مدل سه لایه ای سیسکو چیست؟ معرفی مدل طراحی سوئیچ درختی

مدل سه لایه ای سیسکو چیست؟ Hierarchical Network Model چیست؟ مدل درختی، یک مدل ابداعی شرکت سیسکو است که به متخصصان، اجازه طراحی شبکه های گسترده را می دهد. این مدل پیشنهادی سوئیچ سیسکو کار طراحی، اجرا و مدیریت شبکه های عظیم را قابل انعطاف تر و راحت تر کرده می باشد. در روش های قدیمی تر طراحی و اجرای شبکه ها، سرویس های شبکه در مرکز کاربران در پیرامون قرار می گرفتند.

با اینهمه، در سالهای اخیر پیشرفتهای بسیاری در تمام زمینه های مورد بحث رخ داده می باشد. مثلا نرم افزارهای استفاده شده، محیط های کاربری گرافیکی یا GUIs، حجم اطلاعات ارسالی و پیچیدگی آن ها مثلا در مورد اطلاعات صوتی و تصویری، رشد گسترده اینترنت و موارد دیگر، همه و همه دچار تغییر و دگرگونی مثبتی شده اند.سیسکو این مدل سه لایه را جهت پوشش دادن به این رشد چشمگیر ارائه داده می باشد.

بدون در نظر گرفتن مسائل مرتبط با اندازه و نیاز شبکه ، اجرای موفق طراحی شبکه نیاز به پیروی از اصول مهندسی در زیرساخت دارد. مدل سه لایه سیسکو اصول زیر را شامل می شود.

• Hierarchy : این طراحی سلسله مراتبی به طراح کمک می کند که یک شبکه مطمئن را طراحی کند و مشکلات پیچیده طراحی را راحت تر و قابل مدیریت تر کند.
• Modularity : طراحی ماژولار که باعث می شود عملکرد بخش های مختلف موجود در شبکه به صورت یک ماژول عمل کند و به این صورت طراحی ساده تر می شود. سیسکو جندین ماژول را معرفی کرده که شامل دیتاسنتر ، لبه اینترنت ، بلوک سرویس دهی و بخش Campus می باشد.
• Flexibility : شبکه طراحی شده باید توانایی تغییرات را داشته باشد به طور مثال یک سرویس به این شبکه اضافه شود یا توان شبکه را افزایش دهیم این تغییرات باید بودن ایجاد وقفه در عملکرد و اختلال در سرویس دهی صورت پذیرد.
• Resiliency : شبکه باید بتواند در شرایط عادی و غیرعادی به کار خود ادامه دهد. در شرایط عادی ترافیک براساس انتظار ما جریان دارد ولی شرایط غیر عادی زمانی است که یک سخت افزار یا نرم افزار ما دچار مشکل شود یا ترافیک زیادی وارد شبکه شود یا حمله هایی مانند DoS ایجاد شود.

در طراحی مدل سه لایه ای سیسکو ، تجهیزات در سه لایه زیر گروه بندی می شوند:

1. Access
2. Distribution
3. Core

مدل سه لایه ای سیسکو به لحاظ مفهومی مشابه مدل هفت لایه OSI است. به طور کلی طراحی لایه ای بسیار مفید است چون هر دستگاه در هر لایه وظیفه و عملکرد مشخصی دارد که این ویژگی باعث میشود که حذف ، اضافه ، جایگزینی بخشی از شبکه به راحتی قابل انجام باشد. این انعطاف پذیری و سازگاری باعث می شود این مدل بسیار مقایس پذیر و قابل گسترش شود.

مدل سه لایه ای سیسکو

لایه Core در طراحی های سیسکو – مدل سه لایه ای سیسکو

همانطوریکه از اسم این لایه هم پیداست، به عنوان ستون فقرات شبکه عمل می کند. این لایه بین دستگاههای مختلفی که در لایه Distribution عمل می کنند، ارتباطهای پرسرعتی را ایجاد می کند. به خاطر نیاز به ارتباطات پرسرعت، این لایه فقط شامل دستگاههای سوئیچ پرسرعت می شود و به شکل نرمال، هیچ عملیات دیگری مثل ارائه سرویس های QoS و یا فیلترینگ در این لایه انجام نمی پذیرد.

به این لایه، Core لایه دوم هم گفته می شود. اطلاعاتی که از این لایه عبور می کنند، معمولا ترافیک های مربوط به Mail Serverها، نرم افزارها، Gatewayها و یا ارتباطات اینترنتی هستند.

به این لایه ستون فقرات شبکه نیز گفته می شود. در این لایه دستگاه ها با سرعت بسیار بالا مانند سوئیچ های Catalyst 6500 قرار می گیرند. لایه Core طراحی شده تا جایی که ممکن است عمل سوئیچینگ بسته را با سرعت انجام دهد و بتواند ارتباط بین بخش های مختلف مانند دیتا سنتر ، شبکه های LAN و WAN و … را برقرار کند.

