O uso de um único cabo para conectar dois comutadores cria um gargalo?

Sei que isso pode ser uma pergunta estúpida para alguns, mas é algo que sempre me perguntei.

Digamos que temos dois comutadores de gigabit e todos os dispositivos na rede também são gigabit.

Se 10 computadores conectados ao switch A precisarem transferir grandes quantidades de dados para um servidor no Switch B (ao mesmo tempo), a velocidade máxima de transferência de cada conexão é limitada pela largura de banda da conexão entre os dois switches?

Em outras palavras, cada computador seria capaz de transferir a uma velocidade de um gigabit dividido pelas 10 máquinas que tentavam usar a "ponte" entre os switches?

Em caso afirmativo, existem soluções alternativas para que todos os dispositivos possam usar sua velocidade máxima de um ponto a outro?

Sim. O uso de cabos únicos para "cascatear" vários switches Ethernet juntos cria gargalos. Se esses gargalos estão ou não causando desempenho ruim, no entanto, só pode ser determinado pelo monitoramento do tráfego nesses links. (Você realmente deve monitorar suas estatísticas de tráfego por porta. Esse é mais um motivo pelo qual é uma boa ideia.)

Um switch Ethernet possui uma largura de banda interna limitada, mas geralmente muito grande, para executar seu trabalho. Isso é chamado de largura de banda da malha de comutação e pode ser bastante grande hoje em dia, mesmo em comutadores Ethernet de gama muito baixa (um Dell PowerConnect 6248, por exemplo, possui uma malha de comutação de 184 Gbps). Manter o tráfego fluindo entre as portas no mesmo switch normalmente significa (com os modernos switches Ethernet de 24 e 48 portas) que o próprio switch não "bloqueará" os quadros que fluem na velocidade máxima do fio entre os dispositivos conectados.

Invariavelmente, porém, você precisará de mais portas do que um único switch pode fornecer.

Quando você coloca em cascata (ou, como alguns diriam, "heap") comutadores com cabos cruzados, você não está estendendo a estrutura de comutação dos comutadores entre si. Você certamente está conectando os comutadores e o tráfego fluirá, mas apenas na largura de banda fornecida pelas portas que conectam os comutadores. Se houver mais tráfego que precise fluir de um comutador para outro, o cabo de conexão único pode suportar queda de quadros.

Os conectores de empilhamento geralmente são usados ​​para fornecer interconexões de comutador a comutador de alta velocidade. Dessa maneira, você pode conectar vários switches com uma limitação de largura de banda muito menos restritiva de switch a switch. (Usando o Dell PowerConnect 6200 series novamente como exemplo, suas conexões de pilha são limitadas em comprimento a menos de 0,5 metros, mas operam a 40 Gbps). Isso ainda não estende a estrutura de comutação, mas normalmente oferece um desempenho consideravelmente melhorado em comparação com uma única conexão em cascata entre comutadores.

Havia alguns comutadores (comutadores Intel 500 Series 10/100) que realmente estenderam a estrutura de comutação entre comutadores por meio de conectores de pilha, mas não conheço nenhum que possua tal capacidade hoje.

Uma opção mencionada por outros pôsteres é o uso de mecanismos de agregação de link para "ligar" várias portas. Isso usa mais portas em cada switch, mas pode aumentar a largura de banda de switch para switch. Cuidado que protocolos de agregação de link diferentes usam algoritmos diferentes para "equilibrar" o tráfego entre os links no grupo de agregação e você precisa monitorar os contadores de tráfego nas interfaces individuais no grupo de agregação para garantir que o balanceamento esteja realmente ocorrendo. (Geralmente, algum tipo de hash dos endereços de origem / destino é usado para obter um efeito de "equilíbrio". Isso é feito para que os quadros Ethernet cheguem na mesma ordem, pois os quadros entre uma única origem e destino sempre se moverão pelas mesmas interfaces,

Toda essa preocupação com a largura de banda de comutação porta a porta é um argumento para o uso de comutadores baseados em chassi. Todas as placas de linha em, por exemplo, um comutador Cisco Catalyst 6513, compartilham a mesma malha de comutação (embora algumas placas de linha possam, elas próprias, ter uma malha independente). Você pode congestionar muitas portas nesse chassi e obter mais largura de banda de porta a porta do que em uma configuração de switch discreto em cascata ou mesmo empilhado.

resposta curta: sim, pode ser um gargalo

resposta um pouco melhor: tente o entroncamento de portas para adicionar mais links entre os switches.

resposta mais pessoal: ... é bem provável que você não precise. Depende muito do tipo de trabalho realizado por seus usuários; mas é muito raro que você tenha muitos usuários enviando dados cerca de 100% do tempo. O mais provável é que cada link fique ocioso em 95% das vezes, o que significa que esse link compartilhado por 10 usuários ficará ocioso em cerca de 50% das vezes, e dois usuários o compartilharão ativamente apenas 1,8% das vezes.

Se você usar uma das portas de 1 Gb / s para vincular os dois switches, sim, a largura de banda total disponível será de 1 Gb / 10 + alguma sobrecarga. portanto, sua taxa de transferência será de aproximadamente 0,8 Gb / s no total.

Se seus comutadores suportarem, você pode usar um módulo de empilhamento. Isso geralmente permite uma taxa de transferência muito mais alta quase na velocidade do backplane do switch.

Se o seu switch suportar, você também poderá usar a agregação de links .

