1. Семейство коммутаторов
Cisco Nexus 7000
Скороходов Александр
Системный инженер-консультант

2. Требования к сети ЦОД нового поколения
Реализация в решениях Cisco
• Повышение производительности подключения серверов и
магистрали
10 Gigabit Ethernet, 40/100GE, TRILL/FabricPath
• Консолидация ввода-вывода серверов
Fibre Channel over Ethernet (FCoE/DCB), Adapter-FEX
• Более простая и «плоская» архитектура сети ЦОД без опоры на STP
Virtual Portchannel, FEX, TRILL/FabricPath
• Сетевая поддержка виртуализации
Nexus 1000V, VM-FEX, VDC
• Надѐжная и производительная связь ЦОД
OTV, LISP

3. Семейство Cisco Nexus
ответ на требования ЦОД нового поколения
• На рынке с 2008 года
• Единая операционная система NX-OS для всего семейства Nexus и MDS:
модульность и NX-OS 4.1
высокая доступность NX-OS 4.2
• Лидер рынка коммутации в ЦОД
• Более 17,000,000 портов семейства Nexus
• Более 36,000 заказчиков используют NX-OS
Nexus 7000
Nexus 1000V
Virtual Switch
Nexus 2000
Fabric Extender Nexus 3000 Nexus 4000 Nexus 5500
20
08
1K
Cisco Nexus 1000V
x86
3
TECDCT-2001 © 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public

4. Cisco Nexus 7000
Для центра обработки данных нового поколения
Непрерывная
 Модульная ОС
 Полное резервирование
работа
 ISSU без потерь
Конвергентный
 Коммутация без потерь
 Поддержка FCoE
транспорт
 Сохранение «изоляции фабрик» с VPC
 Высокая производительность


Масштабирование
Плотность 10GE портов
Поддержка 40/100GE
 Поддержка FabricPath

5. Семейство Cisco Nexus 7000
Управляющие функции,
Модули с различной плотностью полная изоляция уровней
и типом портов, коммутация и управления и коммутации.
4 варианта шасси
маршрутизация на аппаратном коммутаторов
уровне обычных и групповых Управляющие модули
пакетов, списки доступа
ACL/классификация QoS,
NetFlow. Шасси
Фабрики
коммутации
Интерфейсные
модули
Неблокируемые фабрики
коммутации с пропускной
способностью до 550
Gbps (Fab2) на слот.

6. Компоненты Nexus 7000

7. Семейство Cisco Nexus 7000
Гибкость и масштабируемость
Шасси Nexus 7004 Nexus 7009 Nexus 7010 Nexus 7018
Высота / глубина 7 RU / 62 см 14 RU / 61 см 21 RU / 84 см 25 RU / 84 см
Коммутация на слот 440 Gig/Slot 550 Gig/Slot 550 Gig/Slot (Fab2) 550 Gig/slot (Fab2)
10/40/100GE порты 96/12/4 336/42/14 384/48/16 768/96/32
Охлаждение Side-to-Rear Side-to-Side Front-to-Back Side-to-Side
2 x 6KW AC/DC 3 x 6KW AC/DC 4 x 6KW AC/DC
Блоки питания 4 x 3KW AC/DC
2 x 7.5KW AC 3 x 7.5KW AC 4 x 7.5KW AC
Минимальный Компактность Управление кабелями Максимальная
Ключевые достоинства
размер Установка вместо Cat6509 Обдув «спереди-назад» плотность

8. Шасси Nexus 7010, 21RU
Закрываемый отсек
для управления Поток воздуха
кабелями спереди-назад
Опциональные
запираемые Вентиляторы
дверцы системы
Рычаги с Вентиляторы
защѐлками фабрик
21RU
Слоты для
супервизоров(5-6) Коммутационные
Слоты для матрицы
интерфейсных (фабрики)
карт (1-4, 7-10)
Блоки питания
Забор воздуха с
опциональным
фильтром

9. Шасси Nexus 7018, 25RU Светодиоды Вентиляторы
индикации
статуса
Направляющие
Опциональная
для кабелей
запираемая
дверца
Поток воздуха
Side-to-side
Слоты для
супервизоров
25RU
(9-10) Коммутационные
матрицы
Слоты для (фабрики)
интерфейсных
карт (1-8, 11-18)
Забор воздуха Блоки питания
для блоков
питания

