交換機集群技術在企業網的應用

2019-11-05 02:06:42

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供稿：網友

　　網絡治理可以保證企業網正常運轉，在規模稍大的企業網中，都需要實現網絡治理的功能。一般網絡治理是通過軟件實現的。許多交換機本身也具有一定的網絡治理的功能。不少企業還配備了網絡治理人員。現在由于設備的可靠　

　　性比較高，所以發生故障的概率比較小，但是，網絡治理員依然十分忙碌，非凡是在更新設備或升級時。為了便于網絡治理，出現了一些新的技術，交換機集群就是其中之一，它非常適合中小規模的企業網。
　　
　　一、問題的提出
　　
　　現在的網絡治理是一項重復性強并且花費時間很長的工作。網絡治理人員一般需要同時完成對計算機局域網交換機的配置、監視和更新。這種密集的勞動對于企業根據不斷變化的需求進行快速開發或更新網絡配置是不利的。
　　
　　令人興奮的是，這種讓網絡治理人員配置和更新每一臺交換機的做法就要改變了，因為這種費時費力的方法阻礙了企業網絡的發展，引起了業界的重視，所以，出現了一些新的技術，改變了這種情況。例如，1996年開始出現的第一代堆疊式交換機，可以讓網絡治理員通過一個控制臺就可以把多臺交換機作為一個邏輯組來治理，并解決了系統的可伸縮性問題。當然，第一代堆疊式交換機也有一些不足，首先是對于聯在一個配線柜的多臺交換機的治理就十分有限; 其次，為了獲得堆疊治理的好處，用戶必須對現有的交換機進行升級，因為堆疊式交換機需要專用的端口和線纜; 最后，大多數堆疊式交換機缺少通用的、易于使用的治理接口。
　　
　　為了擴大對交換機堆疊的網絡治理能力，Cisco系統公司推出了交換機集群（Switch Clustering）的創新技術。這一技術增強了大中型企業網的治理能力，在不增加任何資源或改變線有交換機設備的條件下，就可以跨越多個配線柜和多種局域網傳輸介質，對企業網進行擴展和更新。
　　
　　應用Cisco的交換機集群技術可以消除配線柜的地理界限。該技術增加了基于Web的治理軟件，因此不需要學習復雜的治理命令，還可以治理不同類型的網絡和設備。采用這項技術和現有的Cisco工作組級交換機是兼容的，因為集群功能是通過軟件實現的，不需要專門的硬件端口。
　　
　　二、交換機集群的優勢
　　
　　交換機集群的發展來源于對網絡治理新的、動態的需求。通過采用集群技術，網絡治理員就可以在局域網的治理方面獲得以下優勢。
　　
　　1．安裝新交換機時昂貴的資源需求
　　
　　在引入堆疊式交換機技術概念之前，每臺交換機都有自己的ip地址。這意味著網絡治理人員在安裝和配置每臺交換機時，都必須把它作為單獨的實體。一般的做法是，網絡治理人員走到配線柜前，登錄一個治理控制端口。然后，設置IP地址和默認的網關，并為每臺設備設置一個口令。因此，在過去的局域網中，有多少臺交換機就需要有多少個IP地址。而IP地址是非常寶貴的資源。
　　
　　第一代堆疊式交換機在安裝和配置交換機時，通過對每個交換機堆疊實施上述步驟就行了，不再需要對每臺交換機付出許多操作。可是，一個堆疊所容許的交換機的數量是有限的，通常為4臺或8臺。假如用戶的業務發展了，需要安裝的交換機超出了這個范圍，那么就又會出現治理問題。此外，由于堆疊式交換機端口和線纜的限制，第一代堆疊到配線間的距離也是有限制的。
　　
　　在交換機集群治理模式下，各種 Cisco的桌面交換機都可作為一個集群來治理，只需要一個IP地址，而且這個集群不受配線柜距離的限制，同時域局域網的傳輸介質無關。在交換機集群中，把其中一臺交換機作為主交換機，它可以自動發現和治理其余的交換機，不管這些機器安裝在什么位置，見圖1。
　　　

　　當前，Cisco公司的Catalyst 3500 XL系列交換機、Catalyst 2900 XL系列交換機和Catalyst 1900系列交換機都可以加入交換機集群。所有用戶可以免費更新交換集中的軟件。Cisco交換機集群還將進一步擴大平臺。
　　
　　2．節約大量監視和故障排除所用的時間
　　
　　假如一個用戶無法聯網，那么網絡治理人員一般需要用相當長的時間找出該用戶所連接的交換機端口，以便發現故障的原因。這樣，網絡治理人員需要到配線柜前檢查，或者對每臺交換機創建一個Telnet會話來測試，從而檢查每臺設備的狀態，并且隔離了有問題的端口。網絡的規模越大，完成這些操作就越費時間。
　　
　　交換機集群可以部分地解決這個問題。Cisco交換機集群技術答應網絡治理人員在一個交換機集群中對750個以上的交換機端口進行遠程治理和故障排除。通過使用Cisco集群治理套件（Cisco Cluster Management Suite，CMS），網絡治理人員可以通過Web接口檢查交換機集群中的所有端口。這些端口的狀態指示燈LED可以用圖形表示出來，這樣網絡治理人員就如同在所有交換機的面板前面觀察它們的工作情況。當有端口出現問題時，LED變為紅色，在顯示器上的圖形也有同樣的變化，有些問題治理人員通過CMS就可以進行處理。
　　
　　3．快速方便的軟件升級
　　
　　對于傳統的設備治理方式，升級交換機的軟件需要做數小時的重復性工作，必須分別給每臺交換機下載要升級的軟件。
　　
　　交換機集群使得軟件升級變得非常輕易。
只要把一臺個人電腦聯到企業網上，運行提供Web界面的CMS，就可以實現對所有局域網內交換機的遠程升級。每個Cisco交換機集群可以支持多達16臺交換機。一旦把一臺新的交換機聯到已有的集群，可以不進行本地配置。使用了這樣的交換機集群后，網絡治理工作只有原來的1/16，因為所有的16臺交換機共同在一個IP地址下集中治理，不再需要分別處理。對16臺交換機的升級一次即可完成，而以前需要16次。
　　
　　4．簡化交換機的增加或移去
　　
　　假如不是用交換機集群技術，在向網絡添加或移去交換機時，網絡治理人員必須來到每個配線柜前，通過治理控制臺登錄，為所添加或移去的交換機設置IP地址、默認網關和口令。交換能夠自動發現任何新接入的交換機。在交換機集群治理系統的提示下，網絡治理人員通過點擊鼠標就可以對新接入的交換機進行配置，完成添加工作，使其成為集群的新成員。
　　
　　5．保護原有投資
　　
　　對于第一代堆疊式交換機，為了獲得方便的治理功能，用戶一般必須用新一代可堆疊交換機取代原有的交換機，以便支持專有的堆疊端口。這顯然是一種既昂貴又費時的方式。
　　
　　交換機集群減少了硬件升級。為了得到集群治理的好處，只需要對現有的Cisco Catalyst桌面交換機做簡單的軟件修改。
　　
　　三、校園網應用環境
　　
　　交換機集群具有比較廣泛的應用，比較的典型應用之一是校園網。校園網的特點IT資源有限，并且一般是由治理人員實現集中治理。對于這樣的應用環境，利用交換機集群的自動化特性，便可以跨越配線柜的限制，這是交換機集群的最大優勢。因為在校園網環境下，網絡治理人員往往很少，有時只有一個人，而他的職責范圍卻很廣，包括從交換機的最初配置到對多座建筑及其多個樓層的遠程故障排除。
　　
　　對于一個比較典型的校園網，各個建筑之間通常用光纖聯接，見圖2，網絡中配備了Catalyst 3500 XL系列交換機、Catalyst 2900 XL系列交換機和Catalyst 1900系列交換機。在每座建筑內部，一般每個樓層有一臺或若干臺交換機，這些交換機根據不同的應用選擇合適的傳輸介質聯接，可以是五類線纜、同軸線纜或光纖。
　　　

　　圖2
　　
　　采用了Cisco的交換機集群技術后，網絡治理人員不再需要到校園的每個樓房跑來跑去，檢查配線柜，或設置交換機。假如網絡治理人員需要對交換機進行初始化、移去一臺交換機或對網絡進行故障排除，只要坐在計算中心，通過一個基于Web界面的控制臺就可以完成了。
　　
　　四、中型企業環境應用
　　
　　有一個企業，原來只在辦公樓占據一層，并且建立了計算機網絡，采用了Cisco Catalyst 1900和2900XL系列的交換機。后來，由于業務的發展，又擴大了兩層。同時，業務的發展也促使網絡的用戶數量和信息資源有很大的增長。為了解決這一問題，該企業決定增加具有集群功能的Catalyst 3500XL系列的交換機，形成一個由多種型號的交換機構成的交換機集群。在網絡上運行著若干要害應用，例如財務、CRM和SCM等。目前，該企業的網絡運行良好，在網絡成本和網絡的維護與治理方面都非常令人滿足。
　　
　　他們在向原有的Catalyst 1900和2900XL系列的交換機上增加集群功能時，采用的是Cisco公司提供的免費軟件，同時在新型的Catalyst 3500XL系列的交換機內部已經嵌入了集群功能。即使是第三方的交換機產品，Cisco公司的交換機集群技術也可以對其進行遠程維護和故障排除。
　　

　　圖3
　　
　　在動態的網絡環境中，高數據可用性對于企業的成功是至關重要的，交換機集群由于具有可伸縮性和可治理性等優勢，將在企業網環境中得到推廣。Cisco的交換機集群技術是在業界率先推出的，采用該項技術可以滿足企業迅速發展或改變網絡結構的需要，同時大大降低總的擁有成本。
　　
　　除了前面介紹的各項優點外，交換機集群技術由于其可伸縮性和靈活的架構，交換機集群對于企業網中的語音和視頻通信也有很好的支持，這對于企業網的未來是非常重要的。

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