FEX چیست و نحوه راه اندازی آن در سیسکو

FEX (Flexible Exchange) یکی از مفاهیم مهم در حوزه‌های مختلف فناوری است که به‌ویژه در زمینه‌های اقتصادی، مالی و شبکه‌های کامپیوتری کاربرد فراوانی دارد. این سیستم به‌عنوان یک ابزار یا روش توانمند برای تسهیل تبادل داده‌ها، ارزها یا اطلاعات، امکان انجام مبادلات و ارتباطات مؤثرتر و سریع‌تر را فراهم می‌آورد. اهمیت FEX در دنیای مدرن با توجه به رشد روزافزون نیاز به سیستم‌های پویا و انعطاف‌پذیر در راستای بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و تسهیل ارتباطات مشهود است.

این مقاله به بررسی اصول، کاربردها و مزایای FEX پرداخته و تلاش دارد تا چشم‌اندازهای مختلف این تکنولوژی را از جنبه‌های مختلف تکنیکی، اقتصادی و اجتماعی مورد تحلیل قرار دهد. به‌ویژه، بررسی چالش‌ها و فرصت‌های موجود در استفاده از FEX، می‌تواند کمک شایانی به توسعه هرچه بیشتر این فناوری در زمینه‌های مختلف کند.

برای گسترش عملکرد بهتر سوئیچ شبکه کمپانی سیسکو فناوری جدیدی را در اختیار کاربران قرار داده است که با نام Cisco FEX شناخته می‌شود. این فناوری که بیشتر در سوئیچ‌های Nexus سری 5000 و 7000 استفاده می‌شود، قابلیت‌های متعددی را در اختیار کاربران قرار می‌دهد. در این مقاله قصد داریم تا در رابطه با فناوری FEX در سیسکو و مزایای آن و همچنین نحوه‌ی پیکربندی FEX در سوئیچ سیسکو صحبت کنیم.

 

FEX چیست:

همانطور که گفته شد فناوری FEX مخفف Fabric Extender، توسط کمپانی سیسکو در اختیار کاربردان قرار داده شده است. یک FEX در اصل یک دستگاه سخت افزاری است که به عنوان یک پیشرفته‌سازی برای سوئیچ‌ Nexus استفاده می‌شود. در دیتاسنتر ها از گذشته تا امروز از طراحی تحت عنوان ToR یا Top Of Rack استفاده میشده است که به این معناست درون رک شبکه یک سوئیچ در بالاترین نقطه از Rack قرار میگیرد و سایر تجهیزات شبکه پایین دستی برای مثال سرور ها به این دستگاه متصل میشوند.

فناوری FEX به عنوان دستگاه های بدون هویت به سوئیچ های نکسوس متصل می شوند. این دستگاه ها به عنوان پورتهای اضافی برای سوئیچ های نکسوس عمل می کنند و باعث افزایش تعداد پورت ها و پهنای باند در شبکه می شوند. همچنین فناوری FEX به صورت مستقیم به سرورها متصل شده و به عنوان پورت های شبکه برای آن ها عمل می کنند. این دستگاه ها از طریق یک کابل فیبر نوری به سوئیچ نکسوس متصل می شوند و در نتیجه به صورت مستقیم با سوئیچ های دیگری در شبکه ارتباط برقرار نمی کنند.

 

کاربردهای FEX در سیسکو:

1. گسترش شبکه: FEX ها به‌عنوان یک گسترش‌دهنده یا اضافه‌کننده به سوئیچ‌های اصلی عمل می‌کنند، به‌طوری‌که می‌توانند تعداد زیادی پورت اضافی برای اتصال دستگاه‌ها و سرورها فراهم کنند. این پورت‌ها به‌طور مستقیم به سوئیچ اصلی متصل می‌شوند.
2. کاهش هزینه‌ها: با استفاده از FEX، نیازی به نصب سوئیچ‌های اضافی در سطح شبکه نیست، زیرا FEX ها فقط به سوئیچ‌های مرکزی متصل شده و پورت‌های اضافی را ارائه می‌دهند. این امر منجر به کاهش هزینه‌های تجهیزات و پیچیدگی‌های شبکه می‌شود.
3. مدیریت متمرکز: یکی از مزایای اصلی FEX این است که تمام پیکربندی و مدیریت دستگاه‌های FEX از طریق سوئیچ اصلی انجام می‌شود. این باعث می‌شود که مدیریت شبکه ساده‌تر و یکپارچه‌تر شود.
4. پشتیبانی از معماری‌های مختلف: FEX ها از معماری‌های مختلفی مانند Cisco Nexus پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند به‌طور مؤثر در محیط‌های مختلف داده‌مرکزی (Data Center) مورد استفاده قرار گیرند.
5. مقیاس‌پذیری بالا: این فناوری به شبکه‌ها اجازه می‌دهد که به راحتی مقیاس‌پذیر شوند. با اضافه کردن چند FEX به شبکه، می‌توان به راحتی ظرفیت شبکه را افزایش داد بدون اینکه نیاز به سوئیچ‌های جدید و گران‌قیمت باشد.
6. کاربرد در دیتاسنترها: FEX در دیتاسنترها به‌ویژه برای اتصال سرورها و دستگاه‌های مختلف به سوئیچ‌های مرکزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری زیادی را برای محیط‌های با حجم ترافیک بالا فراهم می‌کند.

در مجموع، FEX یک ابزار مهم برای گسترش شبکه‌ها و کاهش هزینه‌ها در محیط‌های پیچیده و مقیاس‌پذیر است. این فناوری در محصولات سیسکو، به‌ویژه در معماری‌های شبکه‌ای مانند Cisco Nexus، به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد و با استفاده از آن، مدیران شبکه می‌توانند شبکه‌های خود را به‌صورت مؤثرتر و کارآمدتری مدیریت کنند.

یک نکته قابل توجه در اینجا این است که مفهوم و عبارت قرار گیری سوئیچ ها در بالاترین نقطه از Rack بیشتر یک اصطلاح لفظی می باشد و سوییچ های درون رک شبکه در هر قسمت چه بالا چه وسط میتوانند به عنوان FEX فعالیت کنند.

همانطور که گفتیم FEX ها سوئیچ نیستند! و نمیتوانند بسته ها را به مقصد خاصی حتی اگر آن مقصد خودشان باشند بفرستند. بدین شکل بر روی این سوییچ ها پیکربندی های ثابت وجود دارد و اصولا نمیشود به صورت مستقیم آنها را پیکربندی کرد.

استفاده از فناوری FEX، به شبکه اجازه می‌دهد تا به طور موثر‌تری مدیریت شود، زیرا می‌توان تعداد بیشتری پورت را به سوئیچ Nexus اضافه کرد. همچنین، با استفاده از تکنولوژی FEX، می‌توان از نظر فیزیکی سیم‌کشی کمتری برای اتصال دستگاه‌ها به شبکه استفاده کرد.

در واقع یک FEX مانند یک Remote Line Card برای سوئیچ منبع عمل می‌کند تا امکان اتصال کم هزینه و چگالی بالا را برای سرور فراهم سازد. در تصویر زیر سه بخش اصلی برای سوئیچینگ که شامل سوئیچ مرکزی که می توان از سری سوئیچ های نکسوس سری N5000 و 7000 باشد و همچنین صفحه پشتی خارجی و Remote Line Card مانند N2000 نشان داده شده است.

 

 

 

---

 

بیشتر بخوانید: دیتاسنتر Top of Rack (ToR) و End of Row (EoR)

 

---

 

مدل های FEX سیسکو:

سیسکو مدل‌های مختلفی از FEX (Fabric Extender) را برای انواع مختلف شبکه‌ها و نیازهای سازمان‌ها ارائه داده است. این مدل‌ها معمولاً در معماری‌های دیتاسنتر و شبکه‌های مراکز داده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر، برخی از مهم‌ترین مدل‌های FEX سیسکو آورده شده است:

1. Cisco Nexus 2000 Series Fabric Extenders

• Nexus 2000 Series یکی از شناخته‌شده‌ترین مدل‌های FEX است که به‌طور خاص برای استفاده در معماری‌های Cisco Nexus طراحی شده است. این مدل‌ها از Nexus 5000 و Nexus 7000 به‌عنوان سوئیچ‌های اصلی (Parent Switches) استفاده می‌کنند و به‌عنوان دستگاه‌های گسترش‌دهنده عمل می‌کنند.
• ویژگی‌ها:
  • پشتیبانی از پورت‌های 10GbE و 1GbE.
  • مقیاس‌پذیری بالا برای ایجاد شبکه‌های بزرگ در دیتاسنترها.
  • توانایی اتصال تا 1600 پورت در یک شبکه.
  • پشتیبانی از Layer 2 و Layer 3.
  • مدیریت متمرکز از طریق سوئیچ‌های Nexus.
• کاربرد: بیشتر در دیتاسنترها و شبکه‌های بزرگ با نیاز به مقیاس‌پذیری زیاد استفاده می‌شود.

