В коммутаторах Catalyst 6000/6500 применена фреймовая архитектура коммутации с организацией очередей ввода/вывода. Каждый слот поддерживает несколько очередей передачи через каждый порт, причём для каждой очереди можно сконфигурировать собственные пороговые значения и глубину. Это позволяет добиться максимальной гибкости при выполнении мультимедиа-приложений и при одноадресной/групповой доставке информации. Чтобы обеспечить максимально эффективное использование доступных ресурсов и свести к минимуму потери пакетов и задержки, особенно при обработке трафика с наивысшим приоритетом, внутри каждой очереди используются механизмы WRED (Weighted random early detection - произвольное раннее обнаружение на основе взвешенных коэффициентов; этот способ позволяет избежать переполнения при пиковой рабочей нагрузке, путем задержки низкоприоритетной нагрузки для первоочередного обслуживания высокоприоритетной нагрузки) и WRR (Weighted round robin - кольцевые списки с взвешенными коэффициентами).

Сервисы Intranet на основе Cisco IOS и CiscoAssure

Архитектура программного обеспечения коммутаторов нового семейства Catalyst 6000, также как и устройств семейства Catalyst 5000, построена на основе Cisco IOS - самой мощной в отрасли операционной системы межсетевого взаимодействия. Cisco IOS предлагает широкий ряд программных сервисов, позволяющих управлять безопасностью в сети, назначать уровень качества обслуживания (QoS) и следить за его соблюдением, а также обеспечивать высокий уровень устойчивости работы. Cisco IOS обеспечивает платформу для функционирования приложений CiscoWorks2000 и Cisco Resource Manager - двух интегрированных, основанных на Web-технологии инструментов управления, поддерживаемых всеми устройствами семейства Catalyst.

Для реализации системы правил соблюдения заданного качества обслуживания (QoS) используется информация уровней 2, 3 и 4: используются биты приоритета (precedence bits) протокола IP, протоколы Cisco ISL и 802.1p или номера портов четвертого уровня.

Для гарантированного соблюдения заданного уровня QoS, в коммутаторах Catalyst 6000 и 6500 для параллельных очередей с настраиваемыми пороговыми значениями применяется метод отображения типа сервиса /класса сервиса (ToS/CoS), а также механизмы WRED и WRR. Для обеспечения своевременной доставки чувствительных к задержкам intranet-приложений также может использоваться отображение приоритетов по протоколу резервирования ресурсов - RSVP (Resource Reservation Protocol).

Использование протоколов PIM (Protocol Independent Multicast), IGMP (Internet Group Management Protocol) и CGMP (Cisco Group Management Protocol) позволяет в intranet-сети обеспечить масштабируемую полосу пропускания для выполнения приложений мультимедиа и групповой доставки. При этом коммутатор передаёт трафик только тем пользователям, которые сконфигурированы как члены конкретной группы абонентов многоадресной доставки, не пересылая его другим пользователям.

Безопасность обеспечивается за счёт фильтрации МАС-адресов на портах, благодаря чему доступ к конкретным портам разрешается только конкретным рабочим станциям. Также использование списков доступа (permit lists) протокола IP и протокола TACACS+ предотвращает несанкционированный доступ к коммутатору. Списки контроля доступа (ACL - access control lists) обеспечивают защиту сетей от несанкционированных пользователей. Для аутентификации передачи информации протоколами маршрутизации применяется шифрование по протоколу MD5 (Message Digit 5).

Для внесения оперативных изменений в конфигурацию (в случае перемещения, добавления и изменения пользователей) и для достижения оптимальной, масштабируемой производительности независимо от места физического расположения пользователей поддерживаются протоколы DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) и DNS (Domain Name System).

Порты Ethernet также можно использовать и для передачи голосовых сообщений. При этом для передачи через сеть трафика голоса и данных можно применять одни и те же механизмы соблюдения установленных правил. Благодаря этому сетевые администраторы смогут более эффективно использовать имеющиеся ресурсы и уменьшить операционные издержки за счёт упрощения сетевой архитектуры.

Новые уровни отказоустойчивости

Для обеспечения высокого уровня отказоустойчивости в коммутаторах Catalyst 6000 реализовано дублирование на уровне отдельных блоков: конструкция поддерживает избыточные модули супервизора, блоки питания, резервные подключения и, в моделях серии Catalyst 6500, коммутирующие матрицы.

