一般的なネットワーク設計は、コア、ディストリビューション、アクセス レイヤで構成されています。Cisco Catalyst 3850 シリーズ スイッチのデフォルト モードはスタンドアロンです。2 台の冗長スイッチをディストリビューション レイヤに展開する場合は、次のネットワークの課題が生じます。
アクセス レイヤ間で VLAN ID を再使用する場合、ネットワークの全体的なパフォーマンスに影響するスパニング ツリー ループが生じる。
スパニング ツリー プロトコル ループ、ルートおよびブリッジ プロトコル データ ユニット管理に対してレイヤ 2 ネットワークを保護するには、スパニング ツリー プロトコルと設定が必要。
IP ゲートウェイの機能を仮想化するために、First Hop Redundancy Protocol などの追加のプロトコルが必要。これは、各 VLAN の STP ルートのプライオリティに対して整合性を確保する必要がある。
Protocol Independent Multicast 代表ルータ(PIM DR)設定を最適化し、VLAN 上にマルチキャスト転送トポロジを選択的に構築する必要がある。
スタンドアロンのディストリビューション レイヤ システムは、プロトコル駆動型のリモート障害検出を提供するため、コンバージェンス時間が遅くなる。FHRP と PIM のタイマーを最適化し、迅速な障害の検出と回復プロセスに対応する必要がある。
アグリゲーション レイヤとコラプスト アグリゲーション レイヤおよびコア レイヤには、Cisco StackWise Virtual モデルが推奨されます。Cisco StackWise 技術では、イーサネット ネットワーク上に拡張する場合、従来のバック
スタック ケーブルの長さが制限にならないため柔軟性が得られます。スタックは冗長 40-G または 10-G ファイバ リンク上に形成でき、ディストリビューションまたはアグリゲーション スイッチを長距離にわたって展開できます。
STP では、ディストリビューション スイッチに接続されているポートの 1 つをアクセス スイッチ上でブロックし続けます。注意してください。この結果、アクティブ リンクに障害が発生すると STP コンバージェンスを引き起こし、ネットワークにはトラフィックの損失、フラッディング、トランジェント
ループの可能性といった問題が生じます。一方、複数のスイッチが論理的に 1 つのスイッチにマージされている場合、ディストリビューション スイッチによりすべてのアクセス スイッチで EtherChannel バンドルを形成できるため、EtherChannel
内にリンク障害が生じても、EtherChannel 内の少なくとも 1 つのメンバーがアクティブであれば影響はありません。
図 1. Cisco StackWise Virtual を使用した一般的なネットワーク設計
複数の物理スイッチの 1 つの論理スイッチへの仮想化は、コントロールと管理プレーンの観点のみに基づきます。コントロール プレーンが共通のため、ピア スイッチに対する 1 つの論理エンティティのように見える場合があります。スイッチのデータ プレーンは分散されます。各スイッチは、他のメンバーを使用せずにローカルのインターフェイス上で転送できる能力を備えています。ただし、スイッチに到着するパケットを異なるメンバーのポートから転送する必要がある場合は、入力スイッチで入力処理が実行された後にパケットの転送コンテキストが宛先スイッチに渡されます。出力処理は出力スイッチでのみ実行されます。これにより、宛先ポートがローカル
スイッチにあるかリモート スイッチにあるかに関係なく、データ プレーンの動作はスイッチ全体で均一になります。ただし、共通のコントロール プレーンにより、各転送エンティティのデータ プレーン エントリはすべてのスイッチで同等になります。
また、Cisco StackWise Virtual をアクティブにするスイッチ、コントロール プレーンのスタンバイにするスイッチを選択する選定メカニズムもあります。アクティブ スイッチは、すべての管理、ブリッジング プロトコル、ルーティング
プロトコル、およびソフトウェア データ パスを担います。これらは、Cisco StackWise Virtual アクティブ スイッチのアクティブ スーパーバイザで集中管理されます。
Cisco StackWise Virtual メンバー スイッチは、Virtual Communication Manager(VCM)と呼ばれる仮想ソフトウェア モジュールを使用して StackWise Virtual リンク上で互いに通信します。
Cisco StackWise Virtual ソリューションのコンポーネントは次の通りです。
StackWise Virtual リンクは、イーサネット上でスイッチを接続するリンクです。通常、Cisco StackWise Virtual は複数の 10-G または 40-G の物理リンクで構成されています。スイッチング ユニット間のすべてのコントロール
トラフィックとデータ トラフィックの伝送を行います。物理ポートは、StackWise Virtual リンクとして設定できます。スイッチの電源を入れてハードウェアが初期化されると、コントロール プレーンの初期化の前に、設定されている StackWise
Virtual リンクを探します。
Cisco StackWise Virtual Header(SVH)は 64 バイトのオーバーヘッド フレームで、Cisco StackWise Virtual ドメインの 2 つのスタック メンバー間で各 SVL を通過するコントロール、データ、管理プレーンのすべてのトラフィックに追加されます。SVH
カプセル化トラフィックは OSI レイヤ 2 で動作し、Cisco StackWise Virtual が有効なスイッチでのみ認識および処理できます。SVL インターフェイスはブリッジング不可で、L2 または L3 ネットワーク上でルーティング不可のトラフィックを許可します。