Dự phòng cho switch 9300

[dangquangminh]

Hình trên mô tả mặt sau của Cisco Catalyst 9300X khi triển khai theo mô hình StackWise + StackPower. Đây là một trong những dòng switch access có khả năng đạt mức High Availability (HA) rất cao, gần giống một chassis switch, mặc dù thực tế được ghép từ nhiều switch độc lập.

Để đạt mức dự phòng và sẵn sàng cao nhất, cần xem xét riêng từng thành phần: Data Plane (StackWise), Power Plane (StackPower), Fan và SSD Storage.

---

1. Dự phòng Data: StackWise với băng thông 1 Tbps


Trong hình, các cáp màu đen ở bên trái là:

Data Stack Cables – 1T Stacking Bandwidth

Đây là các cáp StackWise-1T dùng để kết nối nhiều switch Catalyst 9300X thành một logical switch duy nhất.

Ví dụ:
SW1
SW2
SW3
SW4 Không nên đấu dạng Daisy Chain


Ví dụ:
SW1 --- SW2 --- SW3 --- SW4

Nếu cáp giữa SW2 và SW3 bị đứt:
SW1 --- SW2 SW3 --- SW4

Stack bị chia thành hai phần (Stack Split).

Các switch có thể reload hoặc xảy ra split-brain.

Mức sẵn sàng không cao.

---

Nên đấu dạng Ring (khuyến nghị của Cisco)

SW1 ---- SW2
| |
| |
SW4 ---- SW3

Hoặc:
SW1 <--> SW2
^ |
| v
SW4 <--> SW3

Mỗi switch sử dụng:

• Stack Port 1
• Stack Port 2

để tạo thành một vòng kín.

Ví dụ:
SW1 Port1 -> SW2 Port2
SW2 Port1 -> SW3 Port2
SW3 Port1 -> SW4 Port2
SW4 Port1 -> SW1 Port2

Khi đó: Bình thường


Lưu lượng có thể đi theo hai chiều:
Clockwise
Counter-clockwise

Băng thông stack:
1 Tbps

---

Nếu một cáp bị đứt


Ví dụ:
SW2 -----X----- SW3

Stack vẫn còn:
SW2 -> SW1 -> SW4 -> SW3

Toàn bộ switch vẫn hoạt động.

Người dùng gần như không bị gián đoạn.

Đây là lý do Cisco luôn khuyến nghị:

Deploy StackWise in a full ring topology.

---

2. Dự phòng nguồn điện: StackPower


Trong hình, các cáp ở giữa là:

StackPower cables

Khác với StackWise dùng để trao đổi dữ liệu, StackPower dùng để chia sẻ nguồn điện giữa các switch.

Có thể xem nhiều switch như một "power pool".

---

Ví dụ


Giả sử: SW1


2 PSU x 1100W
2200W SW2


2 PSU x 1100W
2200W SW3


2 PSU x 1100W
2200W SW4


2 PSU x 1100W
2200W

Tổng:
8800W

Các switch chia sẻ công suất với nhau thông qua StackPower.

---

Đấu nối StackPower dự phòng cao nhất


Cisco cũng khuyến nghị đấu theo dạng Ring:
SW1 ---- SW2
| |
| |
SW4 ---- SW3

Nếu một cáp StackPower bị lỗi:
SW2 ---X--- SW3

Nguồn vẫn đi theo đường còn lại:
SW2 -> SW1 -> SW4 -> SW3

Power Pool không bị mất.

---

Các chế độ StackPower

1. Power Sharing Mode


Toàn bộ nguồn được gom lại thành một pool.

Ví dụ:
Total = 8800W
Consumption = 5000W

Dư:
3800W

Nếu một PSU bị hỏng:

Các switch khác cấp điện bù.

Phù hợp môi trường:

• Campus
• Access Layer
• PoE lớn
• Wi-Fi 7 AP
• Camera

---

2. Redundant Mode


Một phần nguồn được giữ làm dự phòng.

Ví dụ:
Need = 5000W
Reserve = 2200W

Nếu mất một PSU:
Reserve PSU

sẽ tự động cấp điện.

Đây là chế độ được khuyến nghị cho:

• Hospital
• Factory
• Datacenter Edge
• Financial Network

---

3. Dự phòng Power Supply (PSU)


Trong hình:
Redundant power
Optional power supplies (AC+DC)

Catalyst 9300X hỗ trợ: Dual PSU


Ví dụ:
PSU1 : AC 1100W
PSU2 : AC 1100W

hoặc
PSU1 : AC
PSU2 : DC

(AC+DC mixed mode)

---

Đấu nối dự phòng cao nhất

Mô hình A/B Feed


Nguồn A:
UPS-A
Generator-A

Nguồn B:
UPS-B
Generator-B

Đấu:
PSU1 -> UPS-A
PSU2 -> UPS-B

Nếu:

• UPS-A hỏng
• PDU-A hỏng
• MCB-A nhảy
• Mất điện nhánh A

Switch vẫn hoạt động nhờ PSU2.

Đây là mô hình thường thấy trong:

• Data Center
• Hospital
• Banking
• Manufacturing

---

Kết hợp với StackPower


Ví dụ:
SW1 PSU1 -> UPS-A
SW1 PSU2 -> UPS-B

SW2 PSU1 -> UPS-A
SW2 PSU2 -> UPS-B

SW3 PSU1 -> UPS-A
SW3 PSU2 -> UPS-B

SW4 PSU1 -> UPS-A
SW4 PSU2 -> UPS-B

Sau đó:
SW1 <-> SW2 <-> SW3 <-> SW4 <-> SW1

bằng cáp StackPower Ring.

Khi:

• một PSU hỏng;
• một PDU hỏng;
• mất điện một nhánh;
• một switch tiêu thụ PoE tăng đột biến;

các switch còn lại vẫn có thể cấp nguồn hỗ trợ.

---

4. Dự phòng quạt (Fan)


Trong hình:
Redundant fans

Catalyst 9300X có các module quạt hot-swappable.

Quạt được bố trí theo mô hình:
N+1

hoặc
N+N

(tùy model).

Ví dụ:

Một switch cần:
3 fan

Cisco có thể trang bị:
4 fan

Trong đó:
3 Active
1 Standby

Nếu một quạt chết:
Fan4

sẽ tự động tăng tốc để bù.

Switch không reload.

Không cần tắt nguồn.

Có thể:
Hot Replace

---

Có cần đấu cáp dự phòng cho Fan không?


Không.

Fan không dùng cáp ngoài như StackWise hoặc StackPower.

Tính dự phòng được tích hợp ngay bên trong chassis.

Cisco IOS XE liên tục giám sát:

• RPM
• Temperature
• Fan status

Ví dụ:
show environment all
show environment temperature
show platform software status control-processor brief

---

5. External Storage (240GB SSD)


Trong hình:
External storage (240-GB SSD)

SSD không phải thành phần dự phòng mà là thành phần mở rộng.

Thường dùng cho:

• Application Hosting
• ThousandEyes Agent
• Container
• Docker App Hosting
• Edge Application
• Logs
• Packet Capture

SSD không được stack hoặc mirror giữa các switch.

Nếu ứng dụng quan trọng, nên:

• backup lên server ngoài;
• dùng cluster application;
• dùng external storage.

---

Mô hình đấu nối HA cao nhất cho Catalyst 9300X

Data Plane

StackWise Ring
SW1-SW2-SW3-SW4-SW1 Power Plane

StackPower Ring
SW1-SW2-SW3-SW4-SW1 Power Supply

Dual PSU
PSU1 -> UPS-A
PSU2 -> UPS-B Cooling

Redundant Fan
Hot-swappable
N+1 Storage

240GB SSD
Backup externally

Khi triển khai đồng thời các cơ chế trên, một stack Catalyst 9300X có thể chịu được:

• đứt một cáp StackWise;
• đứt một cáp StackPower;
• hỏng một PSU;
• mất một nhánh điện AC;
• hỏng một quạt;
• tăng tải PoE trên một switch;

mà hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động, đạt mức High Availability rất cao cho mạng Campus Enterprise.