2. Cisco Nexus 2232PP Fabric Extender

• مدل Nexus 2232PP یکی از مدل‌های مخصوص سوئیچ‌های Nexus 5000 و Nexus 7000 است که از پورت‌های 10GbE برای ارتباطات استفاده می‌کند.
• ویژگی‌ها:
  • پشتیبانی از 32 پورت 10GbE.
  • قابلیت اتصال به سوئیچ‌های Nexus به‌صورت انعطاف‌پذیر.
  • پشتیبانی از VPC (Virtual Port Channel).
  • پشتیبانی از FC (Fibre Channel) و FCoE (Fibre Channel over Ethernet).
• کاربرد: استفاده در دیتاسنترهای بزرگ برای گسترش شبکه‌های 10GbE و بالاتر.

3. Cisco Nexus 2348TP-E Fabric Extender

• Nexus 2348TP-E یک مدل دیگر از سری 2000 است که به‌طور خاص برای ارائه پورت‌های 1GbE و 10GbE طراحی شده است.
• ویژگی‌ها:
  • 48 پورت 1GbE.
  • پشتیبانی از 40GbE در صورت نیاز به سرعت بالاتر.
  • قابلیت اتصال به سوئیچ‌های Nexus 5000 و 7000.
  • عملکرد بالا و پشتیبانی از پروتکل‌های متنوع شبکه.
• کاربرد: در شبکه‌های بزرگ که نیاز به گسترش تعداد پورت‌ها و افزایش ظرفیت دارند، به‌ویژه در دیتاسنترها.

4. Cisco Nexus 2248PQ Fabric Extender

• Nexus 2248PQ مدل دیگری از سری 2000 است که برای استفاده در محیط‌های با نیاز به پورت‌های 10GbE طراحی شده است.
• ویژگی‌ها:
  • 48 پورت 10GbE.
  • مناسب برای استفاده در محیط‌های پرسرعت با نیاز به پهنای باند بالا.
  • پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف مانند FCoE و iSCSI.
• کاربرد: مناسب برای شبکه‌های با نیاز به ظرفیت و سرعت بالا در دیتاسنترها.

5. Cisco Catalyst 9500 Series FEX (Fabric Extender)

• مدل‌های Catalyst 9500، که جزو سوئیچ‌های لایه 3 هستند، همچنین از فناوری FEX پشتیبانی می‌کنند و در شبکه‌های بزرگ و پیچیده استفاده می‌شوند.
• ویژگی‌ها:
  • مقیاس‌پذیری بالا و عملکرد بالا.
  • پشتیبانی از پورت‌های 1GbE، 10GbE و 40GbE.
  • ارائه امکانات امنیتی و قابلیت‌های مدیریتی پیشرفته.
• کاربرد: بیشتر در شبکه‌های شرکتی و دفاتر مرکزی به‌کار می‌رود که نیاز به پورت‌های با سرعت بالا و مدیریت متمرکز دارند.

مدل‌های مختلف FEX سیسکو برای پاسخگویی به نیازهای متفاوت شبکه‌های دیتاسنتر، شبکه‌های شرکتی و شبکه‌های بزرگ طراحی شده‌اند. این مدل‌ها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند تا به‌طور مؤثر و کارآمد شبکه‌های خود را گسترش دهند، در حالی که مدیریت مرکزی و مقیاس‌پذیری را حفظ می‌کنند.

 

---

 

بیشتر بخوانید: تفاوت میان سوئیچ های Nexus و Catalyst

 

---

 

مزایای استفاده از FEX در سیسکو:

استفاده از FEX در شبکه‌های سیسکو دارای مزایای زیادی است که شامل موارد زیر می‌شود:

1. افزایش پورت‌های اتصال: با اضافه کردن فناوری FEX به سوئیچ Nexus، تعداد پورت‌های اتصال به شبکه به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این امر به شبکه اجازه می‌دهد تا به راحتی سازماندهی شده و پیکربندی شود.
2. کاهش هزینه‌های سیم‌کشی: اتصال دستگاه‌ها به شبکه از طریق فناوری FEX، به شبکه اجازه می‌دهد تا با استفاده از سیم‌کشی کمتر، طراحی و پیاده سازی شود.
3. مدیریت مرکزی: استفاده از FEX، کاربران میتوانند تمام پورت‌های FEX را از یک نقطه مرکزی در سوئیچ Nexus مدیریت کرد و این امر به مدیران شبکه کمک می‌کند تا به راحتی شبکه را پیکربندی کنند و بررسی کنند.
4. حفاظت از سرعت: به وسیله فناوری FEX، می‌توان از سرعت بالایی برای انتقال داده‌ها در شبکه استفاده کرد و در عین حال از کیفیت خدمات شبکه حفاظت کرد.
5. قابلیت ارتقاء: با استفاده از FEX، شبکه به راحتی ارتقاء پذیر است و می‌توان آن را با توجه به نیازهای جدید و پیشرفت‌های فناوری بهبود داد.
6. پایداری بالا: FEX به شبکه امکان می‌دهد تا به طور پایدار‌تری مدیریت شود، زیرا می‌توان تعداد بیشتری پورت را به سوئیچ Nexus اضافه کرد و برای مدیریت و پیکربندی آن‌ها از یک نقطه مرکزی استفاده کرد.
7. افزایش امنیت: با استفاده از فناوری FEX، می‌توان به راحتی بخش‌های مختلف شبکه را جدا کرد و از امنیت بیشتری برخوردار شد.
8. کاهش خطاهای انسانی: استفاده از دیوایس، می‌توان خطاهای انسانی را کاهش داد و از اتصال غیرقابل پیکربندی به شبکه جلوگیری کرد.
9. افزایش قابلیت اطمینان: با استفاده از دستور FEX، می‌توان از قابلیت اطمینان بالاتری برای شبکه بهره برد و پایداری بیشتری برای سیستم فراهم کرد.
10. کاهش زمان تعمیر و نگهداری: شما میتوانید با استفاده از این فناوری، زمان تعمیر و نگهداری شبکه را کاهش داد و از کارایی بالاتری برای سیستم بهره برد.
11. ساده‌تر کردن مدیریت: با استفاده از فناوری FEX، می‌توان مدیریت شبکه را ساده‌تر کرد و از پیچیدگی‌های مربوط به مدیریت شبکه جلوگیری کرد.
12. افزایش انعطاف‌پذیری: با استفاده از این فناوری به راحتی تعداد پورت‌های شبکه را افزایش داد و به انعطاف‌پذیری بیشتری در پیکربندی شبکه دست یافت.

 

نحوه‌ی پیکربندی FEX در سیسکو:

نحوه‌ی پیکربندی FEX به این صورت است که ابتدا دیوایس FEX را در محل درستی از Rack به میزان جای کافی قرار دهید.

• ابتدا فناوری FEX را با استفاده از یک یا چند رابط اترنت یا کانال پورت به سوئیچ والد یا مادر متصل کنید.
• با استفاده از دستور فناوری FEX روی سوئیچ مراحل پیکربندی را راه‌اندازی کنید.
• سپس با استفاده از دستور fex <number>یک شماره و یک توضیحات به FEX اختصاص دهید.
• سپس فناوری FEX را با استفاده از دستور switchport mode fex-fabric به یک رابط اترنت یا یک کانال پورت در سوئیچ والد مرتبط کنید.
• به‌صورت اختیاری، پروفایل‌‌های پورت، VLANها، کانال‌های پورت مجازی، کیفیت خدمات، لیست‌های کنترل دسترسی و سایر ویژگی‌ها را روی سوئیچ والد که برای رابط‌های میزبان FEX اعمال می‌شود، پیکربندی کنید.
• وضعیت و پیکربندی فناوری FEX را با استفاده از دستورات show fex و show fex detail در سوئیچ والد بررسی کنید.

حالا در این قسمت باید طبق مراحل زیر انجام دهید تا FEXبه درستی نصب شود.

switch(config)# install feature-set fex

حال پس از نصب آن را فعال سازی میکنیم:

switch(config)# feature-set fex

 پس از آن باید به دیوایس های Nexus 5k و یا 7k در لایه Distribution اطلاع دهیم که سوییچ ما یک FEX میباشد برای اینکار میتوانیم از دستور switchport mode fex-fabric استفاده کنیم و پس از آن میبایست یک FEX ID عددی مابین اعداد 100-199 با دستور “fex associate” به رابط ها اختصاص دهیم که باید این عدد در تمامی رابط های مورد نظر یکسان باشد.
ابتدا یک‌ Etterchannel ایجاد میکنیم و به آن FEX ID اختصاص میدهیم و آنرا به حالت FEX قرار میدهیم

interface Po4
 description UPLINK FEX-1
 vpc 4
 switchport mode fex-fabric
 fex associate 101
 no shut

پس از آن وارد رابط های مورد نظر میشویم و فرآیند بالا به همراه قرار دادنشون در Etterchannel را انجام میدهیم:

interface Ethernet1/1
 description UPLINK FEX-01
 switchport mode fex-fabric
 fex associate 101
 channel-group 4
 no shut

interface Ethernet1/9
 description UPLINK FEX-01
 switchport mode fex-fabric
 fex associate 101
 channel-group 4
 no shut

بررسی و Verification سازی پیکربندی انجام شده:

switch# show interface port-channel 4 fex-intf
Fabric           FEX
Interface        Interfaces
—————————————————
Po4              Ethernet1/9 Ethernet1/1

خرید انواع سوئیچ سیسکو از مسترشبکه بزرگترین فروشگاه اینترنتی تجهیزات شبکه با گارانتی معتبر