10. Шасси Nexus 7009, 14RU
Светодиоды
индикации
статуса Вентилятор
Слоты для
супервизоров Опциональная
(1-2) запираемая
дверца
Слоты для
интерфейсных Поток воздуха
карт (3-9) Side-to-side
14RU Коммутационные
матрицы
(фабрики)
Направляющие
для кабелей
Забор воздуха
для блоков Блоки питания
питания

11. Шасси Nexus 7004, 7RU
Выход воздуха
Вентилятор
7RU
Слоты для
супервизоров
(1-2)
Слоты для Поток воздуха
интерфейсных Side-to-back
карт (3-4)
Блоки питания
Супервизор 1 Crossbar Crossbar Супервизор 2
2 канала по 55G к ASIC ASIC
8 * 55G = до 440G для связи
супервизорам модулей между собой
Модуль 3 Модуль 4
Crossbar Crossbar
ASIC ASIC
Не нужны коммутационные фабрики

12. Разделение уровней управления и коммутации
 Полная изоляция уровней управления
(супервизор) и коммутации данных (фабрики)
 Передача данных не прекращается при
переключении супервизоров (Non-Stop
Forwarding)
 Полностью распределенная аппаратная
коммутация
 Многопоточная модульная ОС позволяет
масштабировать производительность с
многоядерными CPU Управление Коммутация
 Ресурсоемкие распределѐнные задачи
выгружаются на процессоры интерфейсных
модулей

13. Nexus 7000: супервизоры 2 поколения
Sup 2 and Sup 2E – разные уровни масштабирования
Возможности Преимущества
Более быстрые процессоры Рост производительности
Больше ядер, памяти Масштабируемость VDC, VRF, FEX...
CPU Shares Приоритезация ресурсов VDC
USB Flash Удобство использования
Sup2 Sup2E
Поддержка
FCoE на
модулях F2
Quad Core CPU 2x Quad Core CPU
12 GB of RAM 32 GB of RAM
Та же цена, что и Sup1 8+1 (Admin) VDC
4+1 (Admin) VDC Максимальная масштабируемость

14. Коммутационные матрицы
второго поколения
N7K-C7010-FAB-2 N7K-C7009-FAB-2
Рост производительности более чем в 2 раза:
• Каждая фабрика обеспечивает по 110Гбит/с на слот
• До 550 Гбит/с на слот с 5-ю фабриками
• Масштабирование и отказоустойчивость
• Более 15 Тбит/с на шасси (для 7018)
• Все поставляемые на сегодня модули поддерживаются
матрицами и 1-го и 2-го поколения N7K-C7018-FAB-2

15. Масштабируемость системы
с фабриками второго поколения
Защита инвестиций
In-service upgrade
коммутационных
фабрик
Fab2
10GbE Module
80G Fab2
550G
230G
230G
Fab2 550Gbps
230Gbps
46G Fab2 На слот
GbE Module
Fab2
Пожддержка модулей с 40/100Гбит/с портами

16. Интерфейсные модули для Cisco Nexus 7000
• M серия – L2/L3/L4 с большими таблицами (128K MAC/1M FIB) и богатым
функционалом (MPLS, VPLS*, OTV, LISP (M132), GRE, NetFlow v5/v9…)
*В будущей версии ПО
N7K-M224XP-23L 24*10G SFP+
N7K-M148GT-11L 48*10/100/1000BASE-T N7K-M108X2-12L 8*10G X2
N7K-M206FQ-23L 6*40G QSFP
N7K-M148GS-11L 48*1G SFP N7K-M132XP-12L 32*10G SFP+
N7K-M202CF-23L 2*100G CFP
M1XL, 46G на слот M1XL, 80G на слот M2, 240G на слот
• F серия – Высокопроизводительные модули, с низкой задержкой и
энергопотреблением, поддержка FCoE, FabricPath/TRILL
N7K-F132XP-15 32*1/10G SFP N7K-F248XP-25 48*1/10G SFP+
N7K-F248XP-25E 48*1/10G SFP+ F248XT-25E 48*1/10GBASE-T
Только L2

17. Модуль M2 24 порта 10 GE
N7K-M224XP-23L
• 24 порта 10G с трансиверами SFP+
• До 384 портов на шасси
• Производительность 240G /120Mpps
• Поддержка коммутационных фабрик 1-го и 2-го поколения
• Активируемая лицензией XL функциональность
• Поддержка FEX
N7K-M224XP-23L

