2022年CiscoCatalyst系列交换机虚拟交换系统 .pdf

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1、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Cisco Catalyst 6500 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Virtual Switching Supervisor 720-10GE的 Cisc

2、o Catalyst 6500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Cisco Catalyst 6500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

3、50%。* 为 Cisco Catalyst 6500 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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 每 VLA N 只需一个网关IP 地址，而不必像现在这样每VLA N 使用三个IP 地址。- 无需再使用HSRP、 VRRP 和 GLBP。- 能使用CiscoWorks LAN Management System

4、（ LMS ） 3.0 来将 Cisco Catalyst 6500 虚拟交换机作为单一实体加以集中管理。* 多机箱EtherChannel EC）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、NetFlo

5、w 、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1.4 Tbps 。* 在冗余Cisco Catalyst 6500 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（VLA

6、N）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Cisco Catalyst 6500 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

7、便地采用技术。* 使用现有Cisco Catalyst 6500 投资，简化了VSS 的部署。非E 系列和 E 系列 Catalyst 6500 系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 列交换机机箱均支持VSS， VSS 支持所有Cisco Catalyst 6500 系列6700 系列模块。* VSS 在 Cisco Catalyst 6500 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

8、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Virtual Switching Supervisor 720 10GE的 Cisco Catalyst 6500 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：- Virtual Switching Sup

9、ervisor 720 10GE: 万兆以太网上行链路端口名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 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 Cisco Catalyst 650

10、0 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Cisco IOS 12.2（33）SXH 上市时间： 2007 年 11 月管理引擎Virtual Switching Supervisor 720-10GE （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

11、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Virtual Switching Supervisor 720-10GEWS-X6708-10G-3C 和 WS-X6708-10G-3CXL名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 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-

12、10GB-CX4: 15mX2-10GB-LX4: 300mX2-10GB-SR: 26m （FDDI级 MMF ）, 300M （采用 OM3 MMF ）X2-10GB-LR: 10kmX2-10GB-ER: 40kmX2-10GB-LRM: 220m ，采用 MMF机箱所有 Cisco Catalyst 6500 机箱电源Cisco Catalyst 6503-E 和 6504-E 交换机：所有所支持的电源Cisco Catalyst 6506 、 6506-E 、 6509、 6509-E 、6509-NEB-A、 6509-V-E和 6513 交换机：至少2500W服务模块NAM 1

13、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 Virtual Switching Supervisor Engine 720 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Cisco VSS 1440 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Cisco Virtual Switching Supervisor

14、 Engine 720具有一个新转发引擎，将其上一代产品，即Cisco Catalyst 6500 系列 Supervisor Engine 720 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Cisco Virtual 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - Switching Supervisor Engine 720还支持全部三代的Cisco Catalyst 65

15、00 系列接口和服务模块，继续为思科客户提供了投资保护。Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720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，Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720 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45

16、0Mpps ， 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Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720需要Cisco IOS 软件的支持。此 外，配备万兆以太网上行链路的Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720继续提供基于硬件的特性集，支持传统IP 转发、 L2 和 L3 MPLS VPN和 MPLS 以太网（ EoMPLS ）以及服务质量（ QoS）和安全特性。图 1 Cisco Virtua

17、l Switching Supervisor Engine 720的特性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 图 2 使用 Cisco VSS 1440 实现系统虚拟化使用 Cisco VSS 1440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

18、文件接入层多机箱 EtherChannel提供链路捆绑，来端接这两台物理Cisco Catalyst 6500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。VSS 1440 的系统虚拟化技术将多个Cisco Catalyst 6500 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1.4 Tbps。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。 Cisco VSS 1440 ，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

19、运营效率：Cisco VSS 1440 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Cisco Catalyst 6500 系列交换机被看作名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 一个虚拟交换机， 管理开销至少降低了50%。 使用 Cisco VSS 1440 后，每个 VLA N只需一个网关IP

20、 地址，而现在每VLA N 则需要三个IP 地址。Cisco VSS 1440 非常灵活，能部署在多个不同的地理位置。CiscoWorks 将两个Cisco Catalyst 交换机作为单一虚拟交换机，进一步简化了Cisco VSS 1440 的管理。优化不间断通信：Cisco VSS 1440 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1.4 Tbps： 通过使用冗余Cisco Cata

21、lyst 650 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。Cisco VSS 1440 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， Cisco VSS 1440 使用客户现有的Cisco Catalyst 6500 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。 Cisco Catalyst 6500 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VSS

22、 1440 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Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720 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82 Mpps 。藉此，IPv4 流量的系统吞吐率能增至450 Mpps ，IPv6 流量的系统吞吐率能增至225 Mpps。增强永续性： 配备万兆以太网上行链路的Cisco Virtua

23、l Switching Supervisor Engine 720 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Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720的特性特性配备万兆以太网上行链路的Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 配备万兆以太网上行链路的Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

24、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 720 （PFC 3C）720 （PFC 3CXL）支持 Cisco VSS 1440支持支持MAC 项96,00096,000IP 路由256,000 （IPv4 ）; 128,000 （IPv6 ） 1,000,000 （IPv4 ）; 500,000 （IPv6 ）IPv4 路由硬件中高达 450 Mpps硬件中高达 450 MppsIPv6 路由硬件中高达 225 Mpps硬件中高达 225 MppsL2 桥接硬件中高达 450 Mpps硬件中高达 450 MppsNetFlow

25、 项128,000256,000MPLS硬件中的MPLS支持 L3 VPN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 L3 VPN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Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720 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

26、，包括：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 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Cisco Virtual Switching Supervisor Engine 720 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Cisco Vir

27、tual Switching Supervisor Engine 720 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（A CL）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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -