Оба устройства выглядят примерно одинаково: металлический корпус, ряды Ethernet-портов, консоль управления и знакомый логотип Cisco. Но Catalyst C9300 обычно ставят рядом с рабочими местами, точками доступа и IP-телефонами, а Nexus 9000 отправляют в серверные стойки и крупные центры обработки данных. Разница здесь гораздо глубже, чем количество портов и максимальная скорость.
Путаницу усиливает богатый набор функций обеих платформ. И Catalyst, и Nexus умеют работать с VLAN, маршрутизацией, агрегированными каналами и средствами автоматизации. Сначала нужно понять, какую сеть предстоит построить и какое оборудование будет подключаться к портам. Давайте разбираться.
Catalyst и Nexus рассчитаны на разные сети
Cisco Catalyst ориентирован прежде всего на корпоративные и кампусные сети, то есть инфраструктуру офисов, зданий, филиалов, учебных заведений и других площадок, где к сети подключаются люди и конечные устройства. Это компьютеры, IP-телефоны, камеры, принтеры, точки Wi-Fi и другое оборудование.
Catalyst C9300 Cisco относит к фиксированным стековым коммутаторам для уровней доступа и распределения. Обычные C9300 широко используются на уровне доступа, а C9300X благодаря более быстрым интерфейсам подходит также для уровня распределения небольших и средних корпоративных сетей и филиалов.
Cisco Nexus 9000 разработан для центров обработки данных. Там к сети подключаются прежде всего серверы, системы хранения, вычислительные узлы и другие коммутаторы. Требования заметно отличаются: нужна высокая плотность быстрых соединений, большой объем трафика между серверами, масштабирование сетевой фабрики, развитая телеметрия и автоматизация.
Обозначение N9K при этом не указывает на конкретный коммутатор. Так обычно сокращенно называют семейство Nexus 9000, куда входят фиксированные и модульные платформы разных классов. В актуальной линейке Nexus 9000 есть серии N9200, N9300, N9400, N9500 и N9800 с разными скоростями, количеством портов и назначением.
| Параметр | Cisco Catalyst C9300 | Cisco Nexus 9000 |
|---|---|---|
| Основная среда | Корпоративная сеть, кампус, филиал | ЦОД и серверная инфраструктура |
| Типичная роль | Уровень доступа; C9300X также подходит для распределения в небольших и средних сетях | Периферийный и магистральный уровни ЦОД, агрегация, ядро |
| Операционная система | Cisco IOS XE | Cisco NX-OS; часть моделей также поддерживает работу в инфраструктуре Cisco ACI |
| Что подключается | ПК, IP-телефоны, точки доступа, камеры и другое пользовательское оборудование | Серверы, системы хранения, вычислительные узлы и сетевое оборудование |
| PoE | Есть модели с PoE+, Cisco UPOE и UPOE+ | Семейство не рассчитано на массовое подключение пользовательских устройств с PoE |
| Объединение устройств | StackWise, до восьми совместимых коммутаторов | vPC и архитектуры сетевых фабрик |
| Максимальные скорости портов | До 100 Гбит/с на C9300X в зависимости от модели и сетевого модуля | До 800 Гбит/с на современных моделях семейства |
| VXLAN EVPN | Поддерживается на соответствующих моделях, версиях ПО и лицензиях | Одна из основных технологий современных сетей ЦОД |
Почему C9300 удобен в офисе и корпоративной сети
Представим обычный этаж компании. Нужно подключить несколько десятков компьютеров, IP-телефоны, камеры и точки Wi-Fi. Для такой сети важны большое количество пользовательских портов, питание по Ethernet, удобное резервирование и возможность управлять несколькими коммутаторами как одним устройством.
У семейства C9300 есть модели на 24 и 48 портов, варианты с PoE и многогигабитным Ethernet. В зависимости от модели медный порт может поддерживать скорости 100 Мбит/с, 1, 2,5, 5 или 10 Гбит/с. Это особенно полезно для производительных точек Wi-Fi, которым гигабитного подключения уже может не хватать.
C9300X предлагает еще более быстрые варианты. Например, модели C9300X-48HX и C9300X-48TX получили 48 многогигабитных портов со скоростью до 10 Гбит/с. C9300X-12Y и C9300X-24Y используют оптические интерфейсы SFP28 на 1, 10 и 25 Гбит/с. Для некоторых C9300X доступны сменные сетевые модули с интерфейсами до 100 Гбит/с. Полный набор портов зависит от конкретной модели, что хорошо видно в спецификации Catalyst 9300.
В корпоративной сети особенно важен PoE. По одному кабелю Ethernet коммутатор может одновременно передавать данные и подавать питание на IP-телефон, камеру или точку доступа. Для Nexus 9000 такой способ массового подключения конечных устройств не относится к основным сценариям.
Еще одна ключевая возможность C9300 называется StackWise. Несколько совместимых физических коммутаторов объединяются в один логический коммутатор с общей плоскостью управления и единой обработкой сетевых протоколов. Один участник стека выполняет активную роль, еще один может работать как горячий резерв, а остальные выступают рядовыми участниками.
Максимальная пропускная способность стека зависит от серии:
- C9300L и C9300LM поддерживают StackWise-320 до 320 Гбит/с;
- C9300 поддерживает StackWise-480 до 480 Гбит/с;
- C9300X поддерживает StackWise-1T до 1 Тбит/с при стеке из совместимых C9300X.
Во всех трех случаях в стек можно объединить до восьми совместимых устройств. При этом совместимость нужно проверять заранее. Например, C9300X можно объединять с обычными C9300 только в определенных сочетаниях, причем такой смешанный стек работает на скорости StackWise-480. C9300L и C9300LM используют StackWise-320 и не объединяются в один стек с модульными C9300 и C9300X.
C9300 работает как на втором, так и на третьем уровне модели OSI. Платформа поддерживает VLAN, списки контроля доступа, маршрутизацию и другие функции IOS XE. Но набор возможностей третьего уровня зависит от лицензии, модели и выпуска программного обеспечения. В частности, расширенные функции маршрутизации и сегментации относятся к более высокому уровню лицензирования.
Поэтому сам факт поддержки маршрутизации не делает C9300 универсальным коммутатором для любой части сети. Для среднего и крупного корпоративного ядра у Cisco есть Catalyst 9500 и 9600. C9300X можно использовать на уровне распределения и даже в небольшом свернутом ядре, если его производительности, количества портов и отказоустойчивости достаточно для конкретной площадки.
Что меняется в ЦОД и зачем там Nexus 9000
В центре обработки данных характер трафика другой. Значительная его часть проходит между серверами: приложения обращаются к базам данных, виртуальные машины взаимодействуют друг с другом, вычислительные узлы обмениваются данными, а серверы работают с системами хранения.
Поэтому здесь важна высокая плотность быстрых интерфейсов. В семействе Nexus 9000 встречаются порты на 25, 40, 50, 100, 200, 400 и 800 Гбит/с. Набор скоростей зависит от конкретной платформы.
Хороший пример разницы в масштабе дает Nexus N9364E-SG2. Эта модель имеет 64 порта 800 Gigabit Ethernet и коммутационную емкость 102,4 Тбит/с. Nexus N9364D-GX2A оснащается 64 портами 400 Гбит/с и рассчитан на высокоплотный магистральный уровень сети ЦОД.
Но ставить Nexus вместо C9300 только ради большей цифры в характеристиках обычно нет смысла. Возможности N9K раскрываются вместе с архитектурой центра обработки данных.
Вместо классической трехуровневой схемы доступ, распределение и ядро в ЦОД часто применяется двухуровневая архитектура leaf-spine. К периферийным коммутаторам leaf подключаются серверы и другие конечные узлы, а каждый leaf соединяется с магистральными коммутаторами spine. В результате путь между двумя стойками остается предсказуемым, а сеть можно расширять добавлением новых leaf- и spine-устройств.
С Nexus 9000 широко используется и VXLAN EVPN. VXLAN позволяет строить виртуальные сегменты поверх маршрутизируемой IP-сети. EVPN выполняет функции плоскости управления и через MP-BGP распространяет сведения о MAC- и IP-адресах. Это позволяет отделить логическую структуру сети от физического расположения серверов и коммутаторов.
