El Catalyst 6500 es un conmutador de red de chasis modular fabricado por Cisco Systems desde 1999, capaz de ofrecer velocidades de hasta "400 millones de paquetes por segundo". [1]
Un 6500 comprende un chasis, fuentes de alimentación, uno o dos supervisores, tarjetas de línea y módulos de servicio. Un chasis puede tener 3, 4, 6, 9 o 13 ranuras cada uno (modelo Catalyst 6503, 6504, 6506, 6509 o 6513, respectivamente) con la opción de una o dos fuentes de alimentación modulares. El motor supervisor proporciona información y procesamiento de reenvío centralizados; Se pueden instalar hasta dos de estas tarjetas en un chasis para proporcionar conmutación por error activa / en espera o con estado . Las tarjetas de línea brindan conectividad de puerto y módulos de servicio para permitir que dispositivos como firewalls se integren dentro del conmutador.
Supervisor
El supervisor 6500 consta de una tarjeta de función de conmutador multicapa (MSFC) y una tarjeta de función de política (PFC). El MSFC ejecuta todos los procesos de software, como los protocolos de enrutamiento . El PFC toma decisiones de reenvío en hardware.
El supervisor tiene conexiones con la estructura de conmutación y el bus clásico, así como con bootflash para el software Cisco IOS .
El supervisor de última generación es el Supervisor 2T. Este supervisor se presentó en Cisco Live Las Vegas en julio de 2011. Proporciona 80 gigabits por ranura en todas las ranuras del chasis 6500-E.
Sistemas operativos
El 6500 admite actualmente tres sistemas operativos: CatOS, Native IOS y Modular IOS.
CatOS
CatOS solo es compatible con operaciones de capa 2 (conmutación). Para poder realizar operaciones de funciones de enrutamiento (por ejemplo, capa 3), el conmutador debe ejecutarse en modo híbrido. En este caso, CatOS se ejecuta en la parte del procesador de conmutación (SP) del supervisor, e IOS se ejecuta en el procesador de ruta (RP), también conocido como MSFC. Para realizar cambios de configuración, el usuario debe cambiar manualmente entre los dos entornos.
CatOS tiene algunas funciones faltantes y [2] generalmente se considera "obsoleto" en comparación con ejecutar un conmutador en modo nativo.
IOS nativo
Cisco IOS se puede ejecutar tanto en el SP como en el RP. En este caso, el usuario no sabe dónde se está ejecutando un comando en el conmutador, aunque técnicamente se cargan dos imágenes de IOS, una en cada procesador. Este modo es el modo de envío predeterminado para los productos Cisco y cuenta con soporte para todas las nuevas funciones y tarjetas de línea.
IOS modular
IOS modular es una versión de Cisco IOS que emplea un kernel moderno basado en UNIX para superar algunas de las limitaciones de IOS. [3] Además de esto, está la capacidad de realizar parches de procesos sin reiniciar el dispositivo y en las actualizaciones del servicio.
Métodos de operación
El 6500 tiene cinco modos principales de funcionamiento: Classic, cef256, dcef256, cef720 y dcef720.
Bus Clásico
La arquitectura clásica 6500 proporciona un rendimiento de reenvío centralizado de 32 Gbit / s. [4] El diseño es tal que un paquete entrante primero se pone en cola en la tarjeta de línea y luego se coloca en el bus de datos global (dBus) y se copia en todas las demás tarjetas de línea, incluido el supervisor. Luego, el supervisor busca el puerto de salida correcto, las listas de acceso, la vigilancia y cualquier información de reescritura relevante en el PFC. Se coloca en el bus de resultados (rBus) y se envía a todas las tarjetas de línea. Aquellas tarjetas de línea para las que no se requieren los datos terminan el procesamiento. Los demás continúan reenviando y aplican las colas de salida relevantes.
La velocidad del bus clásico es semidúplex de 32 GB (ya que es un bus compartido) y es la única forma admitida de conectar un motor Supervisor 32 (o Supervisor 1) a un 6500.
cef256
Este método de reenvío se introdujo por primera vez con el motor Supervisor 2. Cuando se utiliza en combinación con un módulo de estructura de conmutador , cada tarjeta de línea tiene una conexión de 8 Gbit / s a la estructura de conmutador y, además, una conexión al bus clásico. En este modo, asumiendo que todas las tarjetas de línea tienen una conexión de estructura de conmutación, un paquete de entrada se pone en cola como antes y sus encabezados se envían a lo largo del dBus al supervisor. Se buscan en el PFC (incluidas las ACL, etc.) y luego el resultado se coloca en el rBus. La tarjeta de línea de salida inicial toma esta información y envía los datos a la tarjeta de línea correcta a lo largo de la estructura del conmutador. La principal ventaja aquí es que hay una conexión dedicada de 8 Gbit / s entre las tarjetas de línea. La tarjeta de línea receptora pone en cola el paquete de salida antes de enviarlo desde el puerto deseado.
El '256' se deriva de un chasis que utiliza puertos de 2x8gb en 8 ranuras de un chasis 6509: 16 * 8 = 128, 128 * 2 = 256. El número se duplica debido a que la estructura del conmutador es 'full duplex'.
dcef256
dcef256 utiliza el reenvío distribuido. Estas tarjetas de línea tienen conexiones de 2x8gb a la estructura del conmutador y no tienen una conexión de bus clásica. Solo los módulos que tienen una DFC (Tarjeta de reenvío distribuida) pueden usar dcef.
A diferencia de los ejemplos anteriores, las tarjetas de línea contienen una copia completa de las tablas de enrutamiento del supervisor localmente, así como su propia tabla de adyacencia L2 (es decir, direcciones MAC ). Esto elimina la necesidad de cualquier conexión al bus clásico o el requisito de utilizar el recurso compartido del supervisor. En este caso, un paquete de entrada se pone en cola, pero su destino se busca localmente. Luego, el paquete se envía a través de la estructura del conmutador, se pone en cola en la tarjeta de línea de salida antes de enviarse.
cef720
Este modo de operación actúa de manera idéntica a cef256, excepto con conexiones de 2x20gb a la estructura del conmutador y no hay necesidad de un módulo de estructura del conmutador (ahora está integrado en el supervisor). Esto se introdujo por primera vez en Supervisor Engine 720.
El '720' se deriva de un chasis que usa puertos de 2x20gb en 9 ranuras de un chasis 6509. 40 * 9 = 360 * 2 = 720. El número se duplica para que la estructura del conmutador sea "dúplex completo". La razón por la que se utilizan 9 ranuras para el cálculo en lugar de 8 para el cef256 es que ya no necesita desperdiciar una ranura con el módulo de estructura del conmutador.
dcef720
Este modo de operación actúa de manera idéntica a dcef256, excepto con conexiones de 2x20gb a la estructura del conmutador.
Fuentes de alimentación
El 6500 puede ofrecer altas densidades de alimentación a través de Ethernet en todo el chasis. Debido a esto, las fuentes de alimentación son un elemento clave de configuración.
Soporte de chasis
A continuación se describen los distintos chasis 6500 y sus fuentes de alimentación y cargas compatibles.
6503
El chasis original permite hasta 2800 W y utiliza fuentes de alimentación insertadas en la parte trasera diferentes a las demás de la serie.
6504-E
Este chasis permite hasta 5000 W (119 A a 42 V) de potencia y, como el 6503, utiliza fuentes de alimentación insertadas en la parte trasera.
6506, 6509, 6506-E y 6509-E
El chasis original puede admitir hasta un máximo de 4000 W (90 A a 42 V) de potencia, debido a las limitaciones de la placa posterior. Si se inserta una fuente de alimentación por encima de esta, se entregará a plena potencia hasta esta limitación (es decir, se admite una fuente de alimentación de 6000 W en estos chasis, pero producirá un máximo de 4000 W).
El 6509-NEB-A admite un máximo de 4500 W (108 A a 42 V).
Con la introducción de los chasis de las series 6506-E y 6509-E, la potencia máxima admitida se ha incrementado a más de 14500 W (350A @ 42V).
6513
Este chasis puede soportar un máximo de 8000W (180A @ 42V). Sin embargo, para obtener esto, debe ejecutarse en modo combinado. Por lo tanto, se sugiere que se ejecute en modo redundante para obtener un máximo de 6000W (145A @ 42V).
Opciones de redundancia de energía
El 6500 admite fuentes de alimentación duales para redundancia. Estos pueden ejecutarse en uno de dos modos: modo redundante o combinado.
Modo redundante
Cuando se ejecuta en modo redundante, cada fuente de alimentación proporciona aproximadamente el 50% de su capacidad al chasis. En caso de falla, la fuente de alimentación no afectada proporcionará el 100% de su capacidad y se generará una alerta. Como había suficiente para alimentar el chasis con anticipación, no hay interrupción del servicio en esta configuración. Esta es también la forma predeterminada y recomendada de configurar las fuentes de alimentación.
Modo combinado
En modo combinado, cada fuente de alimentación proporciona aproximadamente el 83% de su capacidad al chasis. Esto permite una mayor utilización de las fuentes de alimentación y potencialmente mayores densidades de PoE.
En los sistemas que están equipados con dos fuentes de alimentación, si una de ellas falla y la otra no puede alimentar completamente todos los módulos instalados, la administración de energía del sistema apagará los dispositivos en el siguiente orden:
- Dispositivos Power over Ethernet (PoE): el sistema apagará los dispositivos PoE en orden descendente, comenzando con el puerto con el número más alto del módulo en la ranura con el número más alto.
- Módulos: si se necesitan ahorros de energía adicionales, el sistema apagará los módulos en orden descendente, comenzando con la ranura con el número más alto. Las ranuras que contienen motores de supervisor o módulos Switch Fabric se omiten y no se apagan.
Esta orden de cierre es fija y no se puede cambiar.
Inserción y eliminación en línea
OIR es una característica del 6500 que permite intercambiar en caliente la mayoría de las tarjetas de línea sin apagar primero el chasis. La ventaja de esto es que se puede realizar una actualización en servicio. Sin embargo, antes de intentar esto, es importante comprender el proceso de OIR y cómo aún puede requerir una recarga.
Para evitar errores de bus, el chasis tiene tres pines en cada ranura que se corresponden con la tarjeta de línea. Tras la inserción, el más largo de estos hace el primer contacto y detiene el autobús (para evitar la corrupción). A medida que la tarjeta de línea se empuja más hacia adentro, el pin del medio establece la conexión de datos. Finalmente, el pin más corto elimina la parada del bus y permite que el chasis continúe funcionando.
Sin embargo, si se omite alguna parte de esta operación, se producirán errores (lo que provocará un bus bloqueado y, en última instancia, una recarga del chasis). Los problemas comunes incluyen:
- Las tarjetas de línea se insertan incorrectamente (y, por lo tanto, hacen contacto solo con los pines de bloqueo y de datos y, por lo tanto, no liberan el bus)
- Las tarjetas de línea se insertan demasiado rápido (y, por lo tanto, no se recibe la señal de eliminación de bloqueo)
- Las tarjetas de línea se insertan demasiado lentamente (y, por lo tanto, el bus se detiene durante demasiado tiempo y obliga a recargar).