Оборудование Cisco

ВВЕДЕНИЕ

Cisco является мировым лидером в области сетевых технологий, предназначенных для сети Интернет. В 2003 году Cisco приобрела фирму Linksys, популярного производителя оборудования для компьютерных сетей и теперь позиционирует торговую марку Linksys как сетевое оборудование для домашнего использования и малого бизнеса.

Используя приобретение компаний, внутренние разработки и  партнёрство с другими компаниями Cisco вышла на рынок IP-телефонии со своими IP-телефонами, менеджерами вызовов  и шлюзами к телефонной сети общего пользования. Ранее Cisco вышла на рынок ATM-оборудования с приобретением в 1996 году фирмы StrataCom Inc.

В декабре 2009 года Cisco удалось  приобрести более 90 % акций норвежской компании Tandberg. Сделка, которая позволила  компании стать мировым лидером в производстве оборудования для видеоконференций, обошлась в 19 млрд норвежских крон (3,4 млрд долл.).

Хотя Cisco не была первой компанией, разрабатывавшей и продававшей маршрутизаторы — устройства, перенаправляющие компьютерный трафик из одной сети в другую — она создала первый коммерчески успешный многопротокольный маршрутизатор. Это устройство, позволявшее ранее несовместимым компьютерам сообщаться между собой, даже если они использовали разные сетевые протоколы.

Актуальность работы обусловлена тем, что компания Cisco является мировым лидером на рынке коммуникационного оборудования, и возникает потребность в знании работы оборудования для его использования, технического обслуживания  и дальнейшего улучшения его качества.

Целью курсовой работы является рассмотрение принципов коммутации с помощью оборудования Cisco.

Ставятся следующие  задачи:

• рассмотреть подробно оборудование Cisco;
• рассмотреть основные принципы коммутации;
• рассмотреть применение оборудования Cisco в локальных сетях;
• сделать выводы.

 

 

 

1 оборудование Cisco

1.1 Коммутирующие маршрутизаторы

Тогда как технология MLS с целью реализации коммутирования по кратчайшему пути использует аппаратное кэширование, устройство Catalyst 8500 использует аппаратную платформу для решения тех же задач, что и обычный маршрутизатор, но со значительно большей скоростью. Для достижения максимально высокой пропускной способности, необходимой в современных территориальных магистралях, устройства 8500-й серии разделяют задачи маршрутизации на две функциональные группы. В первую группу входят задачи обеспечения работы протоколов маршрутизации, таких, как OSPF и EIGRP, с целью определения общей топологии и пути. Указанные задачи решаются при помощи RISC-процессоров общего назначения, которые входят в так называемый блок управления (control plane). Во вторую группу входят задачи просмотра таблиц маршрутизации и перенаправления данных. Решение указанных проблем основано на использовании высокоскоростных интегральных микросхем (ASIC), которые часто называются блоком данных (data plane). На основе объединения указанных блоков создается очень быстрая и вместе с тем гибкая и функционально разнообразная платформа.

Внимание!

