Mehr Flexibilität in der Zweigstelle mit dem Cisco Integrated Services Router der Serie 4000

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1 Whitepaper Mehr Flexibilität in der Zweigstelle mit dem Cisco Integrated Services Router der Serie 4000 Die Cisco Integrated Services Router (ISR) der Serie 4000 sind für Unternehmen mit einer Vielzahl von Zweig- und Außenstellen konzipiert. In heutigen Zweigstellen wird das gesamte Spektrum an Services genutzt von Cloud- und mobilen bis hin zu Multimedia-Anwendungen. Dazu muss eine verstärkte, direkte Kommunikation mit unternehmenseigenen Rechenzentren und Public Clouds über VPNs und das Internet möglich sein. Zudem müssen die Gesamtbetriebskosten der zugrundeliegenden Hardware auf einem niedrigem Niveau bleiben. Die Cisco IRS der Serie 4000 erweitern die Funktionen der Vorgängergeneration der Zweigstellen-Router von Cisco. Sie ermöglichen nicht nur eine Erhöhung der Brandbreite mit weniger Geräten im kleineren Format, sondern auch das Management des WAN-Datenverkehrs entsprechend der Anforderungen neuartiger Anwendungen und Nutzungsmodellen sowie eine bedarfsgerechte Erhöhung der Leistung und die Konsolidierung von Servern. Herausforderungen in Zweigstellen In der Vergangenheit waren die Verbindungen für lokale oder im Rechenzentrum gehostete Anwendungen in Zweig- und Außenstellen statisch. Zweigstellen betreuen jedoch bis zu 80 % der Kunden, und ein ebenso großer Anteil der Mitarbeiter ist dort tätig. Daher gehen Unternehmen dazu über, dynamische Verbindungen in ihren Zweigstellen zu implementieren, um das gesamte Spektrum an Services zur Unterstützung von mobilen Mitarbeitern und Cloud-Anwendungen bereitstellen zu können. Darüber hinaus geht der Trend heute hin zu neuen, stärker benutzerorientierten Anwendungen, die eine höhere Mitarbeiterproduktivität und mehr Kundennähe ermöglichen. Dazu gehören Innovationen wie HD-Video, Standort-Services und andere datenintensive Anwendungen. Herausforderungen in Zweigstellen Komplettes Service-Spektrum: HD-Video Standort-Services Cloud-basierte Services Mobile Benutzer Einschränkungen: Rack-Platzangebot Budget IT-Personal Steigende Netzwerkanforderungen und neue Datenverkehrsmuster: WAN-Optimierung und intelligentes Caching Deep Packet Inspection Die Ressourcen in den Zweigstellen haben jedoch mit diesen Verwaltung des Datenverkehrs steigenden Anforderungen nicht Schritt gehalten: Dem zunehmenden Hosten von virtuellen Servern Datenverkehr steht eine relativ geringe Anzahl von IT-Mitarbeitern, nur wenig Fläche für die Unterbringung von Hardware und starre Budgets für Hardware, Energieverbrauch und Kühlung gegenüber. Angesichts dieser Einschränkungen wird der Betrieb einer Vielzahl von Appliances für Routing, Sicherheit und die WAN-Optimierung zur Herausforderung. Mobile Benutzer, Cloud-Services und Multimedia-Anwendungen erhöhen die Anforderungen an das Netzwerk durch größere Netzwerklasten und neue Datenverkehrsmuster. Um das hohe Volumen an Downstream- und Upstream-Datenverkehr zu unterstützen, müssen Zweigstellen WAN-Optimierung, Deep Packet Inspection und Techniken für das Management des Datenverkehrs implementieren. Darüber hinaus ist der Einsatz von Cloudbasierten Anwendungen für Zweigstellen attraktiv, da der Datenverkehr dieser Anwendungen nicht via Hairpinning durch das Rechenzentrum geleitet werden muss, sondern direkt über das Internet gesendet wird, was mit deutlichen Kosteneinsparungen verbunden ist. Möglicherweise müssen die Zweigstellen außerdem virtuelle Server ausführen, um Druckvorgänge und -Nachrichten vor WAN-Ausfällen zu schützen Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 1 von 7

