Commutation de réseau local

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1 Commutation de réseau local Ethernet partagé et hdx J.P. Arnaud Commutation de réseau local

2 Ethernet partagé et hdx Cas à deux serveurs Apport de la commutation J.P. Arnaud Commutation de réseau local 2 2

3 Bus Unique Le plus simple 0 Gbps Multicast facile Blocage si over-subscription du bus Bus Multiple Contrôle du blocage plus complexe Vitesse du Bus généralement supérieure au débit des portes Débit comparable au bus unique 0 Gbps Multicast facile J.P. Arnaud Commutation de réseau local 3 3

4 Commutation (Blocante) Circuiterie plus complexe Généralement basé sur ASICs Multicasts par copie de trame La matrice interne focntionne à la vitesse des entrées Probabilité élevée de blocage Jusqu à 200 Gbps Matrice non blocante Circuiterie plus complexe Généralement basé sur ASICs Multicasts par copie de trame La matrice interne focntionne généralement à une vitesse supérieure à celle des entrées Faible probabilité de blocage Jusqu à 200 Gbps J.P. Arnaud Commutation de réseau local 4 4

5 Files d attentes internes M M Evolutivité facile M = ombre de Portes Difficulté d implémentation Priorités des files d attente Taille des tampons Multicast Files d attente en entrée b M b M M = nonmbre de Portes b = nonmbre de tampons Simple à implémenter Blocagepotentiel en entrée Limitation possible à 50 60% de la vitesses des portes J.P. Arnaud Commutation de réseau local 5 5

6 File d attente en sortie b M b M M = nonmbre de Portes b = nonmbre de tampons Pas de blocage en entrée Risque de blocage des tampons sur surcharge des tampons (bouffées de trafic) File d attente en sortie/tamponspartagés M M Mb Mb Mb M = nonmbre de Portes b = nonmbre de tampons Débit maximum à volume de tampon minimal J.P. Arnaud Commutation de réseau local 6 6

7 Cut-through Store-and-forward Technologie Cut-Through Tampons Trame entrante bytes Trame sortante J.P. Arnaud Commutation de réseau local 7 7

8 Très faible latence Cut-Through Transmission des fragments résultant de collisions Transmission des trames en erreur runts, bad CRC, giants Excellent quand les contraintes temporelles sont plus importantes que le contrôle d erreur Fragment free Cut-Through contrôle des runts et des fragments Adaptive error free Passge au store-and-forward sur dépassement d un seuil d erreur Passage au cut-through quand le taux d ereur passe au dessous du seuil d erreur J.P. Arnaud Commutation de réseau local 8 8

9 Store-and-Forward Stockage de la trame entière avant commutation Latence augmentée (stockage à la vitesse du medium) Excellent si le stockage est nécessaire Porte serveur oversubscribed Backbone switch Cisco LAN Switching Family Increase bandwidth and performance of existing network Replace shared hubs in wiring closet desktop switching Optimize client/server performance workgroup switching 2 Migrate from shared to switched backbone backbone switching 3 Enable virtual LANs across switched network Catalyst 600 Catalyst 3000 Family Backbone 3 Migrate to Switched Network Catalyst 5000 Catalyst 200 Catalyst 2000 Series 0BaseT Hub Catalyst 700 Desktop Workgroup Microsegment Clients 2 Optimize Client/ Server Performance Replacement in Wiring Closet J.P. Arnaud Commutation de réseau local 9 9

10 Commutation et microsegmentation Disponibilité des serveurs attachement FDX J.P. Arnaud Commutation de réseau local 0 0

11 Evolution vers ATM Fonctionnement d un commutateur 0 Mbps A 2 From: A Transmission des paquets basée sur recherche dans la table Fonctionne au niveau OSI couche 2 Basé sur MAC (Layer 2) addresse B 0 Mbps Application Presentation Session Transport Network Data Link Data Link J.P. Arnaud Commutation de réseau local