У такой сети есть базовый транспортный уровень, который в документации обычно называют underlay, и наложенный виртуальный уровень, или overlay. Underlay обеспечивает IP-связность между сетевыми устройствами, а overlay переносит поверх него виртуальные сети VXLAN.
Для создания и централизованного управления такими сетевыми фабриками Cisco предлагает Nexus Dashboard Fabric Controller. Он умеет автоматизировать развертывание базовой транспортной сети и VXLAN EVPN, применять шаблоны конфигурации и управлять инфраструктурой из одной системы.
StackWise и vPC: похожая задача, но разная архитектура
Catalyst и Nexus используют разные подходы к отказоустойчивости, и здесь часто возникает путаница. StackWise и vPC помогают пережить отказ оборудования и задействовать несколько физических соединений, но работают принципиально по-разному.
StackWise, как уже говорилось, превращает несколько C9300 в единое логическое устройство. Администратор настраивает стек как один коммутатор, хотя физически в стойке может находиться несколько корпусов.
vPC, Virtual Port Channel, используется в Nexus иначе. Два отдельных Nexus позволяют подключить третье устройство так, чтобы физические линии, идущие к разным коммутаторам, выглядели для него как один агрегированный канал.
Например, сервер получает два физических подключения: одно идет в первый Nexus, другое во второй. Для сервера они могут работать как единый канал. При этом оба Nexus остаются самостоятельными устройствами со своими экземплярами NX-OS и собственной плоскостью управления.
vPC позволяет использовать оба соединения одновременно и не заставляет классический протокол связующего дерева STP блокировать один из параллельных каналов. При отказе линии или одного из коммутаторов оставшийся путь продолжает передавать трафик при корректно построенной и настроенной схеме.
Поэтому ставить знак равенства между StackWise и vPC нельзя: первая технология сливает устройства в одно, а вторая оставляет Nexus отдельными, но позволяет им совместно обслуживать один агрегированный канал.
IOS XE против NX-OS, автоматизация и телеметрия
Catalyst C9300 работает под управлением Cisco IOS XE. В корпоративной сети администратор получает привычные VLAN, маршрутизацию, списки контроля доступа, механизмы аутентификации, PoE и другие функции Catalyst.
Nexus 9000 в классическом режиме использует Cisco NX-OS. Многие команды напоминают Cisco IOS и IOS XE, поэтому опыт работы с Catalyst помогает быстрее освоиться. Но NX-OS нельзя считать просто другой версией IOS. У него собственная архитектура, набор функций, модель настройки и особенности, рассчитанные прежде всего на инфраструктуру ЦОД.
Часть Nexus 9000 также может применяться в Cisco ACI, если это поддерживает конкретная модель. ACI строит управляемую политиками инфраструктуру ЦОД и отличается от обычного режима NX-OS подходом к управлению сетью.
Обе платформы поддерживают автоматизацию. На Catalyst с IOS XE доступны NETCONF, RESTCONF, модели YANG и модельно-ориентированная телеметрия. Конкретный набор программных функций зависит в том числе от лицензии и версии ПО.
NX-OS также предлагает программные интерфейсы и средства автоматизации, включая NX-API, gNMI и потоковую телеметрию в поддерживаемых версиях. Для крупных сетевых фабрик Nexus может использоваться вместе с Nexus Dashboard Fabric Controller, который автоматизирует настройку большого количества устройств.
Поэтому противопоставление «Catalyst настраивают вручную, Nexus — автоматически» неверно. Автоматизировать можно обе платформы. Просто в крупном ЦОД, где десятки или сотни коммутаторов должны получать согласованные настройки, преимущества централизованного программного управления проявляются особенно сильно.
