O que é "assinatura excessiva" em redes?

Tenho uma pergunta sobre excesso de assinaturas em redes. Eu li muita documentação, mas ainda não entendo o que isso significa. Eu li o seguinte no site da Cisco,

a assinatura excessiva do ISL é da ordem de 7: 1 ou superior.

1. O que significa oversubscription?
2. Onde é usado? Onde deve ser evitado?
3. Como calculamos esse valor?
4. Se este for um parâmetro de configuração, quais comandos são usados ​​para defini-lo? (Cisco ou Juniper)
5. Se for um parâmetro de configuração, quais dispositivos ou qual versão do IOS suporta?

Suponha que você tenha um comutador principal que se conecte a vários comutadores de acesso (topologia em folha e coluna).

Se os seus comutadores de acesso tiverem cada uma das 48 portas de 1 Gbs, é possível agregar 48 Gbs de tráfego a ser passado ao comutador principal, portanto, você precisará de uma conexão entre o comutador principal e cada comutador de acesso de pelo menos 48 Gbs.

Na maioria das vezes, isso seria um desperdício, porque na prática você nunca encontrará uma situação em que todas as portas recebam tráfego na sua taxa máxima ao mesmo tempo.

Assim, poderíamos ter um switch de acesso com 48 portas a 1 Gbs e um uplink ao switch principal a 10 Gbs

Em seguida, temos uma subscrição excessiva de 4.8: 1

Se usarmos um atraso com portas de 2 x 10Gbs, podemos reduzi-lo para:

48 x 1 Gbs / 2 x 10 Gbs = 2,4: 1

Quando a usamos e quando não usar?

Como você pode ver, é quase sempre usado quando você tem várias camadas de chave.

Você não usa:

• quando você tem apenas uma camada de switch (redes muito pequenas)
• quando você tiver requisitos muito específicos e desejar a largura de banda completa disponível em todas as portas a qualquer momento (e dinheiro suficiente para isso)

Como calculamos esse valor?

Como no exemplo acima, a taxa de sobre-assinatura é a taxa entre a largura de banda upstream e a capacidade downstream.

Quanto a como decidir qual proporção final atingir ao projetar / atualizar uma rede, isso pode ser complicado. É por isso que, a partir de sua vasta experiência e análise de redes reais, a Cisco faz algumas recomendações, como a que você citou ou a citada por @RonMaupin em um comentário:

recomenda-se que a taxa de excesso de inscrição no acesso à distribuição não seja superior a 20: 1 (para cada 20 portas de 1 Gbps de acesso no seu comutador de acesso, você precisa de 1 Gbps no uplink do comutador de distribuição) e a proporção da distribuição para o núcleo é recomendada ser não mais do que 4: 1

Mas os valores corretos para uma determinada rede dependem muito do padrão de tráfego.

Para a rede existente, um monitoramento rigoroso da largura de banda usada em cada porta deve fornecer informações suficientes. Você também pode usar o netflow / sflow para analisar melhor o que usa a largura de banda.

Ao projetar uma nova rede, você precisa avaliar o tráfego esperado.

Se esse é um parâmetro configurável, quais são os comandos que você usa para configurar (Cisco ou Juniper)

Você pode ver agora que não é algo que configuramos, mas é uma opção de design.

Nota:
A velocidade das portas nem sempre é o fator limitante. Na maioria das vezes, o hardware do switch não é capaz de lidar com toda a largura de banda em todas as suas portas simultaneamente; esse é realmente um tipo de assinatura interna excessiva (mais uma vez impulsionada principalmente por padrões e custos reais de uso).

O excesso de inscrição geralmente se refere a potencialmente exigir mais recursos de um dispositivo, link ou componente do que realmente está disponível.

Deixe-me explicar com um exemplo:

Considere uma topologia de rede típica de duas camadas, com comutadores de acesso e um comutador central. Os comutadores de acesso têm 24 portas de usuário e uma porta de uplink. A porta de uplink está conectada ao switch principal.

Cada switch de acesso possui 24 portas de usuário de 1 Gb e uma porta de uplink de 10 Gb. Portanto, em teoria, se todas as portas do usuário fossem transmitidas para um servidor ao mesmo tempo, elas exigiriam 24 Gb de largura de banda (24 x 1 Gb). Mas a porta de ligação ascendente é de apenas 10 GB, de modo que limita a largura de banda máxima a todas as portas do usuário.

Dizemos que a porta de uplink está com excesso de assinaturas, porque a largura de banda teórica necessária (24 Gb) é maior que a largura de banda disponível (10 Gb). O excesso de inscrição é expresso como uma proporção da largura de banda necessária em relação à largura de banda disponível. Nesse caso, são 24Gb / 10Gb ou 2.4: 1.

Existem muitos outros exemplos de assinatura excessiva em redes. Todos são baseados na ideia de que, estatisticamente, nem todas as portas exigirão largura de banda máxima ao mesmo tempo.

A sobredescrição não é um parâmetro configurável por si só, mas é um recurso de alguns componentes e da topologia. Você pode escolher dispositivos ou projetar sua rede para ajustar a assinatura em excesso, conforme necessário.

Qual é o significado da Sobredscrição?

Simplificando, a assinatura excessiva é o conceito de fornecer mais capacidade downstream do que sua infraestrutura pode realmente fornecer. Deixe-me dar alguns exemplos para ilustrar esse conceito:

• Como outras respostas apontam e descrevem bem, sempre que houver um comutador de acesso em que a largura de banda combinada possível de todas as conexões de clientes exceda a largura de banda upstream do comutador de acesso à distribuição / núcleo, você estará com excesso de assinaturas.

• Freqüentemente, existem mais cabos de cobre conectados a um armário do que conexões cruzadas a uma porta de switch (ou que podem até ser acomodados pelo número de portas de switch em um armário). Nesses casos, você também está com excesso de assinaturas, pois possui mais "capacidade" do que infraestrutura para oferecer suporte.

• Um provedor de serviços de Internet tem muito menos largura de banda disponível (ou se você voltar aos dias de discagem, modems disponíveis) do que o valor total vendido a seus clientes. Para ser rentável, todo provedor de serviços de Internet que eu conheço está com excesso de assinaturas.

Quando a usamos e quando não usar?

Você faz uso excessivo da assinatura sempre que faz sentido (em muitas organizações, isso significa economizar dinheiro ou reduzir) em seu modelo e design de negócios. Pelos exemplos acima, claramente não faz sentido supor que todos os clientes conectados à rede utilizem totalmente sua largura de banda máxima disponível 100% do tempo. Alguns dispositivos clientes podem ser desligados, não em uso, apenas produzem uma pequena quantidade de tráfego, etc. Exatamente o quanto você escolhe assinar em excesso é determinado pelas expectativas das necessidades da empresa.

Ou faz pouco sentido fornecer uma porta de switch real para cada conexão de cobre executada em um armário. A maioria das implantações executa cabos de cobre em excesso (fazendo duas execuções quando você precisar de uma, adicionando execuções a vários locais em um escritório para permitir a colocação de móveis diferentes etc.) quando eles fazem o trabalho, pois geralmente é muito mais barato fazê-lo do que executar apenas o que você realmente precisa e adicione cabos adicionais com base nas novas necessidades após o fato. O fornecimento de portas de switch para cada trecho de cabo aumenta o custo de compra e operação (por exemplo, energia, suporte etc.) de equipamentos.

Como calculamos esse valor?

Isso depende muito do tipo exato de excesso de inscrição a que você está se referindo e das reais necessidades da empresa / organização nesse ambiente. Em alguns casos, isso pode ser bastante alto; em outros, talvez você não consiga se inscrever em excesso.

A maioria das organizações terá necessidades diferentes em diferentes áreas de sua rede, com frequência diferentes proporções em diferentes locais. Por exemplo, é provável que o espaço de escritório e os data centers de uma organização tenham taxas de sobrescrição significativamente diferentes.

Se esse é um parâmetro configurável, quais são os comandos que você usa para configurar (Cisco ou Juniper)

Não diretamente, pois esse é mais um conceito de design. No entanto, existem recursos presentes para acomodar o uso de assinatura excessiva em uma rede. Aqui estão alguns exemplos:

• A QoS (qualidade de serviço) permite que uma organização determine qual tráfego tem prioridade quando o tráfego real excede a capacidade (se o tráfego deve ser enfileirado, qual tráfego e quais filas são limpas primeiro).
• A limitação de taxa e / ou a modelagem de tráfego permitem que uma organização imponha limites à quantidade de tráfego que vai para / de um dispositivo cliente e possivelmente limita os tipos específicos de tráfego que vão para / de um dispositivo cliente.

Esses tipos de recursos e os recursos que eles fornecem serão altamente específicos do dispositivo e podem mudar de uma versão do software para outra. Usando a QoS como exemplo, o tamanho e o número de filas que um dispositivo tem disponível variarão.