C9300 Stackwise system 요약

개인적으로 기억의 기간을 늘리고자 Cisco의 white paper를 읽고 간단하게 요약한 포스트입니다.

현업에서 사용하게 되면 스태킹해서 사용할 수 있는 최대 스위치는 몇 대인지, priority는 어떻게 설정하는지, 그리고 스위치를 어떻게 넘버링 하는지의 기본적인 내용만 알아도 업무진행에는 크게 문제가 없다. (적어도 내 경험상)

 

시스코에서 소개하는 Stackwise-480/320

 

결론부터 먼저 접근하면 480/320은 throughput이다. 480G 그리고 380G. 보다 구체적으로 Modular uplink를 사용하게 되면 480G를 support 하고 Fixed uplink는 320G를 사용할 수 있다. 그럼 이 속도를 Stacked 스위치들에서 어떻게 이용할 수 있는 것일까?

 

이 기술을 이용하게 되면 최대 8대의 물리적인 스위치를 한 대처럼 운용할 수 있다. 그리고 이 스위치들은 ring topology로 구성된다. 즉, 앞서 설명된 속도는 ring topology내에서 데이터 전송의 throughput이다. Modular uplink를 사용할 경우 stack fabric은 여섯개의 unidirectional data transmission ring들로 구성된다. 하나의 링 (per stackport)이 40G의 throughput을 갖게 되니 6개의 internal stack ring을 고려하면 240G의 속도를 보장한다. 480G의 throughput은 white paper에서 설명하고 있는 것 처럼 "up to 480G of unicast with Spatial Reuse Protocol" 인 경우이다.

 

Modular uplink forwarding architecture

여러 물리적인 스위치들이 논리적인 한 대로 운용되는 기술에서 각각의 스위치는 어떻게 discover 될까?

 

우선, 모든 스위치들의 전원이 공급되고 stackport들이 up되면 Stack Discovery Protocol(SDP)에 의해서 각각의 물리적인 스위치들이 discover 된다. 이후 active election이 진행되는데 Stacking architecture에는 Active/Standby/Member라는 각각의 role이 존재한다. Active 스위치를 선출하는 두 가지 parameter는 다음과 같다.

 

• Highest Priority
• Lowest MAC address

위와 같은 parameter가 존재는 하지만 initial 부팅된 스위치의 경우 priority는 1로 기본세팅이 된다. 따라서, MAC 주소가 낮은 스위치가 Active 스위치로 선출되게 된다. 그 이후 Active 스위치는 Standby 스위치를 선출한다. 시스코에서는 priority를 설정을 권장하고 있다. EXEC mode에서 아래의 명령어를 이용해서 priority값을 변경할 수 있고 15가 가장 높은 값이다. 그리고 해당 설정은 reboot을 진행해야 적용받는 설정이다.

 

Switch> enable

Switch# switch 1 priority 15

 

특별히 C9300 스위치는 480/320의 throughput을 제공하도록 설계되어있는데 이는 credit-based algorithm에 의해서 동작하며 최적의 패킷 포워딩을 위해서 packet-stripping이 목적지 스위치에서 일어난다. 이 매커니즘을 spatial-reuse forwarding이라고 한다. 이는 parallel forwarding design을 가능케 해주는 역할을 한다. 

 

Centralized processing

위의 figure는 스택으로 구성된 C9300 스위치의 centralized control과 distributed forwardnig architecture를 보여주고 있다. QoS, ACLs과 같은 networ services들은 Active switch와 communicate 할 필요없이 각 local switch port에서 처리하도록 디자인 되어있음을 보여준다.

 

White paper의 마지막 부분에서 설명하고 있는 내용은 NSF/SSO에 대한 이야기이다. Nonstop Forwarding과 Stateful Switchover의 약자인 이 두 기술의 목적은 high availabilty의 제공이다. NSF는 SSO feature와 함께 동작하는데 이 것을 통해 standby 스위치가 active 스위치를 take over하는 fault resistance를 제공한다. 가장 간단한 예로 routing flap이 있다. Switch chassis에 문제가 있어서 rebooting이 되어 interface의 down/up이 발생하면 주변으로 라우팅 테이블 업데이트를 이 새롭게 업데이트 되고 이 것은 network performance에 영향을 준다. 하지만 해당 SSO를 통해서 switchover 된 스위치는 끊김없이 패킷을 forwarding하고 neighboring device는 link flap을 인지할 수 없는 high availability가 제공된다.

 

*L2 switching information은 지속적인 forwarding이 가능하지만 L3 트래픽은 switchover 된 스위치에서 routing table이 새롭게 populate 될 때까지 딜레이가 발생한다.

 

Reference site: www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/catalyst-9300-series-switches/white-paper-c11-741468.html

Reference site: www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst9400/software/release/16-6/configuration_guide/stck_mgr_ha/b_166_nsf_sso_9400_cg.html