در این لایه باید مسائل دسترسی پذیری (available) و جایگزینی (redundant) مورد توجه ویژه قرار گیرد. در لایه Core ترافیک بسیار زیادی از لایه Distribution به این لایه ارسال می شود و این لایه باید توان پردازش سریع این اطلاعات را داشته باشد.

لایه Distribution در طراحی های سیسکو

این لایه در وسط مدل سه لایه ای سیسکو قرار گرفته و سبب برقراری ارتباط بین لایه های Core و Access می شود. در شبکه های بزرگ معمولا روترها در این لایه استفاده می شوند ولی در شبکه های کوچکتر، بهره مند شدن از سوئیچ ها هم در این لایه معمول می باشد.این لایه وظایف زیر را برعهده دارد :

• عمل Broadcasting را بین دو لایه دیگر انجام می دهد.
• نقش آدرس دهی لایه سوم شبکه را به همراه Route Summarization بر عهده دارد.
• حفظ امنیت اطلاعات رد و بدل شده بین دو لایه دیگر را برعهده دارد. مدل سه لایه ای سیسکو
• نقش متصل کردن انواع مختلف Media به همدیگر را برعهده دارد.

جهت اینکه روترها با آدرسهای لایه سوم سروکار دارند، این دستگاهها در لایه Distribution عمل می کنند و همینطور بیشتر سیاست گذاری های شبکه هم چون با وجود روترها بی ارتباط نیستند، در این لایه بررسی خواهند شد.

نقش لایه Distribution در برخورد با Broadcasting

وقتی یک پیام Broadcast و یا Multicast در لایه Access ایجاد شد، لایه Distribution این پیامها را محدود به همان لایه Access خواهد کرد تا از بروز اختلالات مربوطه جلوگیری کند. مدل سه لایه ای سیسکو

نقش لایه Distribution در برقراری امنیت شبکه

یکی دیگر از نقشهایی که این لایه بر عهده دارد، برقراری امنیت شبکه می باشد. بدلیل اینکه سوئیچ ها در دو لایه Access و Core قرار دارند، به جز فیلتر کردن اطلاعات بر اساس آدرسهای MAC اعمال مربوط به تامین امنیت انتقال اطلاعات در این دو لایه انجام نمی گیرد. ولی چون لایه Distribution از آدرسهای لایه سوم بهره می برد، می توان به راحتی مدیریت امنیت شبکه را انجام داد.

نقش لایه Distribution در آدرس دهی لایه سوم

روترها جهت آدرس دهی منطقی یا Logical شبکه مورد استفاده قرار می گیرند. با کمک آدرس های لایه سوم می توان شبکه هایی با گستردگی زیاد و قابل انعطاف ایجاد کرد. همینطور این لایه با کمک روترها سرویسهای مختلفی مثل QoS و فیلترینگ را ارائه می کند که در مدیریت هرچه بهتر شبکه های بزرگ یاری رسان متخصصان خواهند بود.

نقش لایه Distribution در متصل کردن انواع مختلف Media به همدیگر

روترها نقش اتصال انواع مختلف از Media را برعهده دارند.همانطوریکه میدانید، سوئیچ ها چون در لایه دوم مدل OSI عمل می کنند، جهت متصل کردن Media های متفاوت به همدیگر – جهت مثال Ethernet و Token Ring – نیاز به عمل ترجمه دارند.

در حالیکه روترها در لایه سوم مدل OSI عمل کرده و نیازی به انجام عمل ترجمه بین این Mediaها ندارند. بلکه آدرس لایه سوم را از داخل فریم لایه دوم درآورده و عمل Routing را براساس این آدرسها انجام می دهند. مدل سه لایه ای سیسکو

لایه Access در طراحی های سیسکو

این مدل، یک مدل درختی است و ارتباط لایه ها با هم باید از پایین به بالا و به ترتیب انجام بگیرد.یعنی Access به Distribution و Distribution به Core. در صورتی که دسترسی این لایه ها در شبکه به شکل متقاطع یا اصطلاحا Cross باشد، مثلا Distribution به Distribution و یا Access به Access، در آن صورت شبکه ای با ساختار Flat خواهیم داشت که غیرانعطاف خواهد بود. در سطح Access تنظیماتی مثل Port Security هم انجام می شود. مدل سه لایه ای سیسکو

این لایه به عنوان شبکه پیرامونی به وسیله لایه Distribution از لایه Core جدا می شود و کار اصلی آن، مرتبط کردن کاربران با شبکه و بهینه سازی ارتباط بین سایتهاست. معمولا این کار به وسیله یک سوئیچ و یا Hub انجام می گیرد؛ ولی در شبکه های بزرگتر، روترها هم این نقش را قادر هستند ایفا کنند.

