Cisco Catalyst 6500

El Cisco Catalyst 6500 es un conmutador de red con chasis modular fabricado por Cisco Systems entre 1999 y 2015, capaz de ofrecer velocidades de hasta "400 millones de paquetes por segundo". ^{[ 1 ]}

Un switch 6500 consta de un chasis, fuentes de alimentación, uno o dos supervisores, tarjetas de línea y módulos de servicio. Cada chasis puede tener 3, 4, 6, 9 o 13 ranuras (modelos Catalyst 6503, 6504, 6506, 6509 o 6513, respectivamente), con la opción de una o dos fuentes de alimentación modulares. El motor de supervisión proporciona información y procesamiento de reenvío centralizados; se pueden instalar hasta dos de estas tarjetas en un chasis para ofrecer conmutación por error activa/en espera o con estado . Las tarjetas de línea proporcionan conectividad de puertos y módulos de servicio para integrar dispositivos como cortafuegos en el switch.

El supervisor 6500 consta de una tarjeta de funciones de conmutación multicapa (MSFC) y una tarjeta de funciones de políticas (PFC). La MSFC ejecuta todos los procesos de software, como los protocolos de enrutamiento . La PFC toma las decisiones de reenvío mediante hardware.

El supervisor tiene conexiones con la estructura de conmutación y el bus clásico, así como con la memoria flash de arranque para el software Cisco IOS .

El supervisor de última generación es el 'Supervisor 2T'. Este supervisor se presentó en Cisco Live Las Vegas en julio de 2011. Proporciona 80 gigabits por ranura en todas las ranuras del chasis 6500-E.

Actualmente, el modelo 6500 admite tres sistemas operativos: CatOS, Native IOS y Modular IOS.

CatOS solo es compatible con operaciones de capa 2 (conmutación). Para realizar funciones de enrutamiento (por ejemplo, de capa 3), el conmutador debe funcionar en modo híbrido. En este caso, CatOS se ejecuta en el procesador de conmutación (SP) del supervisor, e IOS se ejecuta en el procesador de rutas (RP), también conocido como MSFC. Para realizar cambios de configuración, el usuario debe alternar manualmente entre ambos entornos.

CatOS tiene algunas funcionalidades faltantes y ^{[ 2 ]} generalmente se considera "obsoleto" en comparación con el funcionamiento de un switch en modo nativo.

Cisco IOS puede ejecutarse tanto en el procesador de servicio (SP) como en el procesador de enrutamiento (RP). En este caso, el usuario desconoce en qué parte del switch se ejecuta un comando, aunque técnicamente se cargan dos imágenes de IOS: una en cada procesador. Este modo es el modo de distribución predeterminado para los productos Cisco y es compatible con todas las nuevas funciones y tarjetas de línea.

Modular IOS es una versión de Cisco IOS que emplea un núcleo moderno basado en UNIX para superar algunas de las limitaciones de IOS. ^{[ 3 ]} Además, permite aplicar parches a los procesos sin reiniciar el dispositivo y realizar actualizaciones en servicio.

El modelo 6500 tiene cinco modos de funcionamiento principales: Clásico, CEF256, dCEF256, CEF720 y dCEF720.

La arquitectura clásica 6500 proporciona un rendimiento de reenvío centralizado de 32 Gbit/s. ^{[ 4 ]} El diseño es tal que un paquete entrante se pone primero en cola en la tarjeta de línea y luego se coloca en el bus de datos global (dBus) y se copia a todas las demás tarjetas de línea, incluido el supervisor. El supervisor luego busca el puerto de salida correcto, las listas de acceso, la política y cualquier información de reescritura relevante en el PFC. Se coloca en el bus de resultados (rBus) y se envía a todas las tarjetas de línea. Aquellas tarjetas de línea para las que no se requieren los datos finalizan el procesamiento. Las demás continúan el reenvío y aplican la cola de salida correspondiente.

La velocidad del bus clásico es de 32 GB semidúplex (ya que es un bus compartido) y es la única forma compatible de conectar un motor Supervisor 32 (o Supervisor 1) a un 6500.

Este método de reenvío se introdujo por primera vez con el motor Supervisor 2. Al utilizarse en combinación con un módulo de matriz de conmutación , cada tarjeta de línea dispone de una conexión de 8 Gbit/s a la matriz de conmutación y, adicionalmente, una conexión al bus clásico. En este modo, suponiendo que todas las tarjetas de línea tengan conexión a la matriz de conmutación, un paquete de entrada se pone en cola como antes y sus encabezados se envían a través del dBus al supervisor. Se consultan en el PFC (incluidas las ACL, etc.) y, a continuación, el resultado se coloca en el rBus. La tarjeta de línea de salida inicial toma esta información y reenvía los datos a la tarjeta de línea correcta a través de la matriz de conmutación. La principal ventaja reside en que existe una conexión dedicada de 8 Gbit/s entre las tarjetas de línea. La tarjeta de línea receptora pone en cola el paquete de salida antes de enviarlo desde el puerto deseado.

El valor '256' se deriva de un chasis que utiliza 2 puertos de 8 GB en 8 ranuras de un chasis 6509: 16 * 8 = 128, 128 * 2 = 256. El número se duplica debido a que la estructura del conmutador es 'dúplex completo'.

dCEF256 utiliza reenvío distribuido. Estas tarjetas de línea tienen conexiones de 2x8 Gb al bus de conmutación y no cuentan con conexión de bus clásica. Solo los módulos que disponen de una tarjeta de reenvío distribuido (DFC) pueden utilizar dCEF.

A diferencia de los ejemplos anteriores, las tarjetas de línea almacenan localmente una copia completa de las tablas de enrutamiento del supervisor, así como su tabla de adyacencia L2 (es decir, las direcciones MAC ). Esto elimina la necesidad de cualquier conexión al bus clásico o el requisito de utilizar el recurso compartido del supervisor. En este caso, un paquete de entrada se pone en cola, pero su destino se busca localmente. A continuación, el paquete se envía a través de la matriz de conmutación y se pone en cola en la tarjeta de línea de salida antes de su envío.

Este modo de funcionamiento es idéntico al CEF256, salvo que utiliza dos conexiones de 20 Gb al conmutador y no requiere un módulo de conmutador (este ahora está integrado en el supervisor). Esta funcionalidad se introdujo por primera vez en el Supervisor Engine 720.

El valor '720' se obtiene de un chasis que utiliza dos puertos de 20 Gb en nueve ranuras de un chasis 6509. 40 * 9 = 360 * 2 = 720. Este número se duplica debido a que la estructura del conmutador es dúplex completo. La razón por la que se utilizan nueve ranuras en el cálculo, en lugar de ocho como en el caso del CEF256, es que ya no es necesario desperdiciar una ranura con el módulo de la estructura del conmutador.

Este modo de funcionamiento es idéntico al dCEF256, excepto que utiliza dos conexiones de 20 Gb a la matriz de conmutación.

El modelo 6500 es capaz de suministrar alta densidad de alimentación a través de Ethernet (PoE) en todo el chasis. Por ello, las fuentes de alimentación son elementos clave de la configuración.

A continuación se describen los distintos chasis 6500 y las fuentes de alimentación y cargas compatibles.

El chasis original admite hasta 2800 W, utiliza fuentes de alimentación insertadas en la parte trasera y se diferencia de los demás de la serie.

Este chasis admite hasta 5000 W (119 A a 42 V) de potencia y, al igual que el 6503, utiliza fuentes de alimentación insertadas en la parte posterior.

Debido a las limitaciones del panel posterior, el chasis original admite una potencia máxima de 4000 W (90 A a 42 V). Si se instala una fuente de alimentación superior, suministrará la potencia máxima hasta dicho límite (es decir, se admite una fuente de alimentación de 6000 W en este chasis, pero su potencia máxima será de 4000 W).

El modelo 6509-NEB-A admite una potencia máxima de 4500 W (108 A a 42 V).

Con la introducción de los chasis de las series 6506-E y 6509-E, la potencia máxima admitida se ha incrementado a más de 14500 W (350 A a 42 V).

Este chasis admite una potencia máxima de 8000 W (180 A a 42 V). Sin embargo, para alcanzarla, debe funcionar en modo combinado. Por lo tanto, se recomienda su funcionamiento en modo redundante para obtener una potencia máxima de 6000 W (145 A a 42 V).

El modelo 6500 admite fuentes de alimentación duales para mayor redundancia. Estas pueden funcionar en uno de dos modos: redundante o combinado.

En modo redundante, cada fuente de alimentación proporciona aproximadamente el 50 % de su capacidad al chasis. En caso de fallo, la fuente de alimentación restante suministrará el 100 % de su capacidad y se generará una alerta. Dado que la alimentación del chasis era suficiente de antemano, no se produce ninguna interrupción del servicio en esta configuración. Esta es, además, la configuración predeterminada y recomendada para las fuentes de alimentación.

En modo combinado, cada fuente de alimentación proporciona aproximadamente el 83 % de su capacidad al chasis. Esto permite un mayor aprovechamiento de las fuentes de alimentación y, potencialmente, una mayor densidad de PoE.

En los sistemas equipados con dos fuentes de alimentación, si una de ellas falla y la otra no puede alimentar completamente todos los módulos instalados, la administración de energía del sistema apagará los dispositivos en el siguiente orden:

• Dispositivos Power over Ethernet (PoE): el sistema apagará los dispositivos PoE en orden descendente, comenzando por el puerto con el número más alto en el módulo ubicado en la ranura con el número más alto.
• Módulos: si se requiere un ahorro de energía adicional, el sistema apagará los módulos en orden descendente, comenzando por la ranura con el número más alto. Las ranuras que contienen motores supervisores o módulos de conmutación se omiten y no se apagan.

Esta orden de cierre es definitiva y no se puede modificar.

OIR es una función del 6500 que permite el intercambio en caliente de la mayoría de las tarjetas de línea sin apagar previamente el chasis. La ventaja es que se puede realizar una actualización en servicio. Sin embargo, antes de intentarlo, es importante comprender el proceso de OIR y cómo podría requerir una recarga.

Para evitar errores en el bus, el chasis cuenta con tres pines en cada ranura, correspondientes a la tarjeta de línea. Al insertar la tarjeta, el pin más largo hace contacto y bloquea el bus (para evitar fallos). A medida que la tarjeta se introduce más, el pin central establece la conexión de datos. Finalmente, el pin más corto elimina el bloqueo del bus y permite que el chasis continúe funcionando.

Sin embargo, si se omite alguna parte de esta operación, se producirán errores (lo que provocará que el bus se detenga y, en última instancia, que sea necesario reiniciar el chasis). Los problemas comunes incluyen:

• Las tarjetas de línea se insertan incorrectamente (haciendo contacto solo con los pines de bloqueo y datos y, por lo tanto, no liberando el bus).
• Las tarjetas de línea se insertan demasiado rápido (por lo que no se recibe la señal de eliminación de bloqueo).
• Las tarjetas de línea se insertan demasiado lentamente (por lo que el bus se bloquea durante demasiado tiempo y obliga a recargarlo).

• Motor supervisor (Cisco)