Обзор архитектуры шасси Cisco на примере серии 7600

Введение

Корпорация Cisco имеет огромный спектр продукции. Казалось бы, есть одно устройство Catalyst 7609 или 6506. Но это всего лишь шасси, которое может быть нашпиговано совершенно разными платами под разные задачи.
И вот железка стоит, работает, но в какой-то момент вдруг начинается что-то неладное. А мы даже не знаем, что можно заменить, что передернуть. Либо другая задача: руководство ставит задачу установить еще одну карту с дополнительными 1GE портами, но тут же голову сломаешь от обилия различных плат и разброса стоимости на них.
В этой статье мы поймем, как же работает большое целое устройство, как взаимодействуют его компоненты, и самое главное — с чего стоит начать поиск нужного Вам компонента расширения сетевого устройства уровня ядра сети на примере Cisco 7600.

Статья расчитана на подготовленного читателя, представляющего, как работают сетевые устройства различных уровней, поверхностно знакомого с оборудованием Cisco.

Общий обзор устройства

Cisco 7600 — семейство шасси для организации ядра сети. Устройство модульное, может быть дополнено различными платами расширения. Частично подходят платы от платформы Cisco 6500. Выпускается в различных модификациях в зависимости от количества слотов расширения: бывает 7603, 7606, 7609, 7613.

Для начала просто взгляните, как это устроено. Все непонятные аббревиатуры позже будут расшифрованы.

То есть у нас в общем виде есть следующая схема: есть Supervisor, который выполняет всю интеллектуальную деятельность, и есть другие платы, которые к нему подключаются. В качестве соединителя выступает либо общая шина(Switching Bus), либо Switch Fabric. Здесь надо сказать, что платы по типу взаимодействия с supervisor бывают 3-х типов:

• Classic Line Card — работают только через шину.
• Fabric-enbaled Line Card — могут работать как через шину, так и через Switching Factory.
• Fabric-only Line Card — работают только через Switch Fabric

Supervisor Engine

Основная плата общего шасси Cisco 7600(да и 6500) — Supervisor Engine. Можно сказать, в этой плате собраны все мозги вашего маршрутизатора, без нее ничего не будет работать. Сейчас используется два основных типа этих плат: Supervisor 720 и Supervisor 32. Первый Cisco рекомендует использовать в ядре сети, второй же на пограничных узлах. В дальнейшем будем рассматривать Supervisor 720.
Сама плата тоже модульная. Вот основные ее подкомпоненты:

• MSFC(Multilayer Switch Feature Card) — отвечает за основные сетевые протоколы 2-го и 3-го уровня.
• PFC(Policy Feature Card) — работает с таблицей MAC-адресов; определяет, на каком уровне нужно обрабатывать пакет — 2-м или 3-м, пересылает пакеты на IP и MPLS; здесь же обрабатывается QoS и ACL.

Исходя из моделей этих двух подкарт и строится практически весь модельный ряд супервайзеров 720 серии.

Также в супервайзер интегрирована так называемая Switch Fabric, которая является некоторым соединительным элементом с другими платами. В отличии от общей шины этот способ соединения является полнодуплексным, работает по принципу много-ко-многим. Как раз 720 в названии модели и означает пропускную способность Switch Fabric — 720Gbps.

Switch Fabric

Фабрика — это некоторый компонент, у которого есть интерфейсы со всеми платами в шасси. Для совместимости она может работать и в режиме обычной шины. Эта возможность оставлена для карт, не поддерживающих работу через фабрику, либо для тех, которым нужна прямая связь. Можно сказать, что фабрика — некоторая таблица коммутации, только внутри шасси и для коммутации плат.
Как мы уже говорили, фабрика интегрирована в Supervisor. Также она может идти и отдельной платой. Сама фабрика является некоторым интерфейсом обмена между различными Fabric-Enabled модулями, установленными в шасси. Она двухканальная, работает в режими full-duplex.
Switch Fabric может пересылать пакеты в различных режимах в зависимости от того, что поддерживает плата расширения:crossbar, dCEF(Cisco Express Forwarding, тот же crossbar, только данные передаются по фабрике в компактной структуре, в которой удобно просматривать заголовки), bus(обычная шина).

Здесь представлен способ коммутации внутри Switch Fabric.

Дополнительные платы расширения

Шасси может быть оборудовано дополнительными платами, расширяющими возможности под Ваши потребности. Как и Supervisor, платы расширения могут иметь подплаты.
Как было написано выше, платы могут обмениваться между собой данными в режимах crossbar, dCEF и bus. Примерами плат, работающих в режиме Bus, могут служить карты семейства FlexWan. Это карты с интерфейсами WAN(ISDN, E1/T1, FastEthernet), как правило, с не очень высокой пропускной способностью. Если честно, я лично их в шасси ни разу не видел.
Современные карты, работающие с Switch Fabric в режиме crossbar, обычно имеют подслот с установленным туда модулем пересылки данных CFC(Centralized Forwarding Card). Карты же работающие в режиме dCEF имеют модуль DFC(Distributed Forwarding Card). Наличие подкарт опять же может показать команда show module <1-6>. Как раз эти платы устанавливаются в случае, если Вам нужно расширить количество портов, перейти к другим интерфейсам. Примеры здесь — 48-портовые карты, платы с 10GE-портами.

Некоторые полезные команды ios

show fabric [additional] — посмотреть состояние фабрики, режимы работы, ошибки.
show inventory [additional] — посмотреть установленные компоненты
show modules [additional] — посмотреть платы, установленные в слоты.

Используемые материалы

Немного о технологии CEF
Модельный ряд SuperVisor’ов
Особенности 65-й серии
О Switching Fabric
О CFC и DFC моделях