لازم به ذکر است که مدل سه لایه ای سیسکو، یک مدل منطقی یا Logical بوده و توپولوژی فیزیکی خاصی را ارائه نمی دهد.جهت مثال، سوئیچ ها در هر سه لایه مدل فوق قادر هستند به کار برده شوند. مدل سه لایه ای سیسکو

همینطور نوع دستگاه هم به وسیله این مدل تعیین نمی شود؛ مثلا سوئیچ Catalyst 5000 دارای قسمتی به نام RSM در داخل بدنه خود است که عملیات Routing را هم انجام می دهد. یعنی یک دستگاهی است که هم در لایه 2 و هم در لایه 3 فعالیت می کند. این نوع دستگاهها به شکل معمول در لایه Distribution مورد استفاده قرار می گیرند.

مسئله مهمی که در پیکربندی و طراحی شبکه های مطابق با استاندارد سیسکو مطرح است این است که نوع دستگاه استفاده شده دارای اهمیت زیادی نیست؛ بلکه نوع استفاده ای که از آن می کنیم مهمتر می باشد. مثلا باید از روترها به مناسب ترین شکلی که قادر هستند عمل کنند، در جدا کردن شبکه هایی با آدرسهای لایه سوم متفاوت استفاده شود. مدل سه لایه ای سیسکو

مثالی از ساختار Hierarchical Network Model

نوع دیگری از network Designها شبکه های campus network است که این نوع طراحی اصولا جهت مکانهایی در نظر گرفته می شود که تعداد End-Deviceها در این نوع از شبکه ها به تعداد حدبیشتر 200 میرسد. مدل سه لایه ای سیسکو

در این نوع از طراحی همانطور که از ترجمه آن مشخص است، لایه Core و Distribution با یکدیگر ادغام می شوند و تشکیل لایه جدیدی به نام Collapsed را می دهند. و از دستگاههای کمتری کمک می گیرند.

بهره مند شدن از مدل سه لایه ای سیسکو به شکل مفصل و با جزئیات بیشتر، در دوره های پیشرفته CCDA، BCMSN، ARCH مورد بررسی قرار گرفته می باشد. مدل سه لایه ای سیسکو

اتصال پورت های SFP و RJ45 در سوئیچ ها، کدام یک مناسب تر است؟

امکان دارد جهت شما هم پیش آمده باشد زمانی که سوئیچ شبکه شما دارای دو پورت SFP و RJ45 می باشند، نمی توانید تصمیم بگیرید جهت اتصال آن دو از کدام پورت کمک بگیرید. مدل سه لایه ای سیسکو

آیا انتخاب شما بهره مند شدن از ماژول فیبر نوری SFP بوده و یا بهره مند شدن از کابل اترنت؟ پس دو انتخاب داریم که یا از پورت SFP و یا پورت RJ45 استفاده نماییم. جهت انتخاب نوع پورت، عوامل مختلفی تأثیرگذار می باشند که می توانیم با توجه به آن ها نیاز خود را بسنجیم. مدل سه لایه ای سیسکو

اصول بهره مند شدن از پورت RJ45 یا SFP

اصل اول سرعت انتقال اطلاعات است که باید 1000Mbps باشد. این در حالی است که اگرفاصله بیش از 328 فوت یا 100 متر باشد، باید از ماژول فیبرنوری SFP به جای پورت RJ45 یا ماژول SFP RJ45 و جهت فواصل تا 100 متر از کابل های مسی استفاده کرد.

مدل سه لایه ای سیسکو

معرفی پورت SFP و کاربرد آن

البته لازم به ذکر است جهت انتخاب نوع پورت در فاصله های زیر 100 متر اصول مهم دیگری هم تأثیرگذار می باشند. که شامل:

مسائل امنیتی

در برخی شرایط بهره مند شدن از ماژول SFP از کابل اترنت RJ45 مثل Cat5e / 6 یا ماژول SFP RJ45 بهتر می باشد. کابل های مسی به دلیل آنکه از جریان الکتریکی کمک می گیرند راحت تر در معرض آتش سوزی و صاعقه قرار می گیرند در حالیکه ماژول های فیبر نوری این اختلال را ندارند. مدل سه لایه ای سیسکو

همینطور بهره مند شدن از ماژول فیبر نوری از نظر امنیت اینترنت بهتر می باشد. زیرا قطع انتقال داده با کابل مسی پیچیده تر از قطع آن روی کابل فیبر نوری می باشد. جهت همین در صورتی که امنیت انتقال اطلاعات جهت شما اهمیت دارد، پورت SFP جهت شما مناسب تر می باشد. مدل سه لایه ای سیسکو

قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان هم عامل اصلی انتقال می باشد. فیبرهای نوری به دلیل خصوصیت هایی که دارند بیشتر قابلیت اطمینان بیشتری را آماده می آورند. عموماً کابل های مسی به دلیل بهره مند شدن از جریان الکتریکی همواره در معرض تداخل قرار می گیرند. مدل سه لایه ای سیسکو

این مسئله معمولاً EMI نامیده می شود و وقتی ایجاد می شوند که سیگنال الکتریکی تحت تأثیر برخی عناصر خارجی مثل چیزی با ولتاژ بالا قرار می گیرند. پس در صورتی که امکان دارد تداخل جریان الکتریکی جهت شما ایجاد شود، حتما از کابل های فیبر نوری کمک بگیرید.