18. Модуль M2 6 портов 40 GE
N7K-M206FQ-23L
• 6 портов 40G с трансиверами QSFP+
• До 96 портов на шасси
• Производительность 240G /120Mpps
• Поддержка коммутационных фабрик 1-го и 2-го поколения
• Активируемая лицензией XL функциональность
• Поддерживаемые трансиверы: QSFP-40G-SR4 (первоначально)
• Поддержка до 24*10G с использованием переходных кабелей*
N7K-M206FQ-23L
*В будущей версии ПО

19. Модуль M2 2 порта 100 GE
N7K-M202CF-22L
• 2 порта 100G с трансиверами CFP
• До 32 портов на шасси
• Производительность 200G /120Mpps
• Поддержка коммутационных фабрик 1-го и 2-го поколения
• Активируемая лицензией XL функциональность
• Поддерживаемые трансиверы: CFP-100G-LR4 (первоначально)
• Модуль готов к поддержке 10G/40G
N7K-M202CF-22L

20. Модуль F2 48 портов SFP+ 1/10G
N7K-F248XP-25
• 48 портов 1G/10G SFP+ • Поддержка фабрик 1 и 2 поколения
• Коммутация L2 / L3 с сервисами L3/L4 • Неблокируемая L2/L3 коммутация на всех
(ACL/QoS) 48 портах
–32K FIB TCAM • Производительность:
• Поддержка классического Ethernet и – 480 Гбит/с на слот
FabricPath – 714 Mpps на слот
• Поддержка DCB/FCoE (требует Sup2) • Задержка коммутации ~6 мкс
• Поддержка FEX • Требует отдельного VDC

21. Модуль F2Е 48 портов SFP+ 1/10G
N7K-F248XP-25E
 Общие возможности для F2 и F2E:
 48 портов 1/10GE (SFP+)
 Неблокируемая коммутация Layer 2 / Layer 3
 Поддержка FCoE, FabricPath, FEX
 Дополнительные возможности F2E (* - в планах, потребуется новая версия NX-OS):
 Может работать (в L2 режиме) в одном VDC с M1XL/M2 картами*
 MACSec (802.1AE) – 8 портов*
 IPv6 DSCP-to-Queue Mapping
 Возможности, открываемые взаимодействием F2E и M1XL/M2 карт:
 Интеграция FabricPath сети с MPLS и LISP
 Масштабирование числа MAC адресов
N7K-F248XP-25E

22. Модуль F2Е 48 портов 1/10GBASE-T
N7K-F248XT-25E
 48 портов 1G/10G по «витой паре» - до 100 м (в зависимости от СКС)
 Возможность для миграции серверных подключений с 1G на 10G
 Неблокируемая коммутация L2 / L3 с сервисами L3/L4 (ACL/QoS)
 Поддержка классического Ethernet и FabricPath
 Невысокое энергопотребление ~8 Вт на порт
 Поддержка Energy Efficient Ethernet (EEE)
 Возможности F2E аналогичные карте N7K-F248XP-25E (SFP+)

23. Общие рекомендации по использованию модулей
серий M и F
M1/M2 F2 F1
Высокая плотность 1/10GE ✔ ✔
Миграция с 1 на 10GE ✔ ✔
Уровень доступа Низкая задержка ✔ ✔
L2 и L3 ✔ ✔
FabricPath Leaf ✔ ✔
Высокая плотность 10GE ✔
Большие таблицы маршрутизации и ACL ✔
Граница Layer2-Layer3 ✔ ✔
Уровень агрегирования FabricPath Spine ✔ ✔
FEX based POD ✔ ✔
MPLS в ядро ✔
OTV и LISP ✔
Высокая плотность неблокируемы х 10GE ✔ ✔
Большие таблицы маршрутизации и ACL ✔
Уровень ядра
Layer 3 ✔ ✔
MPLS ✔
✔ Основной вариант ✔ Альтернатива

24. Виртуальное модульное шасси с FEX
Nexus 5500/7000 + Nexus 2000
Cisco Nexus® 7000
Cisco Nexus® 5500
+
+
Распределѐнный виртуальный
модульный коммутатор
(до 48FEX/2048 Ethernet
Cisco Nexus® 2000 FEX интерфейсов на N7K/SUP2E)
Cisco Nexus® 2000 FEX
• Nexus 2000 FEX выполняет роль виртуальной карты для Nexus 5500/7000
• Единый конфигурационный файл
• Между FEX и Nexus 5500/7000 не используется STP

25. Варианты подключения Cisco Nexus 2000 к Cisco
Nexus 7000
active standby active active active active
5.1 5.1 5.1 5.2 5.2 (VPC+: 6.1(2))
• Подключение сервера одним каналом
• Подключение сервера двумя каналами – NIC teaming
• Объединение двух каналов с разных FEX в Portchannel (active/active)
• Подключение сервера Portchannel–ом к одному FEX
• Объединенный с двух FEX Portchannel

26. Операционная система NX-OS

27. Cisco NX-OS: операционная система
разработанная для ЦОД
IOS
Catalyst 6500
CatOS
Nexus 7000/5000/1000V
NX-OS
SAN-OS
MDS 9000

28. Архитектура NX-OS
Layer 3 Protocols Layer 2 Protocols Storage Protocols Other services
HA Manager
OSPF GLBP VLAN UDLD
VSANs Zoning … …
BGP HSRP PVLAN CDP
FCIP FSPF … …
EIGRP IGMP STP 802.1X
IVR … … …
PIM SNMP LACP CTS
… …
Инфраструктура
Ядро
• Основные технологии ЦОД: коммутация 2 и 3 уровней, протоколы
сети хранения
• Модульный код с вытесняющей многозадачностью
• Каждый процесс работает в своей области памяти
• Автоматический перезапуск процессов с восстановлением
состояния

29. Перезапуск процесса
с сохранением состояния
 Процессы могут перезапускаться
Перезапуск!
за миллисекунды и сохранять
TCP/UDP
HSRP
предыдущее состояние
LACP
OSPF
IPv6
STP
PIM
BGP
etc
 Результат: отсутствие влияния HA Manager PSS
на взаимодействие с соседними Kernel
устройствами N7K Data Plane
 Для всех L2 протоколов и
OSPFv2

30. Обновление ПО «на лету»
In Service Software Upgrade (ISSU)
Upgrade and reboot
Initiate stateful failover
Upgrade and reboot
Upgrade and reboot I/O CPU
In Service Software Upgrades
Active Standby
Release
Release Release
Предотвращение плановых Release 4.2
etc.
4.2 4.1
OSPF
OSPF
etc.
BGP
PIM
PIM
4.1
BGP
простоев
Обновление на minor и major HA Manager Kernel Manager
HA
Kernel
версии NX-OS N7K Data Plane
Поддержка критичных функция
для L2/L3
Release
Release
4.2
4.1
I/O Module Images

31. Виртуализация на Nexus 7000
VDC 2
VDC 1
Layer 2 Protocols Layer 3 Protocols
Layer 2 Protocols Layer 3 Protocols VLAN UDLD OSPF GLBP
VLAN UDLD OSPF GLBP VDC 1 PVLAN CDP BGP HSRP
PVLAN CDP BGP HSRP STP 802.1X EIGRP IGMP
STP 802.1X EIGRP IGMP VDC 2 LACP CTS PIM SNMP
LACP CTS PIM SNMP … …
… …
VDC 3
VDC 4
Инфраструктура
Ядро
VDC – Virtual Device Context Все функции VRF-aware
• Изоляция программных компонент и протоколов Дополнительный уровень
• Изоляция аппаратных ресурсов и данных виртуализации для разделения
• Полная изоляция доменов управления и трафика разных задач и
доменов передачи данных обеспечивает
безопасность подсистем
• До 8+1 VDC с Sup 2E

32. Virtual Port Channel на Cisco Nexus
Обзор функции
• Возможность организации агрегированного
канала (port channel) приходящего на два
разных коммутатора
• Избавляет от опоры на STP
• Использование полосы всех имеющихся Без vPC
соединений
• Быстрая сходимость при отказе устройства
или канала
• Обеспечение отказоустойивости и
масштабируемости при подключении
серверов
• Сокращение CAPEX и OPEX
• Совместимость со всеми функциями С использованием vPC

33. Эволюция сетевой архитектуры
Spanning-Tree vPC FabricPath
16
Switches
Активных Один Два 16 путей
путей Полоса
До 10 Гбит/с До 20 Гбит/с До 160 Гбит/с пропускания
Преимущества Cisco FabricPath
• Создаѐт сетевую «фабрику», работающую как один коммутатор → разрушает «острова»,
делает возможной мобильность нагрузки
• Упрощение дизайна – меньше коммутаторов, ниже переподписка, выше «горизонтальная»
масштабируемость
• Опора на открытый протокол с важными усовершенствованями
• Упрощение взаимодействия между сетевои и серверной «командами»

34. Технология FabricPath
Превращает сеть в единую коммутационную среду
FabricPath
• Оптимальная коммутация на 2 уровне с использованием
произвольной топологии
• Простая настройка превращает сеть в «фабрику»:
N7K(config)# interface ethernet 1/1
N7K(config-if)# switchport mode fabricpath
• Не опирается на STP – используется открытый протокол,
основанный на принципах маршрутизации (IS-IS)

35. Nexus 7000 FCoE
Конвергентное решение директорного класса
Функционал
 Первый конвергентный
коммутатор класса  VE_port, NPIV, FCoE ISL, FSPF, FCoE Multihop (7 hops), IVR
«директора»
 До 16-ти портов в группе при подключении к FCoE
 Самая коммутаторам (Nexus5000, MDS9500)
высокопроизводительная
коммутационная  Поддержка стандартов T11 FCoE, IEEE DCB
платформа для сетей
хранения
F2/F2E 48 портов
F1 32 порта
Преимущества
 Соответствует требованиям высокой доступности для критичных SANs
 Использование для iSCSI, NAS, и FCoE
 Масштабируемость более 15Tbps, готовность к 40G и 100G
© 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential

36. Применение Nexus 7000

37. Cisco Nexus 7000 в архитектуре ЦОД
IP

38. Cisco Nexus 7000 на уровне ядра ЦОД
• Высокая надежность, высокая доступность и
быстрая сходимость
ISSU, HA, nonblocking operations, FabricPath
• Большие таблицы маршрутизации
До 1М RIB, 128K MAC, MPLS
• Масштабируемость и большая плотность
неблокируемых портов
550Гбит/с на слот, до 768 неблокируемых 10Гбит/с портов,
поддержка 40/100Г
• Сегментация/изоляция/виртуализация
VDC, VRF

39. Cisco Nexus 7000 на уровне агрегации ЦОД
• Масштабируемость и высокая плотность
неблокируемых портов 10Гбит/с
550Гбит/с на слот, до 768 неблокируемых 10Гбит/с
портов, поддержка 40/100Г
• Большие таблицы маршрутизации
До 1М RIB, 128K MAC, MPLS
• Консолидация сети передачи данных и сети хранения
Director-class FCoE, DCB
• Высокая доступность, надежность, балансировка нагрузки
ISSU, HA, nonblocking operations, vPC, FabricPath
• Сегментация/изоляция/виртуализация
VDC, VRF
• Масштабируемость control plane и функции мониторинга
Netflow, CoPP и ограничение аппаратными средствами полосы пропускания

40. Cisco Nexus 7000 на уровне доступа ЦОД
• Высокая плотность портов доступа1/10Гбит/с
768 портов 1/10Гбит/с, поддержка “виртуальных модулей”
- Nexus 2000
• Масштабируемость и гибкость решения
EOR/MOR/TOR (Nexus 2000), миграция с 1Гбит/с на
10Гбит/c
• Консолидация ввода-вывода серверов
Director-class FCoE, DCB
• Высокая доступность и надежность
ISSU, HA, vPC, FabricPath Leaf/VPC+
• Сегментация/изоляция/виртуализация
VDC, VRF

41. Cisco Nexus 7000 для связи ЦОД
IP
• OTV (Overlay Transport Virtualization)
Изоляция сбоев,
L2 связь через любые доступные каналы (IP, MPLS, темная оптика)
Простое объединение любого количества площадок ЦОД
• LISP – оптимизация пути к сервисам
• FCoE на расстоянии до 80 km (карты F2)
• Высокие скорости: 10G/40G/100G
• Дальнобойные трансиверы: SFP-10G-LR, SFP-10G-ER, SFP-10G-ZR, DWDM SFP+
• MacSec – L2 шифрование на скорости порта
• Сегментация/изоляция/виртуализация
VDC, VRF

42. Сочетание уровней в Nexus 7000 с помощью VDC
2in1
Инфраструктура внутри ЦОД + Связь между площадками ЦОД

43. Спасибо!
Заполняйте анкеты он-лайн и получайте подарки в Cisco
Shop: http://ciscoexpo.ru/expo2012/quest
Ваше мнение очень важно для нас!