معرفی سوئیچ های سیسکو

در این مقاله سعی بر این شده است که یکی از پراستفاده ترین تجهیزات سیسکو که سوئیچ های شبکه میباشند عنوان شوند و توضیحی مختصر برای کاربری و توانایی های سوئیچ های سیسکو بیان شود. طبق تعریف سنتی سیسکو ، شبکه ها و دیتاسنترها برای طراحی و پیاده سازی ساختار سوئیچینگ و روتینگ خود از یک ساختار سه لایه ایی سلسله مراتبی پیروی میکنند و برای پیاده سازی اصولی بایستی این سه لایه را مدنظر خود قرار دهند.این سه لایه که access,core,distribution نام دارند ( توضیح سه لایه سلسله مراتبی سیسکو در این مقاله ) دارای وظائف و توانایی های مختلفی هستند و بهمین جهت سوئیچ هایی که در این سه لایه بکار میروند نیز باهم متفاوت میباشند.سوئیچ های cisco 2960 و cisco 3750 که در شبکه ها بسیار پراستفاده میباشند در این مدل سه لایه ای سیسکو قرار دارند. از طرف دیگر و با توجه به رشد و پیشرفت دیتاسنترها و بالارفتن حجم و میزان دیتا در دنیا ، نیاز بود تا این ساختار سه لایه ای سسیکو مورد بازنگری قرار داده شود تا پاسخگوی حجم بالا و سرعت پردازش بالای ترافیک تولید شده در دیتاسنترها باشد.به همین جهت سوئیچ های سیسکو با نام Nexus طراحی شدند که از معماری leaf-spine در ساختار خود بهره میبرد و با مدل سه لایه قدیم تفاوت های بسیاری دارد.

سوئیچ های نکسوس مخصوص دیتاسنتر و مراکز داده

سوئیچ نکسوس ۹۰۰۰ ( Cisco Nexus 9000 )
سوئیچ نکسوس ۷۰۰۰ ( Cisco Nexus 7000 )
سوئیچ نکسوس ۵۰۰۰ ( Cisco Nexus 5000 )
سوئیچ نکسوس ۳۰۰۰ ( Cisco Nexus 3000 )
سوئیچ نکسوس ۲۰۰۰ یا FEX

سوئیچ های نکسوس نسل جدید سوئیچ های دیتاسنتری سیسکو بوده که معماری و سیستم عامل آن با سوئیچ های سنتی کاتالیست فرق داشته و برای استفاده در شبکه های بزرگ و سازمانی که با حجم بسیار بالایی از دیتا سروکار دارند طراحی شده است. بالاترین ویژگی که در این سوییچها شاهد آن هستیم این است که پروتوکل STP یا Spanning Tree Protocol حذف شده است و میتوان از ظرفیت تمام لینکها در بین سوئیچ ها استفاده نمود. stp پروتکل و تکنولوژی میباشد که با بلاک کردن تعدادی از لینک بین سوئیچ های سیسکو ، از بوجود آمدن loop در شبکه جلوگیری میکنند در حالی که ما در این حالت تعدادی از لینکهای با ارزش بین سوئیچ ها را از دست میدهیم. سیستم عامل این سری از سوئیچ های سیسکو NX-OS بوده و با سیستم عامل های قبلی سیسکو که IOS نام دارد متفاوت میباشد. مفاهیم و تکنولوژی های جدیدی در این سری از سوئیچ ها معرفی شده اند که میتوان به VXLAN ، vPC ، vDC و FEX اشاره کرد.

سوئیچ های سری ۲۰۰۰ نکسوس که به سوئیچ های FEX معروف هستند همانند line card ها در سوییچ ۶۵۰۰ سیسکو بوده و عملکردی شبیه آن دارند. با این تفاوت که این سوئیچ ها در بالای رکها نصب شده و وظیفه اتصال سرورها ، تجهیزات ذخیره سازی و … را دارد و سپس ارتباط بین سوئیچ های fex و سوئیچ های parent که نکسوس ۵۰۰۰ یا ۷۰۰۰ میتواند باشد از طریق لینکهای پرسرعت ۱۰G یا ۴۰G برقرار میشود. سوئیچ های سری fex نکسوس سیسکو با توجه به پارت نامبر و مدل های مختلف توانایی ارائه پورتهای با سرعت ۱۰G,40G را داشته که در صورت نیاز به سرعتهای بیشتر برای ارتباط بین این سوییچ و سوئیچ سری ۵۰۰۰ یا ۷۰۰۰ از etherchannel استفاده میکنیم. سوئیچ های سری ۳۰۰۰ نکسوس سیسکو نیز برای نصب بصورت top of rack طراحی شده اند و توانایی ارائه ۲۴ تا ۱۲۸ پورت شبکه را دارند. از قابلیتهای این سوئیچ که هم در لایه ۲ و هم لایه ۳ میتواند مورد استفاده قرار بگیرد را میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

