Как оценить реальную пропускную способность стека сетевых коммутаторов?

Технология коммутации данных применяется в корпоративных локальных сетях уже многие годы. При взрослении технологий интерес пользователей смещается от показателей скорости к другим характеристикам. Но, хотя современные LAN-коммутаторы демонстрируют потрясающие возможности обеспечения качества сервиса (QoS) и построения виртуальных локальных сетей (VLAN), их пропускная способность по-прежнему расценивается как одна из основных характеристик. Теперь, когда на рынок вышла целая плеяда интеллектуальных масштабируемых устройств, производители стараются доказать выдающиеся способности своих продуктов. Однако суть проблемы кроется в объективном определении показателей их работы.

Высокопроизводительные коммутаторы с высокой плотностью портов строятся на базе шассийных платформ и включают в себя множество линейных модулей с коммуникационными портами. Трафик, перемещаемый от одного порта к другому, обрабатывается на системной коммутационной плате (матрице), которая объединяет линейные модули коммутатора. Этот процесс скрыт не только от конечного пользователя, но и от стандартных средств тестирования (например, разрабатываемых Spirent, Ixia или Shenick). Применяемые в отрасли показатели пропускной способности основаны на замерах объема входящего и исходящего трафика на интерфейсных портах. При оценке производительности коммутационной платы зачастую требуется достаточно глубокое знание архитектуры самой матрицы.

В конфигурацию масштабируемых коммутаторов с высокой плотностью портов могут входить 300 и более интерфейсов Gigabit Ethernet. В таких случаях технология объединения нескольких коммутаторов становится неотделимой частью системы и источником сомнений сетевых администраторов. Если конкретная архитектура или реализация стекирования не обеспечивает высокой пропускной способности, может пострадать общая производительность коммутационной системы.

Механизм объединения действует на основе использования внешней коммутационной платы. Если в стек входят несколько сотен портов, существенная часть трафика, по-видимому, будет проходить по каналам связи между отдельными коммутаторами. Быстродействие отдельных коммутаторов практически совпадает со скоростью передачи данных по каналу, но дотошный сетевой архитектор вынужден оценивать уровень производительности, обеспечиваемый механизмом стекирования.

По идее, внешняя коммутационная плата должна обеспечивать такую же производительность, какую поддерживает внутренняя матрица коммутатора, построенного по обычной технологии на базе шасси (то есть производительность должна равняться скорости передачи данных по каналу). Другими словами, если каждый коммутатор имеет пропускную способность 24 Гбит/с, то стек из 10 таких устройств обязан передавать трафик между портами на скорости до 240 Гбит/c. Но количество портов коммутаторов зачастую кратно 12, а скорость большинства каналов, служащих для объединения коммутаторов, кратна 10 Гбит/с, поэтому точное соответствие пропускной способности внешних каналов и внутристекового соединения вряд ли достижимо. Однако чем ближе эти показатели, тем лучше.

Возникает вопрос: как определить общую производительность стека? Самый простой способ заключается в добавлении скорости межкоммутационной передачи к пропускной способности канала связи между портами и вычислении общей производительности. Однако получающийся показатель только запутывает общее представление. При таком подходе стек коммутаторов с 200 портами может быть представлен как стек из 400 устройств с производительностью 1 Гбит/с. Возникает естественный вопрос, как можно подключить 400 устройств Gigabit Ethernet к 200 портам, а кроме того, данный показатель не отражает реальных свойств системы.

Компания The Tolly Group, которая занимается тестированием оборудования передачи данных, решила применять термин «объединенная пропускная способность» для описания агрегированной пропускной способности стека коммутаторов. В тестах замеряются не только входящий и исходящий трафик, но и потоки данных, которые проходят через межкоммутационные порты. При оценке решений на базе технологии стекирования The Tolly Group рекомендует обращать внимание на оба набора показателей.

Кевин Толли (ktolly@tolly.com) — президент независимой консалтинговой компании The Tolly Group

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями