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虚拟交换系统VSS概念

一、虚拟交换系统(VSS)概念

VSS是一种网络系统虚拟化技术,将两台Cisco®Catalyst®6500系列交换机或者7600系列路由器组合为单一虚拟交换机/路由器,从而提高运营效率、增强不间断通信,并将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。

在初始阶段,VSS将使两台物理CiscoCatalyst6500系列交换机作为单一逻辑虚拟交换机运行,称为虚拟交换系统1440(VSS1440)。

(参见图1)

图1虚拟交换系统1440与传统网络设计的比较

VSS1440:

VSS1440指由两台采用VirtualSwitchingSupervisor720-10GE的CiscoCatalyst6500系列交换机构成的VSS。

在一个VSS中,同时激活这两个机箱的数据平面和交换阵列,各支持720Gbps管理引擎,每VSS共1400-Gbps交换容量。

只有其中一个虚拟交换机成员有激活的控制平面。

这两个机箱通过机箱间状态切换(SSO)机制和不间断转发(NSF)保持同步,即使某个管理引擎或机箱发生了故障,也能提供不间断通信。

VSS支持所有采用集中或分布式(利用DFC3C或DFC3CXL)转发模式的CiscoCatalyst6500系列交换机6700系列模块

二、VSS的优势

1.VSS通过简化网络提高了运营效率,将交换机管理开销降低至少50%。

*为CiscoCatalyst6500虚拟交换机提供单管理点、IP地址和路由实例

-管理单一配置文件和节点。

无需用相同策略配置冗余交换机两次。

-每VLAN只需一个网关IP地址,而不必像现在这样每VLAN使用三个IP地址。

-无需再使用HSRP、VRRP和GLBP。

-能使用CiscoWorksLANManagementSystem(LMS)3.0来将CiscoCatalyst6500虚拟交换机作为单一实体加以集中管理。

*多机箱EtherChannel®(MEC)是一种L2多路径技术,创建了简化的无环路技术,不再采用生成树协议,同时仍能激活以严格防御用户误配置。

*灵活的部署选项。

底层物理交换机不必共置。

这两个物理交换机通过标准万兆以太网接口相连,因此能位于任何位置,其相隔的距离仅受限于所选的万兆以太网光纤长度。

例如,如采用X2-10GB-ER万兆以太网光纤,这两个交换机可相距40公里。

2.VSS能够优化不间断通信。

*机箱间状态化故障切换不会干扰需要使用网络状态信息(例如转发表信息、NetFlow、网络地址转换[NAT]、验证和授权等)的应用。

凭借VSS,在一个虚拟交换机成员发生故障时,不再需要进行L2/L3协议重收敛,能在一秒内实现确定性虚拟交换机恢复。

*使用EtherChannel(802.3ad或PAgP)能在一秒内完成确定性L2链路恢复,无需再使用生成树协议来进行链路恢复。

3.VSS能够将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。

*在冗余CiscoCatalyst6500系列交换机上激活所有可用的L2带宽,提供自动、精确的负载均衡。

其链路负载均衡进行了优化,因为它以L2/L3/L4参数等更精确的信息为基础,与生成树协议配置中基于虚拟局域网(VLAN)的负载均衡不同。

*为冗余数据中心交换机上的服务器网络接口卡(NIC)提供基于标准的链路汇聚,实现最高服务器带宽吞吐率,并在需要配置专用NIC厂商机制时,增加数据中心中基于标准的组件数目(即服务器NIC)。

*最大限度地利用CiscoCatalyst6500虚拟交换机中所有(132个)万兆以太网端口。

*通过以下措施节约带宽:

-消除传统园区网设计中非对称路由引起的单播泛洪。

-使用多机箱EtherChannel增强,来减少园区内流量传输所需的跳数。

4.VSS使用现有多层交换架构。

*VSS使用简化的架构增强了现有多层交换架构,不必从根本上对架构进行改动,从而能方便地采用技术。

*使用现有CiscoCatalyst6500投资,简化了VSS的部署。

非E系列和E系列Catalyst6500系列交换机机箱均支持VSS,VSS支持所有CiscoCatalyst6500系列6700系列模块。

*VSS在CiscoCatalyst6500虚拟交换机成员间使用基于标准的万兆以太网连接,支持灵活的距离选项。

底层物理交换机无需共置。

三、VSS的部署

VSS主要应部署于网络中的以下地点(图2):

*园区网或数据中心核心/分布层

*数据中心接入层(服务器连接)

图2使用虚拟交换系统简化高可用性网络设计

四、VSS组件构成

*虚拟交换机成员:

部署了VirtualSwitchingSupervisor72010GE的CiscoCatalyst6500系列交换机(初始版本包括两台交换机)。

*虚拟交换机链路(VSL):