Все элементы системы, включая блоки питания, вентиляторы, модули супервизора, модули линейных плат (во всех моделях) и коммутирующие матрицы (в моделях Catalyst 6500) рассчитаны на "горячую" замену, то есть компоненты можно устанавливать, вынимать или заменять, не прерывая работу коммутатора.

В конфигурации с двумя супервизорами в случае отказа основного супервизора функция Cisco Fast Switchover немедленно передаст управление коммутатором резервному супервизору в течение нескольких секунд. Резервный супервизор, синхронизированный с основным супервизором, сохраняет все настройки и использует копию действующего программного образа загрузки системы.

Все элементы системы выполнены как блоки, заменяемые на месте эксплуатации, что максимально повышает удобство технического обслуживания и сводит к минимуму простои в работе сети.

Для восстановления функционирования сети в случае отказов, коммутаторы семейства Catalyst 6000 поддерживают протокол Spanning Tree для каждой виртуальной локальной сети.

Кроме того, эти коммутаторы также поддерживают технологии Cisco Fast EtherChannel или Gigabit EtherChannel, позволяющие организовать единый логический канал из нескольких физических каналов и равномерно распределять нагрузку между ними. При этом физические каналы могут быть подключены к портам разных линейных плат.

Коммутаторы семейства Catalyst 6000 также могут балансировать нагрузку между путями на уровне 3. Для обеспечения максимальной отказоустойчивости сети коммутаторы семейства Catalyst 6000 поддерживают протокол HSRP (Hot Standby Routing Protocol), который позволяет дублировать функции маршрутизации и в случае катастрофического отказа основного коммутатора быстро переключаться на резервный.

Мощные средства управления

Коммутаторы серии Catalyst 6000 предлагают набор мощных инструментов, обеспечивающих необходимую эффективность и наглядность управления. Конфигурировать коммутаторы семейства Catalyst и управлять ими можно с помощью CiscoWorks2000 — мощного приложения сетевого управления, которое обеспечивает полномасштабный контроль над устройствами, виртуальными сетями, трафиком и соблюдением установленных правил. Приложение Cisco Resource Manager, входящее в состав CiscoWorks2000 и основанное на Web-технологии, обеспечивает автоматический сбор "инвентаризационных данных", автоматическое централизованное обновление программного обеспечения, слежение за происходящими в сети изменениями, а также контролирует работоспособность устройств и позволяет быстро локализовать неполадки.

Управление на основе правил достигается за счёт совместного использования интеллектуальных агентов, встроенных в коммутаторы, и пакета приложений CiscoWorks for Switched Internetworks Campus, который обеспечивает управление на основе правил всеми сетевыми сервисами Cisco, включая QoS, групповую доставку, защиту, восстановление работоспособности и мобильность пользователей. Управление на основе правил реализуется сервером Cisco VMPS (Virtual Management Policy Server), который встраивается во все коммутаторы семейства Catalyst 6000 и предоставляет информацию, необходимую для соблюдения установленных правил для всех сетевых сервисов Cisco.

Интеллектуальные агенты, встроенные в коммутаторы семейства Catalyst 6000, поддерживают протокол CDP (Cisco Discovery Protocol), позволяющий обнаруживать и отображать сетевую топологию, и протокол Cisco VTP (Virtual Trunking Protocol), позволяющий динамически поддерживать виртуальные сети и магистральные каналы по всей сети. Встроенные интеллектуальные агенты удалённого мониторинга (RMON) на каждом порту осуществляют мощный мониторинг и контроль трафика (поддерживаются такие группы RMON, как Statistics, history, Events и Alarms).

Расширенные возможности технологии SPAN (Switched Port Analyzer) позволяют администратору зеркалировать трафик любого порта или виртуальной сети на другой порт Ethernet или Fast Ethernet для анализа с помощью RMON-зонда или анализатора протоколов (Sniffer или SwitchProbe). Порты SPAN также можно сконфигурировать с удаленных хост-машин через магистральные каналы для проведения централизованного управления и мониторинга. Кроме того, можно использовать технологию NetFlow (реализованную в Cisco IOS) для сбора подробных статистических данных о трафике, чтобы на их основе проводить тактическое сетевое проектирование и стратегическое сетевое планирование.