Что выбрать: C9300 или Nexus 9000
Выбор проще начинать не с максимальной пропускной способности, а с оборудования на другом конце кабеля. Если это компьютеры сотрудников, точки доступа и телефоны, речь почти наверняка идет о задачах Catalyst. Если это стойки серверов и сотни гигабит трафика между вычислительными узлами, логика выбора смещается в сторону Nexus.
| Задача | Что подходит | Почему |
|---|---|---|
| Рабочие места в офисе | C9300 | Много пользовательских портов, PoE, StackWise и функции корпоративного доступа |
| Точки Wi-Fi с многогигабитным подключением | C9300 или C9300X | Многогигабитные медные интерфейсы и питание по Ethernet |
| Коммутатор этажа | C9300 | Одна из основных задач семейства |
| Распределение в небольшой или средней сети | C9300X, если хватает масштаба платформы | Быстрые интерфейсы и восходящие соединения до 100 Гбит/с |
| Подключение серверных стоек | Nexus 9000 | Высокая плотность быстрых интерфейсов и функции для ЦОД |
| Архитектура leaf-spine | Nexus 9000 | Семейство рассчитано на построение высокопроизводительных сетевых фабрик |
| Крупная сеть VXLAN EVPN | Nexus 9000 | NX-OS и Nexus Dashboard дают развитые возможности построения и автоматизации таких сетей |
| Интерфейсы 400 или 800 Гбит/с | Подходящая модель Nexus 9000 | C9300 на такие скорости портов не рассчитан |
C9300 обычно достаточно, если строится корпоративная сеть, основной трафик создают конечные устройства, нужны PoE, VLAN, функции второго и третьего уровней, а несколько коммутаторов удобно объединить через StackWise.
Nexus 9000 нужен, когда сеть превращается в полноценную инфраструктуру ЦОД: появляются высокоскоростные серверные соединения, архитектура leaf-spine, VXLAN EVPN, большой объем трафика между серверами, плотная оптика и требования к масштабируемой сетевой фабрике.
Покупка N9K для обычного офиса чаще всего не дает преимуществ. В таком случае компания получает платформу, возможности которой рассчитаны на другие нагрузки, но одновременно лишается удобств, ради которых существует корпоративный коммутатор доступа: подходящего набора медных портов, развитых вариантов PoE и простого стекового объединения.
Обратная замена тоже имеет предел. C9300 умеет маршрутизировать трафик, поддерживает быстрые интерфейсы и в некоторых конфигурациях VXLAN EVPN, но это не делает стек C9300 прямой заменой Nexus 9000 в крупном ЦОД. Чем больше серверов, пропускная способность и масштаб сетевой фабрики, тем сильнее проявляется разница между двумя семействами.
Вопросы и ответы
Чем Cisco Catalyst отличается от Cisco Nexus?
Catalyst ориентирован прежде всего на корпоративные и кампусные сети с пользовательскими устройствами. Nexus 9000 предназначен главным образом для центров обработки данных, серверных сетей и высокоскоростных сетевых фабрик.
Можно ли использовать Cisco C9300 в ЦОД?
Да, если конкретной задаче подходят его порты, производительность, масштаб и функции. Для крупных серверных сетей, высокоплотных соединений и больших фабрик VXLAN EVPN обычно выбирают Nexus 9000.
Можно ли поставить Nexus 9000 вместо Catalyst C9300 в офисе?
Технически отдельные схемы возможны, но Nexus 9000 не рассчитан на роль массового пользовательского PoE-коммутатора. Для компьютеров, телефонов, камер и точек Wi-Fi семейство C9300 лучше соответствует типовым требованиям корпоративной сети.
Какая операционная система используется в Cisco C9300?
Cisco Catalyst C9300 использует операционную систему Cisco IOS XE.
Какая операционная система используется в Cisco Nexus 9000?
В классическом режиме Nexus 9000 использует Cisco NX-OS. Часть совместимых моделей также применяется в инфраструктуре Cisco ACI.
Чем StackWise отличается от vPC?
StackWise объединяет совместимые Catalyst C9300 в один логический коммутатор с общей плоскостью управления. vPC позволяет двум отдельным Nexus совместно обслуживать один агрегированный канал, но каждый Nexus остается самостоятельным устройством.
Что означает N9K у Cisco?
N9K обычно используют как сокращенное обозначение семейства Cisco Nexus 9000. Это не отдельная модель, поэтому по названию N9K нельзя определить количество портов, их скорость или поддерживаемые функции.