在虚拟交换机成员间采用万兆以太网连接(使用EtherChannel,多达8条连接)。

万兆以太网连接必须为一个或多个以下模块:

-VirtualSwitchingSupervisor72010GE:

万兆以太网上行链路端口

-WS-X6708-10G模块:

任意万兆以太网端口

除在两个虚拟交换机成员间进行控制面板通信外,VSL也能传输普通数据流量。

VSL链路的距离仅受限于所选的万兆以太网光纤长度。

例如,如采用X2-10GB-ER光纤,VSL可跨越的距离为40公里。

(参见图3)

图3使用CiscoCatalyst6500系列交换机的虚拟交换系统1440

五、VSS对硬件和软件要求及限制

表1列出了硬件和软件的要求及限制。

硬件/软件

要求

软件

CiscoIOS®12.2(33)SXH

上市时间:

2007年11月

管理引擎

VirtualSwitchingSupervisor720-10GE(VS-S720-10GE-3C和VS-S720-10GE-3CXL)

上市时间:

2007年11月

注意:

初始版本支持每虚拟交换机成员(或机箱)一个管理引擎。

未来的软件版本中将不再有此限制。

模块

∙所有带集中转发卡(CFC)的6700系列模块

∙所有带分布式转发卡(DFC)3C或DFC3CXL的6700系列模块

分布式转发卡(DFC)

DFC3C(WS-F6700-DFC3C和WS-F6700-DFC3C-XL)

VSL端口:

万兆以太网端口

∙VirtualSwitchingSupervisor720-10GE

∙WS-X6708-10G-3C和WS-X6708-10G-3CXL

最长VSL距离

最长VSL距离取决于用于VSL万兆以太网连接的X2光纤:

∙X2-10GB-CX4:

15m

∙X2-10GB-LX4:

300m

∙X2-10GB-SR:

26m(FDDI级MMF),300M(采用OM3MMF)

∙X2-10GB-LR:

10km

∙X2-10GB-ER:

40km

∙X2-10GB-LRM:

220m,采用MMF

机箱

所有CiscoCatalyst6500机箱

电源

∙CiscoCatalyst6503-E和6504-E交换机:

所有所支持的电源

∙CiscoCatalyst6506、6506-E、6509、6509-E、6509-NEB-A、6509-V-E和6513交换机:

至少2500W

服务模块

NAM1和2

注:

未来软件版本中计划支持其他服务模块。

广域网模块

初始版本中不支持。

六、产品介绍

产品概述

在硬件中采用了万兆以太网上行链路和IPv6的Cisco®Catalyst®6500系列VirtualSwitchingSupervisorEngine720在业界首开了先河。

这款全新的管理引擎结合了高密度上行链路、系统虚拟化、更高吞吐率和可扩展性能及丰富的IP特性集。

它是CiscoVSS1440虚拟交换系统的一个关键组件,能够提供高可用性、出色运营效率和更高带宽,且部署十分简便。

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720具有一个新转发引擎,将其上一代产品,即CiscoCatalyst6500系列SupervisorEngine720的所有功能,与系统虚拟化和更高吞吐率集成在一起。

在提供新特性的同时,配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720还支持全部三代的CiscoCatalyst6500系列接口和服务模块,继续为思科客户提供了投资保护。

CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720包括:

∙2个基于X2的万兆以太网端口,适用于高密度接入层和汇聚区域,如数据中心、局域网园区和骨干区域等。

∙2个千兆以太网小型可插拔(SFP)端口和1个10/100/1000千兆以太网端口,提供更高灵活性。

即使是在冗余配置中,CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720中的所有链路也能同时激活,从而将管理引擎的吞吐率从48Mpps提高到82Mpps。

因此,IPv4流量的总系统吞吐率能增至450Mpps,IPv6流量的总系统吞吐率能增至225Mpps。

∙凭借增强的阵列功能,能在一秒内完成故障切换,从而快速切换到备用管理引擎。

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720需要CiscoIOS®软件的支持。

此外,配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720继续提供基于硬件的特性集,支持传统IP转发、L2和L3MPLSVPN和MPLS以太网(EoMPLS)以及服务质量(QoS)和安全特性。

图1CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720的特性

图2使用CiscoVSS1440实现系统虚拟化

使用CiscoVSS1440实现系统虚拟化

核心层

上游和下游邻居将把VSS看作单一L2交换节点或单一L3路由节点,从而减少L2/L3控制协议流量

分布层

单管理点

管理员将使用单管理点配置和管理VSS,这其中包括用于两台物理交换机的单一整合配置文件

接入层

多机箱EtherChannel提供链路捆绑,来端接这两台物理CiscoCatalyst6500机箱

在其中一台交换机发生问题时,即使链路捆绑实际上是在两台机箱上终接的,也能看作仅在另一台交换机上终接。

VSS1440的系统虚拟化技术将多个CiscoCatalyst6500系列交换机整合为单一虚拟交换机,将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。

