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Das Switch-Dilemma: stapeln oder nicht stapeln?

Bei der Planung eines Netzwerks muss oftmals zwei entgegengesetzten Anforderungen Rechnung getragen werden. Zum einen soll die Skalierbarkeit maximiert und zum anderen die Leistung optimiert werden.  Hier das richtige Gleichgewicht zu finden, ist nicht immer einfach und daher erwägen Sie möglicherweise den Einsatz stapelbarer Switches, um die Effizienz zu steigern und gleichzeitig das Management zu vereinfachen.

Wenn Sie sich das Switching-Angebot von Cisco angesehen haben, erwägen Sie wahrscheinlich die beliebten stapelbaren Layer-3-Switches Catalyst 3750 mit umfangreichen Zugangs- und Aggregationsoptionen. Curvature setzt seit vielen Jahren Produkte der Serie 3750 ein und weiß, wie sie unter verschiedenen Voraussetzungen optimal genutzt werden können. Auf der Grundlage dieser Erfahrungen haben wir einen Leitfaden zusammengestellt, in dem wir zum einen die Vorteile des Stacking, zum anderen aber auch Situationen beschreiben, in denen der Einsatz von Chassis-Switches sinnvoller ist.

Cisco c3750Cisco Catalyst 3750 Series Switch

Catalyst Serie 3750: Original 10/100 MB Switch von Cisco der Serie 3750, mit Gigabit-Uplink. Erhältlich mit 24 oder 48 Ports sowie mit oder ohne PoE. Aufgrund des begrenzten Flash-Speichers dieser Switches bestehen einige Einschränkungen für das Stapeln mit neueren Modellen der Serie 3750.

Catalyst Serie 3750V2: Folgeversion der Serie Catalyst 3750. Die Serie Catalyst 3750V2 bietet 32 MB Flash-Speicher und kann daher mit den neueren Modellen der Serie 3750 gestapelt werden.

Catalyst Serie 3750G: Original 10/100/1000 MB Switch von Cisco der Serie 3750. Ebenso wie die Serie 3750 sind die Modelle 3750G mit 24 und 48 Ports sowie mit oder ohne PoE erhältlich. Zusätzlich ist das Modell SFP mit 12 Ports für den gebündelten Einsatz erhältlich.

Catalyst Serie 3750E: Die Switches der Serie 3750E sind mit 10/100/1000 MB Ports mit 10GbE Uplink ausgestattet. Zu den Optimierungen der Serie 3750E zählt die Einführung der StackWise™ Plus Technologie, die sowohl eine 64 GB/s Verbindung zwischen den kompatiblen Komponenten als auch das lokale Switching im Stapel ermöglicht.  Eine weitere Optimierung ist die PoE-Option beim PoE-Modell mit 48 Ports, dank der der Switch an allen 48 Ports gleichzeitig 15,4 W bereitstellen kann.

Catalyst Serie 3750X: Als jüngste Neuheit der Familie Catalyst 3750 bietet die Serie 3750X zwei Hot-Swap-Netzteile, modulare Uplink-Ports, Unterstützung für PoE+ und die Funktion StackPower™, bei der die Stromversorgung innerhalb des Stacks als gemeinsame Ressource von allen 3750X genutzt wird, um die Verfügbarkeit oder die PoE-Fähigkeit im Stack zu erhöhen. Zusätzlich sind die Modelle SFP 3750X mit 12 und 24 Ports für Aggregationen erhältlich.

Außer den 10/100 MB Original-Switches 3750 sind alle Modelle der Serie 3750 stapelbar und werden so diversen Schnittstellen-Anforderungen gerecht, je nach Bedarf mit 10/100 MB, Gigabit und 10 GbE Ports. (Hinweis: Der Original-Switch 3750 ist aufgrund des begrenzten Flash-Speichers, der für die neue Software 3750 reserviert wird, nicht stapelbar.)

Stapeln von Switches: Vor- und Nachteile

VORTEILE

Im Vergleich zum Einsatz mehrerer einzelner Switches bietet die Stapeltechnologie diverse Vorteile in puncto Komfort, Skalierbarkeit und Flexibilität.

Das virtuelle Chassis
Ein aus Switches 3750 bestehender Stapel präsentiert sich dem Bediener und im gesamten Netzwerk wie ein einzelner Switch, der leicht verwaltet und konfiguriert werden kann.

Etherchannel im Stack
Für eine erhöhte Ausfallsicherheit können Komponenten wie Server, Downstream-Switches oder andere wichtige Einheiten über den Etherchannel mit dem Stack verbunden werden, wobei die Ports des Etherchannels auf mehrere Switches des Stapels verteilt werden. Diese Konfiguration ermöglicht ein besseres Management bei Ausfall eines Switches im Stack. Die Unterbrechung des Routings wird minimiert, alle verbundenen Webhosting bleiben aktiv und es tritt lediglich ein Leistungsrückgang auf.

Gemischte Medien

In Netzwerkumgebungen, die eine Kombination von Kupfer- und Glasfaserports erfordern, bietet das Stacking eine einfache Lösung zur Realisierung der benötigten Portanzahl, ohne auf einen Chassis-Switch angewiesen zu sein.

 

NACHTEILE

Obwohl die Geräte der Serie 3750 Stapel mit bis zu neun Switches unterstützen, erhöht jeder zusätzliche Switch durch weiteren Verwaltungs-, Spannungs- und Leistungsbedarf die Komplexität. Dies gilt vor allem für Stapel mit mehr als 4 Switches.

Komplexere Verwaltung
Einem umfangreichen Stack Switches hinzuzufügen oder zu entfernen, kann problematisch sein, da die Geräte im Rack zeitaufwändig montiert bzw. demontiert und der Stapel vorübergehend aufgelöst werden muss.

Spannungsversorgung
Obwohl jeder einzelne Switch im Stapel nur sehr wenig Spannung benötigt, kann ein großer Stack, vor allem mit PoE, den gleichen Spannungsbedarf haben wie ein gewöhnliches Chassis. Außerdem können in großen Stacks sowohl die Anzahl der physischen Ausgänge als auch die Anzahl der in der Schaltung verfügbaren Kreise einschränkende Faktoren darstellen. Um beispielsweise die größtmögliche PoE-Fähigkeit zu gewährleisten, kann ein Switch 3750E oder 3750X mit Hochspannungsversorgung eine Leistung von 1.100 W, also fast zwei Drittel des Potenzials eines Kreises mit 110 V/15 A, benötigen.

Leistung

Bei Hochleistungsanwendungen können die Geschwindigkeit der Ports und die Ring-Architektur des Switch-Stapels Engpässe verursachen, wenn an mehreren Switches im Stapel erhöhter Traffic auftritt. Je größer der Stapel ist, desto stärker wirken sich derartige Engpässe auf die Leistung aus.

Ein Chassis-Switch wie der Catalyst 4500 oder der Catalyst 6500 ist die sinnvollste Lösung, wenn mehr als 200 Ports benötigt werden oder die höchstmögliche Leistung erzielt werden muss. Ein Chassis arbeitet mit einer erheblich effizienteren Crossbar Fabric und mit den hot-swap-fähigen, leicht entnehmbaren Netzwerkkarten gestaltet sich auch deren Austausch wesentlich einfacher.

Nachstehend werden einige Beispielkonfigurationen für jeden Anwendungstyp beschrieben.

Zugriffsebene
Die Serie Catalyst 3750 eignet sich optimal für Zugriffsebenen in Umgebungen mit mehr als 48 Ports pro Schrank oder gemischten Medien, in denen jedoch ein Chassis aus Platz- oder Kostengründen nicht empfehlenswert ist. Dieses Szenario tritt in der Regel auf, wenn 100 bis 150 Ports oder eine hohe Anzahl an SFP-Slots benötigt werden.

Beispielkonfiguration (10/100 PoE für IP-Telefone und 10/100/1000 für Desktops)
2x WS-C3750-48PS-S
1x WS-C3750G-48TS-S

Aggregation
Ein Stapel mit zwei Switches 3750, zum Beispiel zwei WS-C3750G-12S-E, ist eine optimale Option für einen kleinen Aggregations-Switch. Das kompakte Format und der geringe Spannungsbedarf vereinfachen die Installation. L3-Funktionen wie OSPF und EIGRP ermöglichen die Einbindung der Geräte in große Netzwerke, während durch die Möglichkeit, innerhalb des Stapels einen Etherchannel zu realisieren, bei Ausfall eines Switches dennoch eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet werden kann.

Beispielkonfiguration
2x WS-C3750G-12S-E
1x WS-C3750G-24TS-S1U

Rechenzentren
Wie bei den Aggregations-Switches kann der Etherchannel innerhalb des Stapels genutzt werden, um Hochverfügbarkeit im oberen Rackbereich zu gewährleisten. Die Modelle mit 10GbE-Unterstützung, wie zum Beispiel 3750E und 3750X werden den Leistungsanforderungen kleiner Rechenzentren gerecht, während StackWise™ Plus die Leistung innerhalb des Stapels erheblich steigert.

Beispielkonfiguration
2x WS-C3750X-24T-S
2x C3KX-NM-10G
2x C3KX-PWR-350WAC