Собственный режим IOS (Native IOS Mode) устройства Catalyst 6000 также может применяться для реализации коммутации третьего уровня на базе коммутирующих маршрутизаторов. Рассмотрим устройство Catalyst 8510 корпорации Cisco — первый коммутирующий маршрутизатор, ориентированный на рынок территориальных сетей. Функции маршрутизации реализованы в нем посредством процессора коммутации маршрута (Switch Route Processor — SRP). С точки зрения аппаратного обеспечения процессор SRP в основном подобен процессору коммутации ATM (ATM Switch Processor — ASP), входящему в состав ATM-коммутатора Lightstream 1010. Процессор SRP используется, в основном, для работы дейтаграммных протоколов маршрутизации, таких, как RIP и OSPF, а не протоколов ATM-маршрутизации, таких, как PNNI. После создания таблицы маршрутизации с помощью соответствующих протоколов информация из нее используется процессором для образования так называемой таблицы экспресс-коммутации корпорации Cisco (Cisco Express Forwarding — CEF table). Как только в таблице маршрутизации будут перечислены все возможные точки, в которые маршрутизатор может направлять пакеты, в CEF-таблице появится запись, указывающая, как достичь каждой известной точки в сети. В отличие от таблицы маршрутизации, которая ограничена только основной информацией, такой, как маршрут к получателю (destination route), следующая точка перехода (next hop) и метрика маршрутизации (routing metric), CEF-таблица может использоваться для хранения более широкого диапазона разнообразных сведений. Записи в таблице имеют отношение к таким функциям, как организация очередей (Queuing) и механизмы QoS/COS. Более того, CEF-таблица является более быстродействующей, поскольку сведения хранятся в формате, обеспечивающем чрезвычайно эффективный поиск. Технология CEF решает противоречивые задачи обеспечения скорости и функциональности и представляет собой прогрессивный шаг в области технологии маршрутизации. Корпорация Cisco с 1997 года успешно применяет технологию CEF в высококлассных фирменных Internet-ориентированных платформах маршрутизации. Начиная с операционной системы IOS версии 12.0, поддержка данной технологии обеспечивается всеми моделями маршрутизаторов. Основная концепция технологии СЕР реализована во всех продуктах модельного ряда Cisco, однако в устройстве 8510 она нашла новое применение. Процессор, расположенный в блоке SRP, используется для создания CEF-таблицы, но решение о передаче пакетов принимается без его участия. Вместо этого процессор загружает копию CEF-таблицы в каждую линейную плату (line card). Линейные платы содержат интегрированные микросхемы, которые фактически и осуществляют просмотр CEF- таблицы со скоростями проводника. С точки зрения входного порта (ingress port) устройства 8510 в блоке содержится группа АТМ-подобных виртуальных каналов (virtual cirquit — VC), с помощью которых он соединяется с любым другим портом (между всеми портами устройства существует множество виртуальных каналов, которые призваны содействовать выполнению функций QoS). Образно виртуальные каналы можно представить как трубы, через которые порт ввода передает данные всем портам вывода. Если провести аналогию между входящими данными и игрушечными шариками, то каждый порт ввода, используя CEF-таблицу, определяет, в какую трубу попадет каждый шарик. В результате, существует механизм, который строит эффективную и гибкую таблицу коммутации, централизовано используя при этом процессор общего назначения. Ресурсоемкий процесс определения пути следования фреймов через устройство поддерживается посредством набора распределенных высокоскоростных интегральных микросхем (ASIC). Известно, что коммутаторы 8500-й серии основаны на встроенной поддержке технологии ATM, а следовательно, поддерживают интеллектуальные механизмы обеспечения службы QoS. Когда подобная поддержка технологий комбинируется с описанным выше механизмом коммутации, преимущества технологии СЕР проявляются чрезвычайно убедительно.

Коммутирующий маршрутизатор 8540 является следующим устройством корпорации Cisco, использующим те же методики, но на базе другой аппаратной платформы. Основные отличия заключаются в новом наборе управляющих и линейных плат, а также в использовании укрупненного шасси, на котором поддерживается большее количество интерфейсов и высокоскоростная объединительная плата или коммутирующая структура. Поскольку в устройствах 8500-й серии используется встроенная технология ATM, для них более характерно применение коммутирующей структуры, чем объединительной платы. В отличие от маршрутизатора 8510, единый блок SRP в устройстве 8540 разделен на два подблока: блок процессора маршрутизации (Route Proc- Processor — RP) и блок процессора коммутации (Switch Processor — SP). Блок RP (или блок управления) поддерживает такие функции, как обработка протоколов маршрутизации и построение CEF-таблиц. На основе локальной копии CEF-таблицы линейными платами, содержащими, как и у предыдущей модели, интегральные микросхемы (так называемый блок данных), принимается решение о передаче данных. Для передачи пакетов через объединительную плату или контролируемую зону линейные платы должны использовать службы блока SR. Другим преимуществом подхода к коммутации третьего уровня на основе устройств 8500-й серии во всех отношениях является то, что процессор в данном случае работает с полной операционной системой IOS. Такой подход не только приводит к более продуманному внедрению протоколов маршрутизации и других функций, но и значительно облегчает задачи настройки для специалистов, знакомых с обычными маршрутизаторами Cisco. В большинстве ситуаций для конфигурирования достаточно просто ввести последовательность команд conf t, int fa x/x/x и router ospf l.

В качестве примера рассмотрим сеть, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Пример сети с использованием устройства Catalyst 8500

Устройства, обозначенные на рисунке как Cat-A, Cat-B, Cat-C и Cat-D, являются коммутаторами серии Catalyst 5000, которые  реализуют обычную коммутацию второго уровня. Каждое из указанных устройств содержит одну виртуальную локальную сеть (кроме коммутатора Cat-D, который содержит две сети VLAN). Все коммутаторы подключены к центральному третьего уровня. Возможный вариант конфигурации для маршрутизатора приведен в примере:

ipx routing 0000.0000.1001

1

interface FastEthernetO/0/0

description VLAN 1

ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

I

interface FastEthernetO/0/1

description VLAN 2

ip address 10.1.2.1 255.255.255.0

ipx network 2

i

interface FastEtherneteO/0/2

description VLAN 3

546

Часть IV. Расширенные  возможности 

ip address 10.1.3.1 255.255.255.0

ipx encapsulation ARPA

ipx network 3

!

interface FastEthernetO/0/3

no ip address

!

interface FastEthernetO/0/3.4

description VLAN 4

encapsulation isl 4

ip address 10.1.4.1 255.255.255.0

ipx network 4

!

interface FastEthernetO/0/3.5

description VLAN 5

encapsulation isl 5

ip address 10.1.5.1 255.255.255.0

ipx network 5

!