该创新有助于弥补IT资源分配缺口和应用集成缺口,改进思科服务导向网络架构(SONA)和思科园区通信网络(CCF)框架。

CiscoVSS1440,与作为关键实施组件的720-10G-VSS一起,为客户网络提供了以下优势:

∙提高运营效率:

CiscoVSS1440使用多机箱EtherChannel,无需再进行HSRP/VRRP/GLBP配置,允许客户使用基于标准的汇聚机制,在冗余交换机上组合服务器网络接口卡(NIC)。

因为多个CiscoCatalyst6500系列交换机被看作一个虚拟交换机,管理开销至少降低了50%。

使用CiscoVSS1440后,每个VLAN只需一个网关IP地址,而现在每VLAN则需要三个IP地址。

CiscoVSS1440非常灵活,能部署在多个不同的地理位置。

CiscoWorks将两个CiscoCatalyst交换机作为单一虚拟交换机,进一步简化了CiscoVSS1440的管理。

∙优化不间断通信:

CiscoVSS1440使用多机箱EtherChannel进行链路故障切换,无需进行L2和L3协议收敛。

藉此,能在一秒内实现确性虚拟交换机恢复,避免对依靠网络状态信息(如转发表信息、NetFlow、NAT、身份验证或授权)运行的应用造成干扰。

∙将系统带宽容量扩展到1.4Tbps:

通过使用冗余CiscoCatalyst650系列交换机上所有可用的L2带宽,提供自动、精确的负载均衡。

CiscoVSS1440消除了因园区中不对称路由造成的单播洪泛现象,并能最大限度地发挥虚拟交换机中的所有万兆以太网端口的作用。

∙使用现有多层交换架构:

与许多新技术不同,CiscoVSS1440使用客户现有的CiscoCatalyst6500系列投资,支持基于标准的万兆以太网连接,从而简化了部署。

CiscoCatalyst6500系列交换机间基于标准的万兆以太网连接支持灵活的连接距离。

此外,CiscoWorks局域网管理解决方案(LMS)管理工具将当前的交换机配置转变为更为简单的VSS1440配置,也使部署更为简便。

∙提供高插槽效率:

利用管理引擎中内置的两个基于X2的万兆以太网上行链路,该系统节约了插槽,能支持更多集成服务或高密度机箱。

∙提高吞吐率:

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720能同时激活所有千兆以太网和万兆以太网链路。

对于冗余系统(机箱中采用双管理引擎的系统)也是如此,因此将管理引擎的吞吐率提高到了82Mpps。

藉此,IPv4流量的系统吞吐率能增至450Mpps,IPv6流量的系统吞吐率能增至225Mpps。

∙增强永续性:

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720包括交换矩阵功能,能在一秒内实现故障切换,从而更快速地切换到备用管理引擎。

表1配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720的特性

特性

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720(PFC3C)

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720(PFC3CXL)

支持CiscoVSS1440

支持

支持

MAC项

96,000

96,000

IP路由

256,000(IPv4);128,000(IPv6)

1,000,000(IPv4);500,000(IPv6)

IPv4路由

∙硬件中

∙高达450Mpps

∙硬件中

∙高达450Mpps

IPv6路由

∙硬件中

∙高达225Mpps

∙硬件中

∙高达225Mpps

L2桥接

∙硬件中

∙高达450Mpps

∙硬件中

∙高达450Mpps

NetFlow项

128,000

256,000

MPLS

∙硬件中的MPLS支持L3VPN和EoMPLS隧道的使用

∙多达1024个虚拟路由和转发实例(VRF),每系统共256,000条路由

∙硬件中的MPLS支持L3VPN和EoMPLS隧道的使用

∙多达1024个VRF,每系统共1,000,000条路由

GRE

硬件中

硬件中

NAT

硬件辅助

硬件辅助

应用领域

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720凭借其硬件功能和支持,以及对千兆以太网和万兆以太网上行链路的混用,体现了出色灵活性,能满足网络各部分的要求。

该管理引擎能用于多种应用,包括:

企业骨干(核心层/分布层)和数据中心:

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720提供了高密度上行链路、系统虚拟化、增强安全性、丰富的QoS,以及可扩展的千兆以太网和万兆以太网性能,适用于企业核心层/分布层应用和数据中心。

园区网接入、以太网广域网和城域以太网:

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720提供了强大的安全特性集。

通过支持单键式AutoSecure、CPU限速、多路径uRPF和多种802.1x扩展等特性,强化了系统安全性。

对于基于硬件的QoS机制、基于硬件的GRE隧道和访问控制列表(ACL)的广泛特性支持,能帮助客户构建高性能、特性丰富的园区网络、城域汇聚网络和各种广域网边缘网络。

总结

配备万兆以太网以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720简化了万兆以太网移植,通过支持CiscoVSS1440和将系统带宽扩展到1.4Tbps,提供了系统虚拟化优势。

CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720支持所有CiscoCatalyst6500系列接口模块类型(典型、CEF256、dCEF256和CEF720),且提供对于MPLS和IPv6的硬件支持,使其成为所有网络地点的出色选择。

配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720能同时激活所有链路(包括冗余管理引擎链路),这在业界尚属首例,提供了更高转发性能(82Mpps)和系统吞吐率,并经由VSS1440实现了系统虚拟化。

表2配备万兆以太网上行链路的CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720的产品规格。

产品

规格

机箱兼容性

∙CiscoCatalyst6503-E,6504-E,6506,6506-E,6509,6509-E,6509-NEB-A,6513

∙Cisco7604,7609,7613

所需配备的风扇架和最低电源

∙E机箱支持CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720

o2500WAC或DC电源

∙非E机箱需配备:

o高速风扇

o2500WAC或DC电源

插槽要求

在机箱中占用以下插槽:

∙3插槽机箱:

插槽1和2

∙4插槽机箱:

插槽1和2

∙6插槽机箱:

插槽5和6

∙9插槽机箱:

插槽5和6

∙13插槽机箱:

插槽7和8

软件兼容性

∙CiscoCatalyst6500系列

oCiscoIOS12.2(33)SXH和更高版本

∙Cisco7600系列

oCiscoIOS12.2(33)SXH和更高版本

协议

∙L3路由协议,BGPv4,OSPF,IS-IS,RIP,分布式FIB交换,思科发现协议,ICMP

∙组播转发,PIM(稀疏和密集模式),(S,G),(*,G),在硬件中支持双向PIM

∙全面的MPLS支持

∙思科群组管理协议和互联网群组管理协议(IGMP)侦听

内存

∙CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine7203C分别为路由处理器和交换处理器提供1GBDRAM

∙CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine7203CXL分别为路由处理器和交换处理器提供1GBDRAM

∙为交换处理器提供1GB紧凑型闪存,为路由处理器提供64MB引导闪存

存储选项

可擦除存储:

256MB,512MB,1GB(紧凑型闪存)

上行链路端口

2个万兆光(X2)端口,2个千兆以太网SFP端口,1个可选10/100/100RJ-45端口

控制台端口

1个(RS-232)

USB端口

1个主机和1个设备端口

可靠性和可用性

∙虚拟交换系统(VSS)

∙快速软件升级

∙RPR+

∙状态切换+不间断转发(SSO+NSF)

∙在线增删(OIR)热插拔

∙快速阵列切换

MIB

∙MPLSLDPMIB,MPLSLSRMIB,MPLS-TEMIB,MPLSVPNMIB;如需了解更多信息,请参见软件版本说明

∙如需了解更多信息,请浏览以下MIB:

/sw-center/netmgmt/cmtk/mibs.shtml

网络管理

CiscoWorks

物理规格

∙(HxWxD):

1.6x15.3x16.3in.(4.0x37.9x40.3cm)

∙重量:

11.5lb;12.5lb(带光端口和SFP端口)

功耗

∙CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine7203C(包括PFC3C):

338W

∙CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine7203CXL(包括PFC3CXL):

363W

环境参数

∙工作温度:

32到104°F(0到40°C)

∙存储温度:

–40到158°F(–40到70°C)

∙工作相对湿度,非冷凝:

10到90%

∙非工作相对湿度,非冷凝:

10到95%

∙MTBF:

85,000小时(已证实)

符合的EMI和EMC法规

∙FCCPart15(CFR47)ClassA

∙ICES-003ClassA

∙EN55022ClassA

∙CISPR22ClassA

∙AS/NZS3548ClassA

∙VCCIClassA

∙EN55024

∙EN300386

∙EN50082-1

∙EN61000-3-2

∙EN61000-3-3

∙EN61000-6-1

∙CISPR24

符合的安全法规

∙UL60950

∙CAN/CSA-C22.2NO.60950

∙EN60950

∙IEC60950

订购信息

表3列出了CiscoVirtualSwitchingSupervisorEngine720的订购信息。

如需订购,请访问思科订购主页。

表3订购信息

产品编号

产品说明

VS-S720-10G-3C(=)

配备2个万兆以太网端口和MSFC3PFC3C的CiscoCatalyst6500系列VirtualSwitchingSupervisorEngine720

VS-S720-10G-3CXL(=)

配备2个万兆以太网端口和MSFC3PFC3CXL的CiscoCatalyst6500系列VirtualSwitchingSupervisorEngine720

WS-F6K-PF

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