2 Die neue Integrated Services Router-Architektur von Cisco Aufbauend auf 20 Jahren Erfahrung im Bereich der Zweigstellen-Router stellen die Cisco ISR der Serie 4000 die Services und die Leistung bereit, die moderne Zweigstellen benötigen. Die Vorteile umfassen: Schnelle Einrichtung neuer Außenstellen sowie einfaches Hinzufügen zusätzlicher Services Ein Gerät für den Betrieb der gesamten Zweigstelle Mehr Zeit für Innovation in den IT-Abteilungen durch die Automatisierung regelmäßig erforderlicher Aufgaben und die Orchestrierung von Security- und Anwendungsservices Mit dieser neuen Architektur können Zweigstellen aktuelle Herausforderungen bewältigen und profitieren dabei weiterhin von allen Services der früheren Generationen der Zweigstellen-Router von Cisco. Sie bietet IT-Teams zudem die Möglichkeit zur Virtualisierung von Netzwerken, um im Falle von veränderten Anforderungen Services und Ressourcen schneller einführen bzw. neu zuweisen zu können. Ferner stellt sie zusätzliche Rechenleistung für die Vermeidung von Störungen bei Anwendungen sowie für Daten-Backups und die Verarbeitung von Analysen am Standort bereit. Die neue Architektur der Cisco ISR der Serie 4000 liefert Übertragungsraten von bis zu 2 Gbit/s in einer konvergenten Plattform. Das bedeutet einen Geschwindigkeitszuwachs um das Vier- bis Zehnfache im Vergleich zu den ISR der Vorgängergeneration. Die Services zur WAN- und Anwendungsoptimierung der ISR der Serie 4000 umfassen Cisco Application Visibility and Control (AVC) und Cisco Performance Routing Version 3 (PfR v3). AVC unterstützt die IT-Teams bei der Kapazitätsplanung, PfR v3 sorgt dafür, dass der Datenverkehr automatisch über die entsprechend der aktuellen Netzwerkbedingungen optimale Verbindung übertragen wird. Das gesamte Zweigstellennetzwerk läuft in dieser Architektur über lediglich ein Gerät, das überdies die Zusammenfassung von Netzwerk-, Computing- und Storage-Ressourcen in einer zentralen Plattform ermöglicht. In die Cisco Serie 4000 integrierte Virtualisierungstechnologien, die zusätzlich durch Servermodule der Rechenzentrumsklasse ergänzt werden können, bieten völlig neue Möglichkeiten zur Schaffung einer konvergenten Infrastruktur. Hauptmerkmale der neuen Architektur Die Cisco ISR der Serie 4000 sind aus zahlreichen Gründen optimal für die Anforderungen heutiger Zweigstellen geeignet: Preis-Leistungs-Verhältnis: Mit der Cisco Serie 4000 erhalten Zweigstellen eine Komplettplattform, die wachsenden Bandbreitenanforderungen gerecht wird und keine zusätzliche Appliances für Sicherheit oder Optimierung erfordert. Dies trägt zur Eindämmung von Kosten bei. Ein kleines IT-Team reicht für die Verwaltung aus. Intelligente WAN-Services (IWAN) für Sicherheit und Anwendungsoptimierung, AVC und Pfadauswahl werden auf der Plattform parallel ausgeführt. Die ISR der Serie 4000 überzeugen außerdem durch ihre im Vergleich zur Vorgängergeneration der Cisco Zweigstellen-Router kompaktere Bauweise. Ein Höhensensor eine Neuheit in der Branche sorgt darüber hinaus für einen niedrigeren Geräuschpegel im Büro, indem die Drehgeschwindigkeit der Lüfter an das jeweils optimale Niveau angepasst wird. Bedarfsgerechte Leistung (Pay-As-You-Grow): Zur Erhöhung der Bandbreite in der Zweigstelle muss kein neues Gerät angeschafft werden. Für zusätzliche Leistung und Services bietet die Cisco Serie 4000 stattdessen eine Upgrade-Lizenz, die per Remote-Zugriff aktiviert werden kann. Nutzt eine Zweigstelle beispielsweise einen Cisco ISR 4351 mit einer Basisleistung von 200 Mbit/s, benötigt aufgrund einer neuen Anwendung jedoch mehr Bandbreite, kann die Leistung ohne zusätzliche Hardware erhöht werden (für das Cisco 4351-Gerät auf bis zu 400 Mbit/s) zu einem Bruchteil der Kosten eines neuen Routers und ohne teure Upgrades Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 2 von 7

