi.

Hadi swichi sita za milango-120 zinaweza kupangwa, na SCCM hudhibiti rafu nzima kama kifaa kimoja. Kwa kuongeza, unaweza kuunganisha hadi safu tano za swichi za SN6000 pamoja.

Ikilinganishwa na ujumlishaji wa swichi za Fiber Channel zisizoweza kutundikwa kwa kutumia topolojia ya wavu, rafu ya SN6000 hupunguza idadi ya milango na kebo zinazohusika katika kuunganisha swichi mahususi—kwa mfano, usanidi wa bandari 80 unahitaji SN6000s nne zenye nyaya 6 dhidi ya tano zisizoweza kutundika 24. swichi za bandari zenye nyaya 20 . Kwa kuongeza, ili kuunganisha bandari za swichi zisizo na stackable, utahitaji pia kununua moduli za SFP kwa bandari zinazofanya kazi za ISL, na bandari za stackable SN6000 hutoa upitishaji wa juu zaidi kuliko bandari kuu za kubadili 8-Gigabit.

Ili kuboresha utendakazi wa milango mirundikano ya SN6000, kipengele cha Adaptive Trunking husambaza trafiki kiotomatiki kwenye njia nyingi za ISL. Kipengele kingine cha I/O StreamGuard huhakikisha mitiririko ya data inayoendelea kwenye mtandao wa hifadhi kwa programu muhimu za dhamira (kama vile kuhifadhi nakala za tepi) wakati mojawapo ya seva zilizounganishwa kwenye SAN inapowashwa upya.

SN6000 pia inafaa kwa kupanua iliyopo mtandao mkubwa SAN ya biashara kubwa. Kutokana na matatizo ya uoanifu na swichi za Fiber Channel wakati wa kujenga na kupanua SAN, wateja kwa kawaida hujaribu kutumia vifaa kutoka kwa mtengenezaji sawa katika mtandao wa hifadhi. SN6000 hukuruhusu kuunda shukrani nyingi za mtandao kwa kipengele cha Njia ya Uwazi kinachotekelezwa katika swichi hii, ambayo inaunganisha kwa uwazi na swichi kubwa za Fiber Channel (anayeitwa mkurugenzi, kwa mfano, HP StorageWorks B-Series na C-Series) na kwa hivyo, imeunganishwa kwenye mifumo na seva za uhifadhi za SN6000, lakini swichi inayoweza kutengenezwa yenyewe haitaonekana kwa SAN ya zamani.

Hali hii ya uwekaji SN6000 ya kupanua SAN iliyopo inaweza kutumika wakati wa kutumia swichi hizi kuunda nakala rudufu ya SAN iliyo na maktaba za tepi, au idara tofauti SAN iliyounganishwa kwenye mtandao mkuu wa uhifadhi wa biashara, na vile vile kwa ubadilishaji wa polepole wa SAN kutoka kwa teknolojia. 2 au 4 Gbps kwenye toleo la gigabit nane la Fiber Channel.