Локальное управление коммутатором осуществляется через терминал или модем, подключенный к порту aux; удалённое управление осуществляется по сети с помощью протоколов SNMP, Telnet, BOOTP и TFTP.

Системные модули

Коммутаторы семейства Catalyst 6000 допускают установку разных линейных модулей с различными функциональными возможностями. В настоящее время поддерживаются следующие модули:

• Модуль супервизора
• Модуль с 48 портами 10/100 Fast Ethernet (разъёмы RJ-45)
• Модуль с 24 портами 100Base-FX (разъёмы MT-RJ)
• Модуль с 8 портами Gigabit Ethernet
• Модуль многоуровневой коммутации (MSM)

Также запланирован выпуск модулей с 16 портами Gigabit Ethernet и 48 портами 10/100 Fast Ethernet (Telco).

Модуль с 24 портами Fast Ethernet

В коммутаторах семейства Catalyst 6000 коммутирующие модули с портами Fast Ethernet
обеспечивают обработку пакетов со скоростью их передачи по каналу связи и поддерживают неэкранированную витую пару (UTP), экранированную витую пару (STP) и волоконно-оптические кабели. В коммутаторы серии Catalyst 6000 можно установить до 8 модулей коммутации.

Модуль с 8 портами Gigabit Ethernet

Путём установки дополнительных модулей ёмкость коммутаторов семейства Catalyst 6000 можно наращивать. Так, число портов Gigabit Ethernet можно довести до 130 (восемь модулей с 16 портами WS-X6416-GBIC каждый плюс два порта Gigabit Ethernet в модуле супервизора). Каждый интерфейсный модуль с 8 или 16 портами Gigabit занимает в коммутаторе Catalyst 6000 один слот (любой). Модули с портами Gigabit Ethernet соответствуют стандарту IEEE 802.3z.

Модуль супервизора

Модуль супервизора организует работу всей системы. Он оснащен необходимой логикой и интеллектом, которые позволяют ему контролировать работу линейных плат, следить за состоянием питающего напряжения, загружать при необходимости ПО в линейные платы, проводить диагностику, принимать решения по продвижению пакетов, вести сбор статистических данных и т.п.

Системное программное обеспечение размещено в локальной памяти супервизора. Имеются flash-память ёмкостью 16 Мбайт и DRAM-память ёмкостью 64 Мбайт. Кроме того, имеется энергонезависимая память NVRAM объёмом 512 кбайт для хранения системной конфигурации. Программный образ для загрузки системы хранится во flash-памяти, которая способна хранить несколько программных образов. Кроме того, имеется один слот PCMCIA, который можно использовать для хранения образов на карте flash-памяти.

В модуле супервизора имеются порты Console и Auxiliary для доступа к системе. Для обращения к системе напрямую управляющий терминал подключается к порту Console, и с него осуществляется конфигурирование через интерфейс командной строки. Порт Auxiliary используется для дистанционного доступа к системе путём подключения к модему по коммутируемой телефонной линии.

Модуль супервизора оснащён двумя портами Gigabit Ethernet, которые могут использоваться наряду с аналогичными портами коммутатора. Эти порты оборудуются гигабитными приемо-передающими вставками (GBIC) и обеспечивают тот же самый набор функциональных возможностей, что и линейные платы Gigabit Ethernet.

Многоуровневая коммутация

Для коммутаторов семейства Catalyst 6000 планируется со временем повысить уровень сетевых сервисов и производительность. Как показано на Рис. 4, на первой фазе будет использоваться модуль многоуровневой коммутации (Multilayer Switch Module — MSM). Затем последует вторая фаза, на которой к супервизору будет добавлена дочерняя функциональная плата, которая позволит повысить производительность и расширить функциональные возможности многоуровневой коммутации.

Фазы реализации многоуровневой коммутации

Модуль многоуровневой коммутации (Фаза №1)
Будучи автономным коммутирующим устройством, модуль MSM при коммутации на уровне 3 обеспечивает пропускную способность от 4 до 6 млн. пакетов/с IP, IPX и групповой IP-доставки.
Модуль MSM поддерживает все протоколы маршрутизации и рассчитывает таблицы маршрутов, чтобы создать информационную базу пересылки (FIB — Forwarding Information Base) и таблицу смежности (Adjacency Table). Эту таблицу он затем использует для высокоскоростной аппаратной коммутации кадров на уровне 3. В число поддерживаемых протоколов маршрутизации входят:

• RIP, RIP II, OSPF, IGRP, EIGRP и BGP for IP
• RIP и EIGRP for IPX
• PIM (Protocol-Independent Multicast) (режимы Dense и Sparse) и DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol) Interoperability for IP Multicast

Для обеспечения высокой доступности системы, предусмотрена возможность установки резервных модулей MSM. Кроме того, поддерживаются основанный на Cisco IOS протокол HSRP (Hot Standby Routing Protocol) и резервирование путей на уровне 3. Модуль MSM также обеспечивает широкий ряд сетевых сервисов, основанных на Cisco IOS, таких как DHCP, CDP, Trunking и др.