3 Bedarfsgerechte Services: Servicecontainer ermöglichen die Einrichtung von virtuellen Systemen auf den Cisco ISR der Serie 4000, So können Services, die bereits in der Zweigstelle ausgeführt werden (z. B. WAN- Optimierung und Energiemanagement), nativ über den Router laufen. Auf diese Weise werden Server und Appliances in der Zweigstelle konsolidiert und somit der Hardwarebedarf und Energieverbrauch reduziert. Skalierbare Services: Die Cisco Serie 4000 bietet Unterstützung für die Cisco Unified Computing System (Cisco UCS ) Blade-Server der E-Serie, eine für Zweigstellen optimierte, jedoch hinsichtlich der Ausstattung mit Servern normaler Größe vergleichbare Serverklasse. Die Blade-Server nutzen das Netzteil und das Chassis des Routers, werden jedoch separat verwaltet. Wird ein Blade-Server zurückgesetzt, hat dies keine Auswirkungen auf den Router. Die Netzwerkteams müssen ihre Kennwörter also nicht an das Serverteam weitergeben. Die IT-Abteilung erhält somit ein eigenständiges Serversystem der Rechenzentrumsklasse ohne den Verwaltungsaufwand für ein zusätzliches Gerät. Für virtuelle Systeme ist zudem keine separate Serverlizenz erforderlich, und die Problembehebung erfolgt über nur einen Ansprechpartner, anstatt über mehrere Anbieter. Dies trägt zur Verbesserung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit bei. Ein weiterer Vorteil: Der Hardware-Support wird im Rahmen des Cisco SMARTnet Support für den Router abgedeckt für die auf einem ISR gehosteten Cisco UCS-Server der E-Serie fallen keine zusätzlichen Gebühren an. Dies ist ein besonderes Plus, da die Support-Kosten im Falle von potenziellen Festplattenausfällen im Server schnell in die Höhe schießen können. Cisco Serie 4000: Technische Highlights und Vergleich Die Cisco Serie 4000 nutzt die neue Linux-basierte Cisco IOS XE Software. Diese bietet dieselbe Benutzeroberfläche wie das Cisco IOS-Betriebssystem der Cisco Router der Vorgängergeneration, ermöglicht jedoch die Verwendung von Multicore-CPUs. Dieses Design vereinfacht die Trennung der Daten- und Kontrollebenen und nutzt dedizierte CPUs für Services. Da die Serviceebene von der Daten- und Kontrollebene getrennt ist, kann der Router eine größere Anzahl von Services auf einer Plattform verarbeiten. Dies trägt zur Gerätekonsolidierung bei. Die Bereitstellung von Lösungen wie Cisco Unified Border Element (Cisco UBE) mit Survivable Remote Site Telephony (SRST) oder mit Routing auf nur einem ISR erfolgt jetzt noch einfacher und effizienter. Zudem lassen sich Services wie Cisco UBE deutlich besser skalieren ohne zusätzliche Kosten pro Port. Dabei bleibt die Leistung in für die meisten Zweigstellen üblichen Bereitstellungen gleichbleibend hoch. So erhalten Zweigstellen eine äußerst zuverlässige Plattform mit ASIC-ähnlicher (Application-Specific Integrated Circuit) Leistung. Über Servicecontainer werden dedizierte virtualisierte Computing-Ressourcen bereitgestellt, darunter CPU, Festplattenspeicher und Arbeitsspeicher für die einzelnen Services. Die Bereitstellung der zugrunde liegenden Infrastruktur für die Anwendung oder den Service erfolgt über einen branchenüblichen Hypervisor. In diesem Szenario ist eine höhere Leistung als bei eng an die Hardware gekoppelten