آینده نگری مدل سه لایه ای سیسکو

یکی دیگر از عواملی که باید در نظر گرفته شود تصمیماتی است که امکان دارد در آینده صورت گیرد جهت مثال ارتقاء سیستم جهت دستیابی به به پهنای باند بالاتر. جهت رسیدن به این اهداف کابل های فیبر نوری مناسب تر می باشند.

هزینه استقرار

وقتی عواملی که در بالا گفته شد در انتخاب ما تأثیری ندارند، عامل قیمت چیزی نیست که بتوان از آن به راحتی گذر کرد. از آنجا که درگاه اترنت Rj45 و درگاه SFP با سرعت یکسانی کار انتقال اطلاعات را انجام می دهند، انتخاب پورت های RJ45 جهت اتصال سوئیچ ها امکان دارد اقتصادی تر باشد. زیرا کابل Cat5e / 6 از قیمت پایین تری نسبت به ماژول های SFP برخودار می باشند. مدل سه لایه ای سیسکو

شرایط محیطی

در صورتی که در طول مسیر اتصال دو سوئیچ به یکدیگر، پیچ و خم های زیادی وجود داشته باشد نمی توان از فیبر نوری استفاده کرد، زیرا این مسیر سبب شکستگی فیبر و در نتیجه قطع ارتباط می شود. پس پیشنهاد می شود جهت اتصال در چنین شرایطی از پورت های RJ45 و همینطور کابل های معمولی استفاده شود.

مدل سه لایه ای سیسکو

مثال هایی جهت درک بهتر مطالب بالا

RJ45 یا SFP: تأخیر تفاوت ایجاد می کند

دو سوئیچ اترنتی را در نظر بگیرید که در دو ساختمان مختلف قرار گرفته اند و فاصله میان آن ها 300 فوت و یا بیشتر می باشد. جهت اتصال این دو سوئیچ بهتر است از پورت SFP استفاده شود و یا RJ45؟

لازم به ذکر است که یکی از سوئیچ ها دارای 24 کاربر و دیگری دارای 80 کاربر می باشد. هدف از این اتصال از بین بردن هرگونه تأخر است. مدل سه لایه ای سیسکو

این دو سوئیچ در دو ساختمان مختلف وجود دارند. چون فاصله این دو از یکدیگر از 100 متر تجاوز نمی کند جهت همین می توان از کابل های اترنت Cat5e/Cat6 استفاده کرد، شاید اصلا بهره مند شدن از فیبر نوری تفاوت آنچنانی ایجاد نکند. اما چون این دو سوئیچ در دو ساختمان قرار دارند امکان دارد بهره مند شدن از کابل های مسی به سبب ایجاد اختلال الکتریکی مناسب نباشد.

نکته : البته در مواردی امکان دارد نتوان از هر دو کابل استفاده کرد که در این حالت باید این ارتباط از طریق وایرلس صورت گیرد.

RJ45 یا SFP: مصرف برق یک چالش است

زمان اتصال سوئیچ های موجود در یک رک، بهره مند شدن از پورت های SFP متداول تر است. چرا در این شرایط از SFP استفاده می کنیم؟ در حالی که هزینه گران تری دارند.

جهت اتصال سوئیچ های اترنت از درگاه فیبر SFP به جای درگاه RJ45 استفاده می شود شاید دلیل آن وجود تداخل الکتریکی باشد. دلیل دیگر امکان دارد تعداد زیاد لینک باشد. زمانی که بیش از صد لینک وجود دارد بهره مند شدن از پورت SFP می تواند در هزینه ها صرفه جویی کند. مدل سه لایه ای سیسکو

به خاطر داشته باشید در یک زمان تنها از یکی از پورت ها می توان استفاده کرد. بهره مند شدن از هر کدام به شکل هم زمان غیر امکان دارد.

مدل سه لایه ای سیسکو

شما می توانید همین حالا برای خرید سوئیچ شبکه از طریق راه های ارتباطی ذکر شده با ما در نت یک تماس بگیرید در کنارتان هستیم تا بهترین ها را با کیفیت عالی و به صورت اورجینال عرصه کنیم.