12 Fonctionnement d un Routeur 0 Mbps A 2 From: A Transmission des paquets sur la base d une table Fontionne au niveau OSI couche 3 Basé sur l adresse de couche 3 (ie. IP address, IPX address) B 0 Mbps Application Presentation Session Transport Network Physical Comparaison Contrôle descontrôle des Connectivité Collisions Broadcasts Hub oui non non LAN Switch oui oui non Routage oui oui oui J.P. Arnaud Commutation de réseau local 2 2

13 Catalyst 200 Configurations 8-port 0BaseT half-duplex FDDI port UTP DAS MMF DAS K or 4K CAM table Catalyst 200 Architecture FDDI CAM Filter SRAM DRAM Flash Data Movement Processor DMP RISC Sonic-T EC Port 3 Port Port 2 A/B Fiber or Copper Formac and PHYs FDDI/CDDI Interface BIGA DMA Engine RS232 Header 32 EPROM Flash Frame Buffer and Control Buffer Memory DRAM NVRAM Serial EEPROM NMP CPU MFP UART EC Sonic-T (Admin Interface) EC Sonic-T 8 Segment Ethernet 0BaseT Interface Port 0 FDDI/CDDI Interface Network Management Processor J.P. Arnaud Commutation de réseau local 3 3

14 FDDI Catalyst 200 Performance Forwarding rate: 60,000 pps IP rate: 40,000 pps Ethernet Forwarding rate: 4,860 pps/port (59,440 pps for 4 streams) IP rate: 0,500 pps/port (42,000 pps for 4 streams) Latency (LIFO) Ethernet Ethernet < 64 us FDDI Ethernet < 00 us IP Routing < ms Catalyst 3000 Configuration High-speed stackable switching 6 switched 0-Mbps ports Two expansion slots 0BaseT, 0BaseFL, 00BaseTX/FX, 00VG-AnyLAN or ATM Full-duplex on all ports (0 and 00-Mbps, StackPort, ATM) Cut-through/store-and-forward switching Virtual LANs throughout stack 0,000 addresses per system, 700 per port J.P. Arnaud Commutation de réseau local 4 4

15 Overview of Architecture AXIS Bus Mbps Mbps The Arbiter Network Memory CPU i960sa ASIC Processor (CPA) 92 KB Buffer LMA Port Address Table Port Address Table 256 KB Buffer SFP ASIC High Speed ASIC StackPort Table 256 KB Buffer High Speed ASIC CPU Memory Master Table Central Processing Unit LAN Modules Ethernet Ports 6 4-port 0BaseT 3-port 0BaseF High Speed Expansion Module 00BaseTX 00BaseFX ATM StackPort Module Catalyst 3000 Matrix Cross-bar switching matrix Uses round-robin port arbitration between 8 ports 4.8 Gbps switching system non processor resident in the matrix Buffering and address learning is provided on the StackPorts J.P. Arnaud Commutation de réseau local 5 5

16 Catalyst 3000 Performance Ethernet Forwarding rate: 4,880 pps/port (78,560 for 2 streams half-duplex) 357,20 for 24 streams full-duplex Fast Ethernet Forwarding rate: 48,800 pps/port Latency (FIFO) Cut-through: 4 us C3000 Matrix Performance High speed uplink Pro 6 to Pro 6 via matrix 56,254 pps uni-directional 32,508 pps bi-directional Aggregate matrix throughput on 8 ports 2,500,064 pps Latency through the matrix us J.P. Arnaud Commutation de réseau local 6 6

17 Configuration test Performances (kbps) Hub HDX Switch HDX Switch FDX Switch HDX 2 cartes Switch FDX 2 cartes J.P. Arnaud Commutation de réseau local 7 7

18 Trafic bidirectionnel (Mbps) HDX FDX FDX 2 NIC Administration Les Vlan déplacement des stations Contrôle des broadcasts Sécurité Migration J.P. Arnaud Commutation de réseau local 8 8

19 Les Vlan : niveau 3 Les Vlan : niveau 2 J.P. Arnaud Commutation de réseau local 9 9

20 Les Vlan : administration Statique simplicité Dynamique adresse Mac adresse logique protocole Les Vlans : plan d'adressage ATM 802.q Tag Protocol Identifier (2 octets) Tag Control Identification (2 octets) priorité (3 bits) Vlan id (2 bits) J.P. Arnaud Commutation de réseau local 20 20