MSFC — функциональная плата многоуровневой коммутации (Фаза №2)
На второй фазе к супервизору будет дочерняя функциональная плата, которая позволит обеспечить производительность многоуровневой коммутации IP/IPX до 15 млн. пакетов/с и расширить число поддерживаемых протоколов для работы в сетевой среде AppleTalk, DECnet и Vines. Модернизация проводится аналогично тому, как в коммутаторах семейства Catalyst 5000 к плате Supervisor III добавляется вспомогательная плата NFFC-II.

В дополнение к сетевым сервисам, которые предоставляет модуль MSM, плата MSFC будет поддерживать списки контроля доступа, соблюдение правил при передаче трафика, сервер правил и прикладные интеллектуальные функции.

Стратегия развития системы

Планируется, что на следующих фазах новые супервизоры и линейные платы для коммутаторов серии Catalyst 6500 позволят путём масштабирования довести производительность многоуровневой коммутации до 150 млн. пакетов/с. Будущие коммутирующие модули обеспечат производительность коммутаторов серии Catalyst 6500 вплоть до 256 Гбит/с. Рис. 3 иллюстрирует эволюцию коммутаторов семейства Catalyst 6000.

Технические характеристики

Стандартные сетевые протоколы

• IEEE 802.1Q, 802.1p, 802.3x
• Ethernet: IEEE 802.3, 10BaseT и 10BaseFL
• Fast Ethernet: IEEE 802.3u, 100BaseTX, 100BaseFX
• Gigabit Ethernet: IEEE 802.3z

Сетевое управление

• CWSI — пакет управляющих приложений с графическим пользовательским интерфейсом, в том числе:

• Приложение CiscoView
• Приложение VlanDirector
• Приложение TrafficDirector
• Протокол Cisco Discovery Protocol
• VTP
• SNMP agent V.1 (RFC №1155-1157)
• SNMPv2c
• Cisco workgroup Management Information Base (MIB)
• Ethernet MIB (RFC 1643)
• Ethernet repeater MIB (RFC 1516)
• SNMP MIB II (RFC 1213)
• RMON (RFC 1757)
• Interface table (RFC 1573)
• Bridge MIB (RFC 1493)
• SMT 7.3 (RFC 1285)
• Enhanced SPAN
• Слежение за работой портов (Port snooping) и управление соединениями (connection steering)
• Интерфейс командной строки, традиционный для маршрутизаторов Cisco
• Стандартные средства обеспечения безопасности на основе Cisco IOS: пароли и протокол TACACS+
• Доступ администратора к коммутатору по протоколам Telnet, TFTP и BOOTP

Физические характеристики

• Размеры (В x Ш x Г): 61.3 x 42.5 x 44.7 см
• Минимальный вес: 29.4 кг
• Максимальный вес: 67.9 кг
• Монтируется в 19-дюймовую стойку

Электропитание

• Сила переменного тока на входе: - 8.8 А макс. при 200 В переменного напряжения
• Сила постоянного тока на входе: - 38A при 48 В постоянного напряжения и - 30 А при 60 В постоянного напряжения
• Выходная мощность (переменное напряжение): 1300 Вт макс.
• Выходная мощность (постоянное напряжение): 1360 Вт
• Теплорассеяние: 6140 брит. тепловых ед./час макс.
• Среднее время наработки на отказ (MTBF): 7 лет на системную конфигурацию

Наличие сертификатов по безопасности

• UL 1950
• EN 60950
• CSA-C22.2 №950
• IEC 950

Наличие сертификатов по электромагнитному излучению

• FCC 15J Class A
• VCCI CE II
• CE Mark
• EN 55022 Class B
• CISPR 22 Class B

Последнее изменение - 30 августа 2005 г.