No entanto, há outro problema aqui também: se o servidor estiver conectado a uma porta de 1 Gb, não importa se você empilha os switches usando outro método, pois o servidor só poderá transferir / receber dados a 1 Gb / s.

Sua melhor opção seria usar um módulo de empilhamento para seus comutadores e colocar seu servidor em um link de 10Gb. Isso também pressupõe que seu servidor poderá lidar com essa quantidade de dados. As configurações típicas de RAID do servidor suportam apenas taxas de transferência sustentadas de cerca de 700 Mb / s por um período prolongado.

Se você estiver usando comutadores gerenciados (aqueles em que você pode efetuar login de alguma forma), talvez seja possível combinar várias portas de comutador para obter mais largura de banda.

Muitos switches de gigabit prontos para uso não terão restrições entre portas no mesmo switch. Ou seja, se você tiver 10 portas de switch, todas elas poderão ser usadas a toda velocidade sem problemas.

Se você usar uma dessas portas para conectar-se a outro switch, sim, a comunicação entre esses dois switches será mais lenta. No entanto, os computadores que compartilham um único comutador não diminuem a velocidade, somente quando o tráfego cruza esse único cabo entre comutadores as pessoas começam a lutar por largura de banda.

Se você achar isso muito limitador, precisará usar um switch gerenciado nas duas extremidades e agregar as portas do switch para obter 2, 3, 4, independentemente da velocidade que você precisar. Ou compre um switch final muito alto e use 10 GB entre os switches. As chances de combinar muitas portas de 1 gig serão mais baratas.

Se, e somente se, os dois comutadores suportarem uma conexão lag / tronco de várias portas para criar uma conexão de largura única, você poderá conectar de 2 ao número máximo permitido de portas para criar agregação de link.

Atenção, você não apenas conecta os cabos e está pronto para começar! Você precisa configurar as portas em ambos os lados e somente depois conectá-las; caso contrário, corre o risco de uma tempestade de transmissão segura que pode derrubar os dois comutadores.

No exemplo que você forneceu; Que você possui dez clientes no switch A e um servidor no switch B; todas as conexões (cliente para alternar, alternar para alternar e servidor para alternar) são de 1 gb, os gargalos serão onde todo o tráfego é canalizado para uma porta. A menos que o servidor tenha uma conexão mais rápida que 1 GB, não importa significativamente qual é a opção de alternar para alternar se a conexão final do comutador para o servidor ainda tiver apenas 1 GB.

A ordem ideal de configuração seria; Um switch para todos os dispositivos. Se estiver usando vários comutadores e, se disponível, use as portas projetadas para conectar o comutador ao comutador para obter maior largura de banda. Se o uso de vários comutadores e portas de interconexão não estiverem disponíveis, você poderá conectar várias portas para aumentar a largura de banda entre os comutadores.

Esse é um possível gargalo. Alguns switches permitem que você agregue largura de banda com várias portas, de modo 3X 1gbps ou 4X1Gbps. O SO do switch terá um método para fazer isso e varia de switch para switch, pois cada fornecedor tem sua própria maneira de fazer isso. Às vezes, nomes diferentes para esse recurso também. Verifique os manuais da sua marca e modelo para ver se isso é suportado.

A resposta é sim.

As soluções possíveis incluem o uso de vários links de gigabit entre os comutadores ou um link mais rápido entre os comutadores. Ambas as opções requerem suporte dos comutadores e, com a agregação de vários links, pode ser problemático dividir a carga constantemente entre os links.

Em outras palavras, cada computador seria capaz de transferir a uma velocidade de um gigabit dividido pelas 10 máquinas que tentavam usar a "ponte" entre os switches?

sim

O que você precisa se perguntar é quantas vezes isso realmente acontece. Na sua rede específica, esse é um gargalo teórico que não está causando problemas reais ou um gargalo real que vale a pena gastar muito dinheiro na solução.

Além disso, se todos os computadores estiverem acessando o mesmo servidor, a conexão com o servidor será um gargalo como a conexão entre comutadores.

Em caso afirmativo, existem soluções alternativas para que todos os dispositivos possam usar sua velocidade máxima de um ponto a outro?

Existem soluções, mas essas soluções vão custar a você. Diga adeus à sujeira de switches gigabit não gerenciados baratos.

Primeiro, você pode tentar criar um único switch efetivamente maior. Muitas famílias de comutadores possuem conectores "empilháveis" que são mais rápidos que as interfaces Ethernet típicas, embora em alguns casos ainda possam ser um gargalo. Tornando-se mais sofisticado, você tem switches de chassi que (por um preço) podem colocar um grande número de portas em várias placas de linha com uma interconexão muito rápida na parte traseira. Eventualmente, embora você chegue a um ponto em que colocar mais portas em um switch simplesmente não seja uma solução, porque você precisa de muitas portas ou porque precisa das portas em lugares diferentes e não quer uma montanha de cabos.

Em segundo lugar, você pode ver variantes mais rápidas da Ethernet. A Ethernet de 10 gigabits está agora amplamente disponível. 40 gigabit e 100 gigabit também estão disponíveis por um preço.

Em terceiro lugar, você pode olhar para a agregação de links. A agregação de link é uma ferramenta útil, mas devido a limitações de design, é improvável que você veja 100% de utilização de todas as portas no grupo de agregação.

Se você precisar de mais de dois comutadores, também poderá começar a examinar topologias que não são de árvore. Infelizmente, a Ethernet não foi realmente projetada para isso, portanto as soluções para suportá-la são um pouco "aparafusadas".