Tìm hiểu kiến trúc của Switch Cisco Catalyst 9200 Series

Kiến trúc của Switch Cisco Catalyst 9200 Series có gì đặc biệt?

Các mạng trong khuôn viên doanh nghiệp đang trải qua những thay đổi sâu sắc để hỗ trợ nhu cầu băng thông ngày càng tăng trên lớp truy cập, tăng cao nhờ sự ra đời của 802.11ac và Wi-Fi 6 và sự phát triển nhanh chóng của các thiết bị đầu cuối mạnh mẽ yêu cầu tốc độ từ 10 Mbps đến 10 Gbps. Các mạng này đang rất cần một cơ sở hạ tầng có thể mở rộng quy mô nhanh chóng và đáp ứng các loại thiết bị đầu cuối mới mà không cần phải thay thế cơ sở hạ tầng cáp hoàn chỉnh.

Cisco Catalyst 9200 Series là nền tảng của các giải pháp lớp truy cập cấp doanh nghiệp thế hệ tiếp theo của Cisco. Các thiết bị chuyển mạch cố định, có thể xếp chồng này được bán với nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm dữ liệu, nguồn qua Ethernet Plus (PoE +) và các kiểu Multigigabit.

Nền tảng Cisco Catalyst 9200 Series cung cấp dung lượng chuyển mạch lên đến 392 Gbps ở chế độ độc lập và 472 Gbps khi xếp chồng lên nhau dưới dạng bộ chuyển mạch tám thành viên, với hiệu suất chuyển tiếp lên đến 292 triệu gói mỗi giây (Mpps). Khả năng xếp chồng của nền tảng cung cấp một mô hình linh hoạt, trả tiền khi bạn phát triển cũng như sự đơn giản trong khả năng quản lý nhiều thiết bị như một thiết bị logic duy nhất.

Ở phần nội dung dưới đây chúng tôi cung cấp tổng quan về kiến trúc của khung Cisco Catalyst 9200 Series, bao gồm thiết kế hệ thống, nguồn và làm mát.

Tổng quan sơ bộ về nền tảng Catalyst 9200

Nền tảng Cisco Catalyst 9200 Series bao gồm các thiết bị cấu hình cố định với luồng không khí từ phía trước và hai bên ra phía sau. Chúng dựa trên kiến trúc Máy bay dữ liệu 2.0 mini (UADP) của Cisco Unified Access, không chỉ bảo vệ khoản đầu tư của bạn vì các đường ống linh hoạt và có thể lập trình được mà còn cho phép quy mô lớn hơn và thông lượng cao hơn.

Nền tảng này chạy trên hệ điều hành Cisco IOS XE Lite mở, hỗ trợ khả năng lập trình theo mô hình. Hơn nữa, nó hỗ trợ tất cả các khả năng khả dụng cao cơ bản, bao gồm Cisco StackWise -160 và StackWise-80 với bộ chuyển mạch trạng thái, bộ nguồn dự phòng kép hiệu quả Platinum và quạt dự phòng tốc độ thay đổi, hiệu quả cao.

Một số các bài viết về Catalyst 9200 Series bạn có thể tham khảo thêm:

Hướng dẫn cài đặt phần cứng Switch Cisco Catalyst 9200 Series

Tìm hiểu kiến trúc của Switch Cisco Catalyst 9200 Series

Kiến trúc StackWise của Cisco trên bộ chuyển mạch Catalyst 9200 Series Phần 1

Bạn có biết tại sao Catalyst 9200 Series được ưa chuộng?

Cisco Catalyst 9200 sự lựa chọn hoàn hảo cho doanh nghiệp

Tổng quan khả năng chuyển đổi trên Switch Catalyst 9200

Thiết kế khung

Phần này trình bày ngắn gọn về thiết kế hệ thống cấp cao của Dòng Cisco Catalyst 9200. Đây là một kiến trúc rất đơn giản và linh hoạt, với tùy chọn kết hợp tối đa tám thiết bị vật lý làm một thiết bị logic sử dụng công nghệ Cisco StackWise-160 cho các SKU mô-đun và công nghệ StackWise-80 cho các SKU cố định.

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series có hai khe cắm Bộ nguồn (PSU) có thể thay thế tại trường và hỗ trợ đầu vào nguồn AC. Có hai quạt tốc độ thay đổi dự phòng ở phía sau của thiết bị. Tất cả các mẫu Catalyst 9200 Series đều có tích hợp RFID thụ động để quản lý hàng tồn kho, đèn LED Beacon màu xanh lam để nhận dạng mức thiết bị và đèn LED ba màu cho trạng thái hệ thống.

Các thiết bị chuyển mạch này cũng bao gồm hai cổng StackWise-160 (đối với SKU mô-đun C9200) và hai cổng StackWise-80 (đối với SKU cố định C9200L), cổng giao diện điều khiển RJ-45 và cổng quản lý 1G. Mặt trước của thiết bị có một đầu nối USB Loại B để kết nối bảng điều khiển với thiết bị và hai khe cắm USB 2.0.

Sức mạnh khung gầm

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series hỗ trợ tối đa hai PSU AC 125W, 600W hoặc 1000W. PSU 600W và 1000W được đánh giá là hiệu suất Bạch kim cho hiệu suất điện năng lớn hơn 90% ở tải 100%. PSU 125W được đánh giá là hiệu suất Bạc cho hiệu suất điện năng lớn hơn 80 phần trăm khi tải 100 phần trăm. Hệ thống hỗ trợ một PSU hoạt động ở chế độ độc lập, đủ để cấp nguồn cho thiết bị ở cấu hình tối đa của nó hoặc hai PSU hoạt động ở chế độ chia sẻ tải dự phòng cho PoE + SKU. Trong SKU chỉ dữ liệu, hệ thống hỗ trợ một PSU hoạt động ở chế độ độc lập hoặc hai PSU hoạt động ở chế độ dự phòng.

Làm mát khung gầm

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series hỗ trợ quạt có thể thay thế nóng và thay thế tại hiện trường (đối với SKU mô-đun C9200) và quạt cố định (đối với SKU cố định C9200L) ở phía sau khung. Chúng là những chiếc quạt có tốc độ thay đổi hỗ trợ luồng không khí từ trước ra sau. Bộ phận quạt chịu trách nhiệm làm mát toàn bộ khung máy và giao tiếp với các bộ giám sát môi trường để kích hoạt cảnh báo khi điều kiện vượt quá ngưỡng. Các mô-đun quạt có chứa các cảm biến nhiệt để phát hiện nhiệt độ xung quanh và điều chỉnh tốc độ quạt. Khung máy hỗ trợ lỗi phần cứng của tối đa một quạt riêng lẻ; các quạt còn lại sẽ tự động tăng tốc độ để bù đắp và duy trì khả năng làm mát đủ. Nếu thiết bị không đáp ứng được số lượng quạt yêu cầu tối thiểu, thiết bị sẽ tự động tắt để giữ cho hệ thống không bị quá nóng.

Luồng không khí khung gầm

Quạt Cisco Catalyst 9200 Series hỗ trợ luồng không khí từ phía trước và hai bên ra phía sau.

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series là thiết bị chuyển mạch tốc độ dòng cung cấp tài nguyên hệ thống có thể định cấu hình để hỗ trợ tối ưu cho các tính năng cụ thể, tùy thuộc vào cách thiết bị chuyển mạch được sử dụng trong mạng. Kiến trúc switch bao gồm năm thành phần chính:

- Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng UADP (ASIC)

- CPU nhúng

- Kết nối ASIC

- StackWise-160 hoặc StackWise-80

- Giao diện bảng điều khiển phía trước

UADP ASIC

Cisco Catalyst 9200 Series được xây dựng với UADP 2.0 mini ASIC, dựa trên kiến trúc System-On-Chip (SOC). UADP 2.0 là thế hệ thứ ba của gia đình UADP. Nó sử dụng công nghệ 28 nanomet và một lõi đơn có khả năng chuyển đổi 100 GB dữ liệu ở tốc độ đường truyền và được tối ưu hóa đặc biệt cho các thiết bị truy cập cố định thế hệ tiếp theo.

