Структурная схема коммутатора маршрутизатора

Основы документирования сетей

Сразу скажу, что на написание мини статейки об основах документирования для наших подписчиков подтолкнул курс от уже упоминавшегося на канале Netskills. Вся основная механика у них на канале:

На структурную схему наносятся принципиальные моменты дающее полное, но общее представление о том:

1. Cколько у нас провайдеров;
2. Как у нас выстроена архитектура ЛВС: внешний периметр, ядро, уровень доступа;
3. Как обстоит дело с отказоустойчивостью. Каскад устройств, как на картинке firewall и core switch, указывает на то, что используется стек. Вот какой конкретно стек: stack wise, vss с единым control plane или vPC/MCLAG домен с раздельным control plane тут не важно. Аспекты типов стекирования отражаются на схеме L2, в таблице кабельных соединений, а особенности настроек в документе под номером 6 — “Описание настроек”.

Еще раз заостряю внимание. Структурная схема — общая информация. Стеки/кластера и связанные с этим концепции укладываем на L2 схему.

После того как у нас есть “структурка” мы готовим (требуем от подрядчика) L3 схему.

L3 схема

На L3 схеме отображаются ключевые сегменты сети: стыки access-core, core-FW, FWs (border routers) — ISPs. Если описывается корпоративная инфраструктура, то к ключевым сегментам можно отнести сегменты в которых находятся основные корпоративные ресурсы: dns, почта, NTP, VIP пользователи, гостевой и пользовательский Wi-Fi. Если описывается инфраструктура уровня ЦОД, где может быть десятки тысяч сегментов, необходимо ограничится L3 сегментами лишь стыковых соединений. Сегмент удобно изображать в виде трубы с нанесением на нее адреса подсети и соответствующего идентификатора vlan. Целесообразно указывать default gateway. Оборудование уровня L2: L2 коммутаторы, хабы, медиаконвертеры на L3 схеме не изображаются!

После того как имеется структурная схема и L3 переходим к L2 схеме.

L2 схема

L2 схема это уже про частности канального, местами физического уровня. Тут мы уже делаем акцент на типе используемого кабеля: оптика или медь, стековое соединение. Указываем номер порта, тип линка: агрегированный или нет, режим: trunk или access, id vlans в транках (можно и не указывать, так как их может быть слишком много). Конкретные перечни vlan относящихся к информационным системам клиентов, пользователей и то каким транкам они принадлежат лучше всего отражать в документе “Описание настроек”. На схеме же можно/целесообразно отразить факт наличия in-band и out-of-band менеджмента. Т.е. на наличие управляющего трафика посредством основных каналов и альтернативного варианта управления инфраструктурой посредством выделенных каналов, менеджмент коммутаторов, консольных серверов.

Traditional — два standalone коммутатора с наличием петли и работающим STP (стоит избегать таких вариантов архитектур, по возможности. Но в кампусе допускается);

StackWise Virtual-Physical/StackWise Virtual-logical — Два коммутатора представляются Access уровню как один виртуальный. Нет риска петель, не надо беспокоится о STP, нет простоя линков (must have в крупном enterprise и data center)

Вот если говорить не про проект, а про эксплуатацию действующей инфраструктуры, то существует два подхода:

1. Ведение такой же Exel таблицы. Просто функционально, но есть нюансы. Как правило плодится много копий и по итогу информация зачастую не 100% актуальна. Если документ ведет один человек, то это куда не шло. Если к планированию и учету IP пространства причастны >1, то целесообразно использовать специальные продукты (пункт 2).
2. Система централизованного учета IP пространства. Есть один бесплатный и удобный продукт под названием phpipam, лично его использую. С этим инструментом планирование и учет IP пространства циклопически упрощается (https://phpipam.net/)

Маркер — идентификатор связи (по аналогии с ключевым полем в БД). В продаже есть специальные принтера. Можно использовать ручные бобины.

Откуда (Ряд/Шкаф/Юнит)-Оборудование-Плата/порт

Куда\Откуда — транзитные (промежуточные) коммутации. Если оконечное оборудование, в нашем примере это блейд корзина HP C7000 подключается портом OA1 (On-board administrator) непосредственно к менеджмент коммутатору Cisco WS-C3750X-24 (Маркер 0051), то блоки Куда\Откуда пустые. А вот если взять маркер 0094, то связь между с7000 и коммутаторами ядра пролегает через промежуточную патч-панель и нетподиум (оптическая СКС);

Куда — собственно так же как и Откуда — Оборудование-Плата/порт. Обычно (в большинстве случаев) Откуда — оконечное оборудование: рабочее место, сервер. Куда — коммутатор. Но если связь отражает межкоммутаторное взаимодействие, кластерное взаимодействие, то слева отражается условный 1-й номер, а справа условный 2-й номер.

Тип разъема: RJ-45, MM/SM LC/MM SC и тд. и тп. По данному столбцу сразу понятно что у вас за физика оптика или медь, какой тип оптики мультимод или синглмод, какой тип оптического разьема.

Количество кусков (патчкордов) и их длина— тут все должно быть понятно.

Кто и когда проводил работы — тоже очень важный момент.

Описание настроек

Совершенно необходимы документ при проектировании/модернизации. В практике я встречал еще такой синоним как пусконаладочные карты. В целом, данные документы про настройки по шагам. В них описывается текущая настройка, какие вносятся изменения и для чего, какой результат ожидается. Когда будет этап пусконаладки если ожидаемый результат получен — успех, нет — разбираемся в чем проблема и уже только устранив которую идем дальше;

Дополнительные документы:

7. Расположение оборудование в стойках > (см. вкладку СКС-2)

Немного поддержу Netskills еще рекламкой:

Если материал понравился — лучшая помощь порекомендовать канал товарищу IT-шнику. Лишними знания не бывают)

Источник

22 Коммутатор лвс. Структурная схема коммутатора и коммутационной матрицы. Коммутация «на лету» и с полной буферизацией.

Обрабатывает кадры параллельно для обслуживания потока, поступающего на каждый порт, в устройство ставился отдельный специализированный процессор, который реализовывал алгоритм моста. По сути, коммутатор — это мультипроцессорный мост, способный параллельно продвигать кадры сразу между всеми парами очень высокая производительность, с которой коммутаторы передают кадры между сегментами сети своих портов. Коммутаторы всегда выпускаются с процессорами портов, которые могут передавать кадры с той максимальной скоростью, на которую рассчитан протокол вобрали в себя многие дополнительные функции поддержка виртуальных сетей (VLAN), приоритезация трафика, использование магистрального порта по умолчанию и т. п.

Каждый из 8 портов 10Base-T обслуживается одним процессором пакетов Ethernet — ЕРР (Ethernet Packet Processor). Кроме того, коммутатор имеет системный модуль, который координирует работу всех процессоров ЕРР. Системный модуль ведет общую адресную таблицу коммутатора и обеспечивает управление коммутатором по протоколу SNMP. Для передачи кадров между портами используется коммутационная матрица, соединяя несколько процессоров с несколькими модулями памяти.

Коммутационная матрица работает по принципу коммутации каналов. Для 8 портов матрица может обеспечить 8 одновременных внутренних каналов при полудуплексном режиме работы портов и 16 — при полнодуплексном, когда передатчик и прием ник каждого порта работают независимо друг от друга.

а — конвейерная обработка; б — обычная обработка с полной буферизацией

1. Прием первых байт кадра процессором входного порта, включая прием байт адреса назначения.
2. Поиск адреса назначения в адресной таблице коммутатора (в кэше процессора или в общей таблице системного модуля).
3. Коммутация матрицы.
4. Прием остальных байт кадра процессором входного порта.
5. Прием байт кадра (включая первые) процессором выходного порта через коммутационную матрицу.
6. Получение доступа к среде процессором выходного порта.
7. Передача байт кадра процессором выходного порта в сеть.

23 Управление потоком кадров при полнодуплексном режиме работы. Управление потоком кадров при полудуплексном режиме работы.

При полнодуплексном режиме работы коммутатора узлу разрешается отправлять кадры в коммутатор всегда, когда это ему нужно, недостаток такого метода — коммутаторы сети могут сталкиваться с перегрузками, не имея при этом никаких средств регулирования («притормаживания») потока кадров. Причина перегрузок кроется в ограниченной пропускной способности отдельного порта, которая определяется временными параметрами протокола. Порт Ethernet не может передавать больше 14 880 кадров в секунд. Если кадры уходят с скоростью меньшей чем поступают, они заносятся в буфер. Какой бы ни был объем буфера порта, он в какой-то момент времени обязательно переполнится. В некоторых протоколах используются специальные кадры управления потоком «Приемник готов» (RR) и «Приемник не готов» (RNR) (например сеть X.25). В этом случае, когда очередь коммутатора доходит до опасной границы, происходит запрет на передачу кадров, пока очередь не уменьшится до нормального уровня. Если порты коммутатора работают в обычном, то есть в полудуплексном режиме, то у коммутатора имеется возможность оказать некоторое воздействие на конечный узел и заставить его приостановить передачу кадров, пока у коммутатора не разгрузятся внутренние буферы. Полнодуплексная версиях протокола Ethernet и Fast Ethernet содержит для управления потоком. Соседнему узлу можно направлять команды: «Приостановить передачу» и «Возобновить передачу». Такая простая процедура управления потоком окажется непригодной в сетях Gigabit Ethernet. Полная приостановка приема кадров от соседа при такой большой скорости передачи кадров (1 488 090 кадр/с) может быстро вызвать переполнение внутреннего буфера и произойдет перегрузка сети. Для работы с такими скоростными протоколами необходим более тонкий механизм регулирования потока, который бы указывал, на какую величину нужно уменьшить интенсивность потока входящих кадров в перегруженный коммутатор, а не приостанавливал этот поток до нуля. При работе порта в полудуплексном режиме коммутатор не может изменять протокол и пользоваться для управления потоком новыми командами, такими как «Приостановить передачу» и «Возобновить передачу». Зато у коммутатора появляется возможность воздействовать на конечный узел с помощью механизмов алгоритма доступа к среде, который конечный узел обязан отрабатывать. Метод обратного давления (backpressure) состоит в создании искусственных коллизий в сегменте, который чересчур интенсивно посылает кадры в коммутатор. Для этого коммутатор обычно использует jam-последовательность, отправляемую на выход порта, к которому подключен сегмент (или узел), чтобы приостановить его активность. Второй метод «торможения» конечного узла в условиях перегрузки внутренних буферов коммутатора основан на агрессивном поведении порта коммутатора при захвате среды либо после окончания передачи очередного пакета, либо после коллизии.

Источник