پشتیبانی از ابزارهای automation مانند Ansible و Puppet در مدیریت و اتوماتیک کردن فرایندها در زیرساخت شبکه و SDN که از قابلیتهای NX-OS بحساب می آید
پشتیبانی از NX-API در دسترسی به خط فرمان سوئیچ از طریق پروتکل http و https که از JSON و XML نیز در ساختار آن پشتیبانی میگردد.
پشتیبانی از VXLAN

قابلیتهای سوئیچ سیسکو نکسوس ۹۰۰۰ ( Cisco Nexus 9000 ) سیسکو به شرح زیر میباشد:

سری ۹۵۰۰ نکسوس سیسکو بصورت ماژولار بوده و شاسی بیس میباشد.
سری ۹۳۰۰ نکسوس سیسکو سوئیچ های fix بوده ماژولار نیستند.
پشتیبانی از ACI یا Application Centric Infrastructure در ساخت شبکه های مبتنی بر SDN یا شبکه مبتنی بر نرم افزار
پشتیبانی از سرعت های ۱,۱۰,۲۵,۵۰,۱۰۰ و ۴۰۰G
قابلیت کار در دو حالت NX-OS یا ACI-Mode
عدم پشتیبانی از تکنولوژی VDC یا Virtual Device Context
عدم پشتیبانی از پروتکل های ذخیره سازی شبکه SAN مانند FC

قابلیتهای سوئیچ سیسکو نکسوس ۷۰۰۰ ( Cisco Nexus 7000 ) سیسکو به شرح زیر میباشد:

- بصورت شاسی بیس و ماژولار بوده و بعنوان سوئیچ core یا aggregation میتواند مورد استفاده قرار بگیرد.
- پشتیبانی از پروتکل ذخیره سازی FCOE
- پشتیبانی از سرعت های ۱۰G,40G,100G
- پشتیبانی از VDC که برای تقسیم سوئیچ به چندین سوئیچ منطقی بکار میرود.
- پشتیبانی از VPC یا Virtual Port-Channel جهت link aggregation و افزایش پهناب باند ارتباطی بین لینکها
- پشتیبانی از قابلیتهای روتینگ لایه ۳ مانند VRF و MPLS و Fabricpath
- پشتیبانی از تکنولوژی های DCI یا multi-DC interconnect در اتصال چندین دیتاسنتر بهم از طریق پروتکل های OTV و LISP بطوری که بین آنها روت صورت نگیرد و در یک سگمنت قرار بگیرند.

سوئیچ های سری MDS سیسکو (مخصوص تجهیزات ذخیره سازی SAN)

سوئیچ سیسکو مدل MDS 9700 Series سری دایرکتور
سوئیچ سیسکو مدل MDS 9300 Series
سوئیچ سیسکو مدل MDS 9200 Series
سوئیچ سیسکو مدل MDS 9100 Series

سوئیچ های سری MDS سیسکو مخصوص استفاده در شبکه های SAN بوده و تجهیزات ذخیره سازی شبکه که تحت پروتکل FC کار میکنند از این طریق به شبکه SAN متصل میشوند.این سری از سوئیچ های سیسکو دارای پورتهای مخصوص فیبرنوری بوده و جهت ارتباط با تجهیزات ذخیره سازی SAN و کارت HBA سرورها از آن استفاده میشود.سری دایرکتور سوئیچ های MDS مخصوص دیتاسنترهای با وسعت بزرگ میباشد.این سوئیچ ها ماژولار بوده ، شاسی بیس میباشند و از پروتکلهای FC ، FCOE و FCIP پشتیبانی میکنند. در شبکه SAN که مخفف Storage Area Network میباشد یک شبکه جدا و مجزا برای ارتباطات بین سرورها و تجهیزات ذخیره سازی یا استوریج ها شاهد هستیم که جدا و ایزوله از شبکه اترنت میباشد.شبکه SAN دارای ارتباطات فیبر نوری بوده و داده های مربوط سرورها و ماشین های مجازی با سرعت بسیار بالا در این شبکه منتقل شده و روی تجهیزات ذخیره سازی ، ذخیره شده و از همان جا قابل دستیابی میباشد.

در تصویر بالا سوئیچ ۹۱۴۸S از سری MDS سیسکو مشاهده میشود.این سوئیچ دارای پورتهای فیبر با سرعت ۱۶G بوده دارای ۴۸ پورت فیبر میباشد.قابلیتهایی که در این سوئیچ خوش دست و قدرتمند که از خانواده SAN Switch ها میباشد به طور خلاصه در زیر شرح داده شده است :

دارای سیستم عامل NX-OS
پشتیبانی از N-Port virtualization یا NPV در محیط های مجازی سازی سرور
قابلیت مدیریت دستگاه بوسیله Cisco Prime DCNM یا خط فرمان CLI
استفاده از مفهوم virtual SAN (VSAN) در ایجاد fabric های مجزا و ایزوله
مدیریت ترافیک استوریج و دستگاه های ذخیره ساز توسط QoS و Inter-VSAN Routing (IVR)
قابلیت Smart zoning که زمان لازم برای طراحی zoning را کم میکند و کار zoning توسط مدیر شبکه san راحت تر انجام میشود.
پشتیبانی از portchannel جهت افزایش پهنای باند لینک ارتباطی بین دو سوئیچ

سوئیچ های سیسکو مختص لایه Access

سوئیچ Cisco Catalyst 2960-L
سوئیچ Cisco Catalyst 2960-X
سوئیچ Cisco Catalyst 2960-XR
سوئیچ Cisco Catalyst 9300
سوئیچ Cisco Catalyst 9400
سوئیچ Cisco Catalyst 4500E
سوئیچ Cisco Catalyst 3850
سوئیچ Cisco Catalyst 3650

این سوئیچ ها پرکاربردترین سوییچهای سیسکو بوده مخصوصا سوییچ های سری ۲۹۶۰ و ۳۷۵۰ و ۳۸۵۰ که در اکثر شرکت ها و سازمانها از این سوئیچ ها برای عملیات روتینگ و سوییچنگ در شبکه های خود استفاده میکنند.سوئیچهای سری ۲۹۶۰ سیسکو مخصوص اتصال کلاینتها و سرورها بوده و به اصطلاح سوئیچ لایه اکسس در شبکه میباشد.این سری از سوئیچ ها نقطه اتصال دیوایسهای تحت شبکه به شبکه سازمان بوده و معمولا بیشتر ویژگیهای امنیتی در این سوئیچ ها اعمال میشود . از قابلیتهای امنیتی که روی این سوئیچ ها استفاده میشود میشود میتوان به bpdu gaurd ، Arp inspection و port security نام برد.یک سری پالیسی های qos نیز جهت اولویت دادن به انواع ترافیک های عبوری در شبکه در این لایه و این سوئیچ ها استفاده میشود.از کاربرد پالیسی های qos میتوان به شبکه هایی که در آنها از ویپ voip استفاده میشود نام برد. سری X و XR آخرین مدل و پیشرفته ترین سوئیچ های سری ۲۹۶۰ سیسکو به حساب می آیند.این دو مدل از سوئیچ ۲۹۶۰ جایگزین سوئیچ های سری S شدند.از قابلیتهای سوئیچ Cisco 2960-X و Cisco 2960-XR میتوان به قابلیت FlexStack-Plus با تروپوت ۸۰ گیگابیت و توانایی اتصال ۸ سوئیچ به یکدیگر و قابلیت های سوئیچ لایه ۳ در مدل XR اشاره کرد.

سوئیچ های سیسکو مختص لایه Core و Distribution

سوییچ Cisco Catalyst 9500
سوییچ Cisco Catalyst 9400
سوییچ Cisco Catalyst 6800
سوییچ Cisco Catalyst 6500
سوییچ Cisco Catalyst 4500
سوییچ Cisco Catalyst 3850 سری فیبر نوری

سوئیچ های سیسکو سری ۹۵۰۰ سوئیچ هایی با پشتیبانی از اتصالات فیبر پرسرعت با سرعت های ۴۰ و ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه میباشد.این سوئیچ ها مخصوص دیتاسنترهای بزرگ بوده و برای مصارف تخصصی امنیت ، کلود و IoT مناسب میباشد.این سوئیچ قدرتمند به پردازشگر چهار هسته ای با سرعت ۲٫۴ گیگاهرتز ، ۱۶ گیگابایت رم و ۱۶ گیگابایت حافظه داخلی مجهز شده است.پورتهای سوئیچ قابلیت نصب ماژول های SFP/SFP+/SFP28 را داشته بطوری که QSFP28 برای سرعت ۱۰۰ گیگ ، QSFP+ برای سرعت ۴۰ گیگ و SFP28 برای سرعت ۲۵ گیگ طراحی و بهینه شده است. از قابلیتهای پیشرفته دیگر این سوئیچ قابلیت روتینگ MPLS در لایه دو و سه ، Multicast VPN و Multicast VPN میباشد.