CPU nhúng phức tạp

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series được trang bị CPU nhúng trên ASIC.

Điểm nổi bật bao gồm:

- ARM nhúng 4 nhân 1,4 GHz

- 4 GB RAM DDR3 đơn

- Flash trên RAM: 4 GB

- Hỗ trợ hệ thống tệp USB Loại B (có thể sử dụng trước) cho bộ nhớ ngoài và khóa Bluetooth

- Hỗ trợ bảng điều khiển nối tiếp USB Loại B ngoài bảng điều khiển nối tiếp RJ-45

- Thiết bị đặt lại hệ thống cho chu kỳ nguồn thủ công

Kết nối ASIC hoặc giao diện ngăn xếp nội bộ

Thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series đi kèm với ASIC đơn hoặc ASIC kép, như được giải thích sau. Các mô hình có ASIC kép tận dụng giao diện ngăn xếp bên trong để vận chuyển lưu lượng giữa các cổng mặt trước của các ASIC khác nhau.

StackWise-160

Tính năng xếp chồng trong Cisco Catalyst 9200 Series được kích hoạt bằng cách sử dụng vải vòng xếp chồng được gọi là StackWise-160. “160” trong tên đề cập đến tổng dung lượng ngăn xếp có sẵn: 160 Gbps. Kết cấu bao gồm hai vòng xoay ngược chiều (40 Gbps trên mỗi vòng) và thông lượng của hệ thống là một hàm của thông lượng tổng hợp của các vòng này (80 Gbps). Một kỹ thuật được gọi là tái sử dụng không gian tăng gấp đôi thông lượng trên các vòng của ngăn xếp. Tái sử dụng không gian được kích hoạt bằng cách tách gói dựa trên đích và cũng bằng cách cho phép nhiều luồng cùng tồn tại. Tái sử dụng không gian giải phóng băng thông có sẵn trên vòng, vì thiết bị đích tách các gói được định sẵn cho chính nó, cho phép các thành viên ngăn xếp khác chèn các gói bổ sung vào vòng.

Stackwise-160 tạo ra một mặt phẳng điều khiển và quản lý thống nhất bằng cách chọn một thiết bị trong ngăn xếp làm thiết bị hoạt động và một thiết bị khác làm thiết bị chờ nóng. Các thiết bị còn lại trở thành thành viên ngăn xếp. Thiết bị hoạt động chịu trách nhiệm cho tất cả quá trình xử lý điều khiển mạng Lớp 2 và Lớp 3 và đồng bộ hóa tất cả thông tin trạng thái với chế độ chờ nóng. Thiết bị hoạt động thống nhất quản lý cho toàn bộ ngăn xếp, thực hiện cấu hình và giám sát cho ngăn xếp.

Giao diện bảng điều khiển phía trước

Ethernet PHY (lớp vật lý) kết nối thiết bị lớp liên kết (thường là MAC) với một phương tiện vật lý như bộ thu phát. PHY trên thiết bị chuyển mạch Cisco Catalyst 9200 Series là bộ thu phát Ethernet tích hợp đầy đủ hỗ trợ điều khiển và lập bản đồ các làn đường trở lại ASIC để hỗ trợ nhiều tốc độ (1G, 10G), tùy thuộc vào quang học được lắp trên các cổng ở mặt trước.

Điểm nổi bật của các mẫu C9200L-24T-4X, C9200L-24T-4G, C9200L-24P-4X, C9200L-24P-4G, C9200-24T và C9200-24P như sau:

- Cổng Ethernet 24x 1G RJ-45, tất cả được ánh xạ tới lõi đơn trên một ASIC duy nhất.

- Tất cả các cổng đường lên kết nối với ASIC0 / Core0.

- Ánh xạ cổng:

◦ Tất cả các cổng — 1 đến 24 — được ánh xạ tới ASIC0 / Core0.

Đặc điểm nổi bật của các mẫu C9200L-48T-4X, C9200L-48T-4G, C9200L-48P-4X, C9200L-48P-4G, C9200-48T và C9200-48P như sau:

- Tất cả các cổng Ethernet 48x 1G RJ-45 đều được ánh xạ tới lõi đơn trên một ASIC duy nhất.

- Tất cả các cổng đường lên kết nối với ASIC0 / Core0.

- Ánh xạ cổng:

◦ Tất cả các cổng — 1 đến 48 — được ánh xạ tới ASIC0 / Core0.

Điểm nổi bật của các mẫu C9200-24PXG và C9200L-24PXG-4X như sau:

- Các kiểu máy này cung cấp cổng Ethernet 8x 1G, 2,5G, 5G hoặc 10G RJ-45 (đối với 10G, sử dụng loại 6a trở lên) và cổng Ethernet 16x 1G RJ-45.

- Các mô hình này cũng cung cấp nguồn PoE + nội tuyến trên tất cả các cổng.

- Các cổng đường lên được phân chia giữa ASIC0 / Core0 và ASIC1 / Core0.

- Ánh xạ cổng:

◦ Các cổng từ 1 đến 16 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Cổng 17 và 18 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Các cổng từ 19 đến 24 được ánh xạ tới ASIC0 / Core0.

Điểm nổi bật của mẫu C9200L-48PXG-4X như sau:

- Kiểu máy này cung cấp các cổng Ethernet 12x 1G, 2.5G, 5G hoặc 10G RJ-45 (đối với 10G, sử dụng loại 6a trở lên) và cổng Ethernet 36x 1G RJ-45.

- Mô hình này cũng cung cấp nguồn PoE + nội tuyến trên tất cả các cổng.

- Trong số bốn cổng đường lên 10G, hai cổng kết nối với ASIC0 / Core0 và hai cổng còn lại kết nối với ASIC1 / Core0.

- Ánh xạ cổng:

◦ Các cổng từ 1 đến 36 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Các cổng 37 đến 40 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Cổng 41 đến 48 được ánh xạ tới ASIC0 / Core0.

Điểm nổi bật của model C9200-24PXG, C9200L-24PXG-2Y như sau:

- Các kiểu máy này cung cấp cổng Ethernet 8x 1G, 2,5G, 5G hoặc 10G RJ-45 (đối với 10G, sử dụng loại 6a trở lên) và cổng Ethernet 16x 1G RJ-45.

- Các mô hình này cũng cung cấp nguồn PoE + nội tuyến trên tất cả các cổng.

- Các cổng đường lên được phân chia giữa ASIC0 / Core0 và ASIC1 / Core0.

- Ánh xạ cổng:

◦ Các cổng từ 1 đến 16 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Cổng 17 và 18 được ánh xạ tới ASIC1 / Core0.

◦ Các cổng từ 19 đến 24 được ánh xạ tới ASIC0 / Core0.

Module mạng

Các SKU mô-đun Cisco Catalyst 9200 Series (C9200) hỗ trợ bốn mô-đun mạng tùy chọn cho các cổng đường lên trên tất cả các kiểu máy. Cấu hình chuyển mạch mặc định không bao gồm các mô-đun mạng. Tất cả các cổng trên mô-đun mạng đều là tốc độ đường truyền và tất cả các tính năng phần mềm được hỗ trợ trên các cổng chuyển đổi đường xuống cũng được hỗ trợ trên các cổng của mô-đun mạng.