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스위치: 스택으로 구성할 것인가, 하지 않을 것인가

Category: Tech Guides

네트워크 디자인과 관련하여 대체로 확장성을 극대화하는 것과 성능을 최적화하는 것 두가지의 경쟁적 이점이 있습니다. 둘 사이에서 적절한 균형을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 이 때문에 스위치 스택킹을 고려하게 되고, 잘 되면 관리의 효율성과 용이성을 높일 수 있습니다.

최근 수년 동안 스택형 스위치는 프리미엄 요소에서 엔터프라이즈급 스위치의 핵심 요소로 진화했습니다. 스택 구성은 처음에 Cisco 제품 라인업 내에서 Catalyst 3750 스위치 시리즈의 고유한 특징이었으나, 지금은 Catalyst 2960에서 최신 Catalyst 3650, 3850 스위치 모델에 이르기까지 Cisco 전체 Catalyst 스위치 라인업으로 확대되었습니다. Curvature는 수년 동안 Cisco의 스택형 스위치 제품군을 공급해 왔으며, 이러한 경험을 토대로 스택형 스위치에 대한 많은 지침과 사용 사례를 개발했습니다.

cisco switches

Catalyst 3750 시리즈 스위치 – 오리지널 Cisco 스택형 스위치

시스코의 독창적 스택형 스위치인 Catalyst 3750은 다양한 구성 방식으로 10년 이상 서비스되었습니다. 2005년에 처음 출시된 Catalyst 3750은 스태킹, 패스트 이더넷 또는 기가비트 이더넷, 레이어 3 기능 등의 결합으로 비즈니스 환경에 상당한 유연성을 제공했고, 이에 따라 시장에서 빠른 속도로 다른 스위치 제품의 표준이 되었습니다. 3750E에서 10 기가비트 업링크와 빠른 스택 속도, 3750X에서 이중 핫 스왑 가능한 전원 공급 장치 및 모듈식 업링크와 같은 개선으로 Catalyst 3750은 기술과 데이터 발전으로 요구되는 최신 상태를 유지할 수 있었습니다. 이 때문에 Catalyst 3750 제품군은 여전히 다양한 용도로 사용하기에 적합합니다.

Catalyst 3750 시리즈 스위치 – 오리지널 Cisco 스택형 스위치

시스코의 독창적 스택형 스위치인 Catalyst 3750은 다양한 구성 방식으로 10년 이상 서비스되었습니다. 2005년에 처음 출시된 Catalyst 3750은 스태킹, 패스트 이더넷 또는 기가비트 이더넷, 레이어 3 기능 등의 결합으로 비즈니스 환경에 상당한 유연성을 제공했고, 이에 따라 시장에서 빠른 속도로 다른 스위치 제품의 표준이 되었습니다. 3750E에서 10 기가비트 업링크와 빠른 스택 속도, 3750X에서 이중 핫 스왑 가능한 전원 공급 장치 및 모듈식 업링크와 같은 개선으로 Catalyst 3750은 기술과 데이터 발전으로 요구되는 최신 상태를 유지할 수 있었습니다. 이 때문에 Catalyst 3750 제품군은 여전히 다양한 용도로 사용하기에 적합합니다.

Catalyst 3850 스위치 – 고성능 및 풍부한 기능의 스택킹 

2013년까지 스태킹 가능 스위칭 사용 사례가 늘어나고, 내결함성(Fault tolerance) 향상 필요성이 커지면서 Catalyst 3850 스위치가 개발, 출시되었습니다. 480Gbps 수준의 빠른 스택킹 시스템 개발은 고밀도 10기가비트 이더넷과 Nbase-T 연결성을 지원할 수 있습니다. 또 다른 중요한 발전은 3850의 고가용성입니다. 이제는 이러한 스위치를 사용하여 스택 마스터와 지정된 백업 장치 간에 상태 스테이트풀 페일오버(stateful failover)가 이루어지므로 스택 마스터 스위치에 장애가 발생할 경우 중단 시간을 최소화할 수 있습니다. 스태킹 기능 개선과 함께 모든 포트에서의 Netflow 지원, 10GbE 집적(aggregation) 모델 및 NBase-T (구리선에서 2.5 및 5Gbps) 연결과 같은 추가 기능이 3850 스위치 라인을 더욱 향상시켰습니다.

Catalyst 3650 스위치 – 비용 효율적, 풍부한 기능의 스택킹

Catalyst 3850은 상당한 수준의 향상을 제공하지만, 하드웨어 비용이 다소 높을 수 있습니다. 특히 높은 스택 처리량과 10GbE 스위치 옵션이 유용하지 않은 환경에서 높을 수 있습니다. Catalyst 3650은 이러한 사용 환경을 위해 개발되었습니다. 3650과 3850은 동일한 아키텍처를 공유합니다. 실질적으로 같은 IOS 이미지를 사용하며, 다만 일부 고급 기능이 빠져 있습니다. 3650에서는 스태킹이 2960/X와 같이 추가 모듈이 되고, 처리량은 160Gbps로 줄어듭니다. 업링크 포트는 더 이상 모듈식이 아니며, 10GbE 집적(aggregation) 모델도 적용되지 않습니다. 하지만, 스테이트풀 페일오버(stateful failover) 및 모든 포트에서의 Netflow 기능은 여전히 제공됩니다.

스위치 스택킹: 장점 및 단점
장점

스태킹 기술은 여러 개의 독립형 스위치를 사용하는 것과 비교하여 단순성, 확장성 및 유연성과 관련된 몇 가지 이점을 제공합니다.

버추얼 섀시 기능
스위치 스택은 운영자와 나머지 네트워크에 단일 스위치로 보이기 때문에 관리와 구성이 용이합니다. 최신 스위치 모델은 스테이트풀 페일오버(Stateful failover) 기능이 추가되어 장애 발생 또는 스택의 소프트웨어 업데이트 시 듀얼 수퍼바이저가 있는 섀시와 유사한 동작을 수행합니다.

크로스-스택 이더채널 
복원성을 위해 서버, 다운스트림 스위치 또는 기타 중요한 장치가 이더채널을 통해 스택에 연결될 수 있고, 이더채널 포트는 스택의 여러 스위치로 분산됩니다. 이 설정은 스택에 연결된 스위치에 최소한의 포워딩 중단 수준에서 장애를 허용하며, 연결된 호스트는 일부 성능 손실이 있으나활성 상태를 유지합니다.

혼합 미디어
구리 기가비트 이더넷과 광섬유 기가비트 또는 10기가비트의 혼합과 같이 다른 포트 속도와 미디어 유형의 조합이 필요한 환경의 경우, 스택이 가능한 스위치는 독립적 스위치나 대형 섀시를 사용하지 않고도 이를 가능하게 합니다.

단점 

시스코의 스태킹 스위치 옵션은 모델에 따라 하나의 스택에 최대 9개의 스위치를 지원할 수 있지만, 스위치 하나가 추가될 때마다 관리, 전력 요구, 성능이 복잡해집니다. 이는 스택이 네 개의 스위치를 초과할 때 특히 그렇습니다.

관리상의 어려움
대형 스택에서 스위치를 추가하거나 제거하는 것은 문제가 될 수 있습니다. 스택을 일시적으로 분리해야 할 뿐 아니라, 랙에서 상당한 장치 분해를 해야 하기 때문입니다.

전력 수요
스택의 개별 스위치는 최소한의 전력을 필요로 하지만 대형 스택, 특히 PoE가 있는 대형 스택은 모든 섀시만큼 막대한 전력 요구량이 필요할 수 있습니다. 또한, 대형 스택의 경우 실제 콘센트 가용성과 배선실에 사용할 수 있는 회로 수 모두 제한 요소가 될 수 있습니다. 예를 들어 최대 PoE 용량을 위한 고출력 전원 공급 장치가 있는 3750E 또는 3750X는 1100W의 전력을 필요로 합니다. 이는 110V/15A 회로의 약 2/3에 달합니다.

성능
고성능 애플리케이션의 경우 스택에 여러 스위치를 통과하는 많은 양의 트래픽이 있을 때 스택 포트의 속도와 스위치 스택의 링 아키텍처가 병목 현상을 야기할 수 있습니다. 스택이 클수록 병목 현상이 커집니다. 새로운 3650 및 3850 스위치의 경우에도 마찬가지이며, 스택에 많은 양의 10GbE 포트가 포함되어 있을 때 더욱 그렇습니다.

 

Catalyst 4500 또는 Catalyst 6500과 같은 섀시 기반 스위치는 200개 이상의 포트가 필요하거나 최대 성능이 필요한 경우 선호되는 선택입니다. 섀시는 효율성이 높은 크로스바 패브릭을 사용합니다. 또한, 핫 스왑이 가능하고 제거가 쉬운 라인 카드를 사용하여 카드를 업그레이드하거나 교체하는 것이 쉽습니다.

각 애플리케이션에 대한 샘플 구성 제안 사항을 아래에서 확인하십시오.

액세스 레이어 – 기본
Catalyst 2960S는 기본적인 액세스 레이어 사용에 적합한 견고하고 우수한 제품입니다. 주요 사용 사례는 사용자 액세스를 위해 48개 이상의 포트가 필요하지만, 섀시가 너무 크거나 잘 활용되지 않는 경우입니다. 이것은 대체로 스택의 2개 또는 3개의 스위치에 해당하는 100-150 포트 범위에 있습니다.

플 구성
2x WS-C2960S-48FPS-L
2x C2960S-STACK

액세스 레이어 – 고급 
L3 기능이 필요한 액세스 레이어 환경 또는 전원 이중화 기능이 필요한 경우 Catalyst 3750-X 시리즈 스위치는 매우 적합합니다. 2960S와 마찬가지로 3750-X 스위치의 최적 사용 사례는 100-150 포트 범위입니다. 3750-X는 하이엔드 옵션으로 성능 향상을 위해 10GbE 업링크와 함께 사용됩니다.

샘플 구성
2x WS-C3750X-48PF-S
2x C3KX-PWR-1100WAC
2x C3KX-NM-10G

집적 스위칭 (Aggregation Switching) 
WS-C3850-24XS-S와 같이 2개의 3850으로 구성된 스택은 소규모 집적(aggregation) 스위치에 적합합니다. 크기가 작고 전력 소모가 적기 때문에 설치가 쉽습니다. OSPF 및 EIGRP와 같은 L3 기능을 통해 장치를 대규모 네트워크에 연결할 수 있으며 스테이트풀 페일오버(stateful failover) 및 크로스-스택 이더채널 기능은 스위치 장애 발생 시 고가용성 측정을 제공합니다.

샘플 구성
2x WS-C3850-24XS-S
2x PWR-C1-350WAC

네트워크 에지 (Network Edge)
대부분 환경에서 네트워크 에지의 제한 요소는 WAN 처리량이기 때문에 성능이 주요 관심사는 아닙니다. 이는 Catalyst 3850과 같은 스위치를 과도한 것으로 만듭니다. 고밀도 10GbE 또는 40GbE 업링크의 필요성이 실제로는 가장 큰 환경을 제외하고는 존재하지 않기 때문입니다. 그러나, 이 영역의 스위칭은 네트워크 작동에 매우 중요하고, 스택 가능 스위치는 추가적인 안정성을 제공할 수 있기 때문에 3850과 동일한 스테이트풀 페일오버(stateful failover) 기능을 갖춘 Catalyst 3650은 이 영역에 매우 적합합니다. 또한 Netflow 기능을 사용하면 상세한 트래픽 통계를 생성할 수 있어 WAN 사용량이나 의심스러운 트래픽을 식별하는 데 유용합니다.

샘플 구성
2x WS-C3650-24TS-S
2x PWR-C2-250WAC
2x C3650-STACK-KIT

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