理论:交换机堆叠环境中的瓶颈

网络工程 思科 转变 交换 吞吐量 堆叠
2021-07-25 22:27:14

关于堆叠环境及其对交通瓶颈的限制的快速问题。

假设以下用例:

  • 我们有8台交换机的堆叠,形成一个Half 10Gbps堆叠环。
  • 切换1个主
  • 每个交换机有 48 个端口,最大 100Mbps,因此每个交换机最多可以有 4.8Gbps 的流量
  • 10Gbps的上行在master上

假设成员 2、3 和 4 各为 4.8Gbps,那么如果我说在这种情况下成员 2 和 1 堆叠电缆之间存在瓶颈,我是真的吗?(4.8 x 3 = 14.4gbps)

与 Full ring 相同的问题,我认为我们不再是瓶颈,因为流量也从另一个方向到达成员 1 主站?(交换机 2、3 和 4 的流量可以通过成员 5、6、7、8 和 1 吗?)

谢谢。

3个回答

您没有向我们提供交换机型号,但您使用 Cisco Catalyst 标签标记了您的问题,因此我将使用 Cisco Catalyst 3850 作为示例。

Cisco Catalyst 3850 具有相当大的堆栈交换容量:

Cisco StackWise-480 技术以 480 Gbps 的堆栈吞吐量提供可扩展性和弹性

这意味着每个交换机可以有 48 个千兆端口,用于 10 个交换机(我相信 9 个是实际的堆栈限制),并且堆栈中仍然具有线速交换。

您的瓶颈将是来自堆栈的上行链路。Cisco 推荐 20:1 的接入分配带宽比。这意味着对于每 20 Gb 接入接口,您需要在上行链路中使用 1 Gb。

对于 10 Gbit/s 上行链路、10 Gbit/s 堆栈互连和仅 100 Mbit/s 边缘端口,上行链路瓶颈在理论上是相当可观的。

每个交换机上的 48 个 FE 端口可以传输 4.8 Gbit/s 的聚合峰值边缘到核心带宽,因此最多两个交换机将无法使上行链路带宽饱和。最可能的瓶颈是 10G 上行链路,超额订阅率仅为 3.8:1 - 对于“标准”网络,这远低于推荐的 20:1 订阅率,并提供了足够的空间。

但是,里程会有所不同,并且每个边缘端口上永久的完整 100 Mbit/s 工作负载,单个 10G 上行链路不会削减它。这就是为什么您通常避免使用环/链并在更大的网络中使用中央交换机与其他​​分组(“胖树”)或脊叶。

Cisco 交换机模型对您是否在堆栈环上遇到瓶颈有很大的不同 - 比原始带宽数字显示的要多。

3750(G) 交换机的堆栈架构 (Stackwise) 与 3750(X) 上的较新 StackWise plus 和 Cisco 3850 交换机上的 Stackwise-480 有很大不同。3750 堆栈不会进行本地交换 - 从任何接口到任何其他接口的每个以太网帧都将穿过堆栈环。这包括在同一物理交换机上的接口之间传输的流量。Stackwise 还执行所谓的源剥离,即数据包仅在返回到源交换机后才从环中删除。

带有 StackWise Plus 的 3750X 和带有 Stackwise-480 的 3850 交换机可以进行本地交换,主要是因为它对所有第 2 层和第 3 层协议进行了集中式设计。3750的MAC地址表和SPT采用分布式设计。在不同的设计中还有其他固有的原因。

https://www.cisco.com/c/en/us/products/collat​​eral/switches/catalyst-3850-series-switches/white-paper-c11-734429.html#_Toc417362558

这将如何影响您的理论瓶颈问题?如果您有大量本地交换流量(服务器到数据库等),您甚至可能在接近上行链路上的最大上传容量之前就遇到堆栈环的瓶颈。

您想要阅读以了解这些不同堆栈协议之间的差异并讨论吞吐量瓶颈的论文是,

Cisco StackWise 和 StackWise Plus 技术白皮书,可通过谷歌搜索轻松找到。如果您搜索stackwise plus white paper,它将是第一个 Google 搜索结果。