router eigrp 1

network 10.0.0.0

Виртуальные локальные  сети 2, 3 и 4 сконфигурированы для поддержки трафика протоколов IP и IPX. В сети VLAN 1 используется только протокол IP. На всех интерфейсах, кроме Fast EthernetO/0/2, используется стандартная Ethernet-инкапсуляция novel_ether. На интерфейсе Fast EthernetO/0/2 используется инкапсуляция ARPA (DIX V2). Кроме того, поскольку коммутатор Cat-D использует две виртуальные локальные сети, интерфейс Fast EthernetO/0/3 настроен на поддержку протокола ISL. Как и в приведенных ранее примерах с линейным маршрутизатором на ISL-канале, каждая сеть VLAN настраивается на отдельный интерфейс.

Команда show vian, введенная  для маршрутизатора 8500-й серии, поможет  получить краткий обзор конфигурационной информации сетей VLAN, т.е. узнать, на какой  порт настроена каждая виртуальная локальная сеть.

Одной из заслуживающих особого  внимания отличительных черт устройств 8500-й серии является поддержка  стандарта EtherChannel. Коммутаторы 8500-й серии поддерживают оба стандарта Fast и Gigabit EtherChannel. Настройка канала EtherChannel на любом коммутаторе или маршрутизаторе Cisco, включая 8500, заключается в конфигурировании виртуального интерфейса, известного как интерфейс порт-канал (Port-Channel interface). Настройки протоколов IP и IPX вводятся для выбранного интерфейса. Реальные Ethernet-интерфейсы включаются в канал с помощью команды channel-group. В примере приведена частичная конфигурация, переключающая коммутатор Cat-D на использование канала EtherChannel с портами 0/0/3 и 0/0/4.

nterface Port-Channell

description To Cat-D

no ip address

!

interface Port-Channel1.4

description VLAN 4

encapsulation isl 4

ip address 10.1.4.1 255.255.255.0

ipx network 4

i

interface Port-Channel1.5

description VLAN 5

encapsulation isl 5

ip address 10.1.5.1 255.255.255.0

ipx network 5

!

interface FastEthernet0/0/3

no ip address

channel-group 1

i

interface FastEthernetO/0/4

no ip address

channel-group 1

Следует отметить, что ISL-подынтерфейсы  созданы на интерфейсе порт-канал, а не на реальном Fast Ethernet-интерфейсе[1].

1.2 Контроллеры беспроводных сетей

Cisco предлагает заказчикам  контроллеры беспроводных локальных  сетей с установленным уникальным  программным обеспечением, на которое оформлена патентная заявка. Эти контроллеры в сочетании с "облегченными" точками доступа позволяют создать "облегченное" решение, которое отвечает эксплуатационным требованиям к корпоративной беспроводной сети. Ключевым компонентом встроенного программного обеспечения являются интеллектуальные алгоритмы управления радиоресурсами (Radio Resource Management, RRM), позволяющие выполнять тонкую настройку параметров WLAN для обеспечения оптимального соответствия сети текущим требованиям. В этом документе рассматриваются принципы работы алгоритмов RRM и обсуждаются вопросы использования механизмов управления радиочастотами в реальном времени для улучшения операций WLAN, повышения уровня безопасности беспроводной сети и предоставления компаниям возможности поддержки беспроводных приложений, имеющих ключевое значение для повседневных функций бизнеса.

Стремясь найти универсальное  решение для удовлетворения уникальных радиочастотных потребностей компаний, Cisco разработала централизованную, "облегченную" архитектуру WLAN. Ее ключевым компонентом является архитектура разбиения MAC-уровня ("split MAC" architecture), предусматривающая распределение задач обработки протоколов передачи данных и управления f 802.11 и функций точек доступа между "облегченными" точками доступа и централизованным контроллером WLAN. В частности, точки доступа решают задачи, чувствительные ко временным задержкам, обработка сигналов вызова, установление связи с клиентами, шифрование на уровне доступа к среде передачи (MAC) и радиочастотный мониторинг. Все остальные функции, которые носят общесистемный характер и требуют наличия информации о системе в целом, выполняет контроллер WLAN. Сюда относятся обработка протокола управления 802.11, трансляция кадров и мостовые соединения, а также применение общесистемных политик мобильности, безопасности, управления качеством обслуживания (QoS) для пользователей и, возможно, самое важное, – политик управления радиочастотами в реальном времени.

Средства управления радиочастотами в реальном времени являются ключевым компонентом "облегченного" беспроводного решения Cisco. Контроллер беспроводной сети Cisco использует динамические алгоритмы для создания среды, способной самостоятельно выполнять процедуры настройки, оптимизации и устранения проблем. Благодаря этому сети Cisco WLAN идеально подходят для обслуживания надежных и защищенных бизнес-приложений. Контроллер решает указанные задачи с помощью следующих функций RRM: