Frage Macht die Verwendung eines einzigen Kabels zur Verbindung zweier Switches einen Engpass?


Mir ist klar, dass das für manche eine dumme Frage ist, aber ich habe mich immer gefragt.

Nehmen wir an, wir haben zwei Gigabit-Switches und alle Geräte im Netzwerk sind ebenfalls Gigabit.

Wenn 10 Computer, die an Switch A angeschlossen sind, große Datenmengen gleichzeitig an einen Server auf Switch B übertragen müssen, ist die maximale Übertragungsgeschwindigkeit jeder Verbindung durch die Bandbreite der Verbindung zwischen den beiden Switches begrenzt?

Mit anderen Worten, wäre jeder Computer nur in der Lage, mit einer Geschwindigkeit von einem Gigabit zu übertragen, geteilt durch die 10 Maschinen, die versuchen, die "Brücke" zwischen den Schaltern zu verwenden?

Wenn ja, gibt es Workarounds, damit jedes Gerät die maximale Geschwindigkeit von Punkt zu Punkt nutzen kann?


33
2017-12-30 16:47


Ursprung




Antworten:


Ja. Die Verwendung einzelner Kabel zur Kaskadierung mehrerer Ethernet-Switches führt zu Engpässen. Ob diese Engpässe tatsächlich eine schlechte Performance verursachen oder nicht, kann jedoch nur durch die Überwachung des Datenverkehrs auf diesen Links festgestellt werden. (Sie sollten Ihre Verkehrsstatistik pro Port wirklich überwachen. Dies ist ein weiterer Grund, warum das eine gute Idee ist.)

Ein Ethernet-Switch hat eine begrenzte, aber in der Regel sehr große interne Bandbreite, um seine Arbeit auszuführen. Dies wird als die bezeichnet Switching Fabric Bandbreite und kann heute sogar auf sehr Low-End-Gigabit-Ethernet-Switches ziemlich groß sein (ein Dell PowerConnect 6248 zum Beispiel hat ein Switching-Fabric mit 184 Gbit / s). Wenn der Datenverkehr zwischen den Ports desselben Switches fließt, bedeutet dies (bei modernen Ethernet-Switches mit 24 und 48 Ports), dass der Switch selbst keine Frames blockiert, die bei voller Drahtgeschwindigkeit zwischen den verbundenen Geräten fließen.

Ausnahmslos benötigen Sie jedoch mehr Ports, als ein einzelner Switch bereitstellen kann.

Wenn Sie Switches mit Crossover-Kabeln kaskadieren (oder, wie man so sagen würde, "Heap"), erweitern Sie das Switching Fabric nicht von den Switches auf das andere. Sie verbinden die Switches sicher und der Datenverkehr wird fließen, aber nur bei der Bandbreite, die von den Ports bereitgestellt wird, die die Switches verbinden. Wenn mehr Verkehr von einem Switch zu einem anderen fließen muss als das einzelne Verbindungskabel, können Frames unterstützt werden.

Stapelverbinder werden typischerweise verwendet, um Verbindungen mit höherer Geschwindigkeit zwischen den Schaltern bereitzustellen. Auf diese Weise können Sie mehrere Switches mit einer viel weniger einschränkenden Bandbreitenbeschränkung für Switches verbinden. (Bei der Dell PowerConnect 6200-Serie zum Beispiel sind ihre Stack-Verbindungen auf eine Länge von weniger als 0,5 Metern beschränkt, arbeiten aber mit 40 Gbit / s). Dies erweitert die Switching-Fabric immer noch nicht, aber sie bietet typischerweise eine erheblich verbesserte Leistung im Vergleich zu einer einzelnen kaskadierten Verbindung zwischen Switches.

Es gab einige Switches (die Intel 500 Series 10/100 Switches kommen mir in den Sinn), die tatsächlich die Switching-Fabric zwischen den Switches über Stack-Connectors erweitert haben, aber ich kenne keine, die eine solche Fähigkeit heute haben.

Eine Option, die andere Poster erwähnt haben, ist die Verwendung von Link-Aggregation-Mechanismen, um mehrere Ports miteinander zu verbinden. Dies verwendet mehr Ports auf jedem Switch, kann aber die Bandbreite zwischen den Switches erhöhen. Beachten Sie, dass verschiedene Link-Aggregation-Protokolle unterschiedliche Algorithmen verwenden, um den Datenverkehr über die Links in der Aggregationsgruppe auszugleichen, und Sie müssen die Datenverkehrszähler an den einzelnen Schnittstellen in der Aggregationsgruppe überwachen, um sicherzustellen, dass der Abgleich tatsächlich stattfindet. (Normalerweise wird eine Art Hash der Quell- / Zieladressen verwendet, um einen "Ausgleichseffekt" zu erzielen. Dies geschieht, damit Ethernet-Frames in der gleichen Reihenfolge ankommen, da Frames zwischen einer einzelnen Quelle und einem Ziel sich immer über die gleichen Schnittstellen bewegen. und hat den zusätzlichen Vorteil, dass keine Warteschlangen oder Überwachung von Datenverkehrsströmen an den Aggregationsgruppenmitgliedsports erforderlich sind.)

All diese Bedenken hinsichtlich der Port-zu-Port-Switching-Bandbreite sind ein Argument für die Verwendung chassiebasierter Switches. Alle Leitungskarten, z. B. ein Cisco Catalyst 6513-Switch, teilen sich dieselbe Switching-Fabric (obwohl einige Line Cards selbst über eine unabhängige Fabric verfügen). Sie können viele Ports in das Gehäuse stecken und mehr Bandbreite von Port zu Port als in einer kaskadierten oder sogar gestapelten diskreten Switch-Konfiguration erhalten.


52
2017-12-30 17:42



O. M. G. Diese Antwort ist großartig. - Neil Barnwell
Mein Ziel ist es, zu gefallen. - Evan Anderson


kurze Antwort: Ja, es kann ein Flaschenhals sein

etwas bessere Antwort: Versuchen Sie Port-Trunking, um weitere Links zwischen Switches hinzuzufügen.

persönlichere Antwort: ... es ist sehr wahrscheinlich, dass Sie es nicht brauchen werden. Es hängt davon ab, ob viel über die Art von Arbeit, die von Ihren Benutzern geleistet wird; Aber es ist sehr selten, dass viele Nutzer Daten zu 100% pushen. Wahrscheinlicher ist, dass jede Verbindung in 95% der Fälle inaktiv ist, was bedeutet, dass diese von 10 Benutzern geteilte Verbindung ungefähr 50% der Zeit ungenutzt bleiben würde und zwei Benutzer sie nur zu 1,8% der Zeit teilen würden.


5
2017-12-30 17:37



+1. Gute Antwort. In der Theorie: Ja, es könnte ein Flaschenhals sein. Realität: Es ist wahrscheinlich nicht und wird wahrscheinlich kein Engpass werden. Bevor Sie Änderungen vornehmen, richten Sie die Link-Aggregation usw. ein. Sie sollten die Verwendung der Verbindung zwischen den beiden Switches überwachen und messen. - joeqwerty
Ich nehme ein kleines Problem mit dem Satz "es kann ein Flaschenhals sein." Es ist ein Engpass. Ob es ein Problem schafft oder nicht, ist eine onthangonale Angelegenheit. Auf jedem modernen Gigabit-Ethernet-Switch übersteigt die Fabric 1 Gbit / s, sodass per Definition kaskadierende Gigabit-Switches mit Crossover-Kabeln zu Engpässen führen. - Evan Anderson
@Evan Anderson: Ja, ich verstehe deinen Standpunkt ... aber ist es der schlimmste Engpass? und kann man es als Flaschenhals bezeichnen, wenn es noch viel breiter ist als das, was man durchdringt? - Javier
@Evan: Ich verstehe deinen Standpunkt. Ist es ein Flaschenhals? Ja. Stellt es Leistungsprobleme her? Dies kann nur durch Überwachung und Messung festgestellt werden. - joeqwerty


Wenn Sie einen der 1-Gb / s-Ports verwenden, um die beiden Switches zu verbinden, dann ist die verfügbare Gesamtbandbreite 1 Gb / 10 + Overhead. Ihr Durchsatz wird also insgesamt bei 0,8 Gb / s liegen.

Wenn Ihre Switches dies unterstützen, können Sie ein Stapelmodul verwenden. Dies ermöglicht normalerweise eine viel höhere Durchsatzrate bei fast der Geschwindigkeit der Switch-Backplane.

Wenn Ihr Switch es unterstützt, können Sie auch verwenden Link-Aggregation.

Es gibt jedoch auch ein anderes Problem, wenn Ihr Server an einem 1 GB-Port angeschlossen ist, spielt es keine Rolle, ob Sie die Switches mit einer anderen Methode stapeln, da Ihr Server nur Daten mit 1 GB / s übertragen / empfangen kann.

Ihre beste Option wäre, ein Stapelmodul für Ihre Switches zu verwenden und Ihren Server auf eine 10 GB-Verbindung zu stellen. Dies setzt auch voraus, dass Ihr Server diese Datenmenge verarbeiten kann. Typische Server-RAID-Setups unterstützen nur anhaltende Durchsatzraten von etwa 700 MB / s über einen längeren Zeitraum.


4
2017-12-30 17:03





Wenn Sie verwaltete Switches verwenden (bei denen Sie sich anmelden können), können Sie möglicherweise mehrere Switch-Ports kombinieren, um mehr Bandbreite zu erhalten.

Viele Standard-Gigabit-Switches haben keine Beschränkungen zwischen Ports auf demselben Switch. Das heißt, wenn Sie 10 Switch-Ports haben, können alle ohne Probleme mit voller Geschwindigkeit verwendet werden.

Wenn Sie einen dieser Ports für die Verbindung zu einem anderen Switch verwenden, wird die Kommunikation zwischen diesen beiden Switches verlangsamt. Die Computer, die sich einen einzigen Switch teilen, werden jedoch nicht langsamer, nur wenn der Datenverkehr dieses einzelne Inter-Switch-Kabel kreuzt, werden die Leute anfangen, um Bandbreite zu kämpfen.

Wenn Sie das als zu einschränkend empfinden, müssen Sie an beiden Enden einen verwalteten Switch verwenden und die Switch-Ports zusammenstellen, um 2, 3, 4, wie auch immer Sie benötigen, zu erhalten. Oder kaufen Sie einen High-End-Schalter und verwenden Sie 10-Gigabit zwischen den Schaltern. Die Chancen sind viele 1 Gig-Ports zusammen zu kombinieren wird billiger sein.


2
2017-12-30 17:08





Wenn beide Switches eine Verzögerung / Amtsleitungsverbindung mehrerer Ports unterstützen, um eine Verbindung mit einer einzigen Breite zu erstellen, können Sie von 2 bis zur maximal zulässigen Anzahl von Ports eine Verbindung herstellen.

Achtung, Sie haben nicht nur Verbindungskabel und Sie sind bereit zu gehen! Sie müssen die Ports auf beiden Seiten konfigurieren und erst dann verbinden, sonst riskieren Sie einen sicheren Broadcast-Sturm, der beide Switches zum Einsturz bringen kann.


2
2017-12-30 17:26





In dem von Ihnen bereitgestellten Beispiel; Dass Sie zehn Clients auf Switch A und einen Server auf Switch B haben; Alle Verbindungen (Client zu Switch, Switch zu Switch und Server zu Switch) sind alle 1 GB, der Engpass (die Engpässe) werden dort sein, wo der gesamte Verkehr in einen Port geleitet wird. Wenn Ihr Server keine Verbindung schneller als 1 GB hat, spielt es keine Rolle, was die Switch-zu-Switch-Verbindung ist, wenn die endgültige Verbindung vom Switch zum Server immer noch nur 1 GB beträgt.

Ideale Konfigurationsreihenfolge wäre; Ein Schalter für alle Geräte. Wenn Sie mehrere Switches verwenden und wenn verfügbar, verwenden Sie Ports, die für die Verbindung zwischen Switch und Switch konfiguriert sind, um eine höhere Bandbreite zu erhalten. Wenn mehrere Switches und Interconnect-Ports nicht verfügbar sind, können Sie möglicherweise mehrere Ports miteinander verbinden, um die Bandbreite zwischen Switches zu erhöhen.


2
2017-09-23 18:14





Dies ist ein möglicher Engpass. Einige Switches ermöglichen es Ihnen, Bandbreite mit mehreren Ports, also 3X 1gbps oder 4X1Gbps zu aggregieren. Das Switch-OS wird eine Methode dafür haben und es variiert von Switch zu Switch, da jeder Anbieter seine eigene Art und Weise hat, dies zu tun. Manchmal auch andere Namen für diese Funktion. Sehen Sie in den Handbüchern zu Ihrer Marke und Ihrem Modell nach, ob dies unterstützt wird.


1
2017-12-30 17:00