Services möglich, die Bereitstellung erfordert keine dedizierte Hardware, durch die Isolierung von Fehlern wird die Sicherheit erhöht, und Netzwerkservices können unabhängig von der Router-Software flexibel aktualisiert werden. Cisco Serien 4400 und 4300 Die Cisco ISR der Serie 4400 und 4300 sind im Hinblick auf das Design der Benutzeroberfläche sehr ähnlich. Der größte Unterschied für die meisten Benutzer besteht darin, dass die Cisco Serie 4400 zwei Netzteile unterstützen, die Cisco Serie 4300 hingegen nicht. Für Unternehmen, die sich keine Ausfallzeiten leisten können, sind daher die Modelle Cisco 4451 und 4431 die erste Wahl. Bei der Serie 4400 ist die Kontrollebene physisch von der Datenebene getrennt. Für beide Ebenen kommt jeweils ein dedizierter CPU-Sockel zum Einsatz. Die Cisco Serie 4300 verwendet einen Sockel mit mehreren CPU-Kernen, die der Kontroll-, Daten- und Serviceebene zugeordnet sind ein Unterschied, von dem ein der Großteil der Benutzer noch nicht einmal Notiz nehmen würde Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 3 von 7

4 Abbildung 1 zeigt die Architektur der Cisco Serie FPGE: Front-Panel Gigabit Ethernet die Ethernet-Schnittstellen an der Vorderseite. ISC: Internal Services Card ein internes Modul zur Erweiterung der Systemfunktionen. Wird in der Regel für DSP-Module verwendet. SM-X: Enhanced Service Module ein größerer Modultyp, der hauptsächlich für UCS Blade-Server der E- Serie und hochdichte Ethernet-Switch-Module verwendet wird. NIM: Network Interface Module ein Modul, das halb so groß wie das SM-X ist und in der Regel für WAN-, Sprach- und Ethernet-Schnittstellen mit niedriger Dichte verwendet wird. Abbildung 1. Architektur der Cisco Serie 4400 Die Cisco Serie 4400 nutzt zwei Multicore-CPU-Komplexe für die Datenebene (Paketverarbeitung) und für die Kontroll- und Serviceebenen. In der Cisco IOS XE Software wird die klassische Cisco IOS Software in einem einzelnen Daemon in einem Linux-Betriebssystem ausgeführt, um die Kompatibilität des Kontrollebenenprotokolls mit allen anderen Cisco Routern sicherzustellen. Dies wird in der Abbildung durch Cisco IOS Software dargestellt. Weitere Systemfunktionen werden jetzt als zusätzliche, separate Prozesse in der Host-Betriebssystemumgebung ausgeführt. In der Abbildung stellt ISR-WAAS die virtualisierten Cisco Wide Area Application Services (WAAS) in einem Servicecontainer der Cisco IOS XE Software dar. Wie auch in früheren Generationen der Cisco Router unterstützt eine MultiGigabit-Fabric die Kommunikation zwischen dem IP Solution Center (ISC), den Cisco SM-X EtherSwitch Modulen und den Netzwerk-Schnittstellenmodulen (Network Interface Moduls, NIMs) Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 4 von 7

5 Abbildung 2 zeigt die Architektur der Cisco Serie Der Unterschied zu den 4400-Modellen besteht dabei darin, dass die Kontroll- und Datenebenen nicht physisch voneinander getrennt sind. Die Funktionen sind exakt gleich. Dies gilt auch für die Endbenutzerumgebung und die unterstützten Funktionen. Abbildung 2. Architektur der Cisco Serie 4300 Individuelle Modelle der Cisco Serie 4000 Abbildung 3 zeigt den Cisco 4451 Integrated Services Router. Abbildung 3. Cisco 4451 Die Cisco 4451 ISR werden für die Migration bestehender Cisco 3925E und 3945E Router vorgeschlagen. Sie bieten eine Leistung von 1 Gbit/s (erweiterbar auf 2 Gbit/s) in einem 2-HE-Formfaktor mit 3 NIM-Steckplätzen und 2 Steckplätzen für SM-X (Enhanced Service Module). Weiterhin beinhalten sie die Option für ein redundantes Netzteil. 4 Prozessorkerne (1 für die Kontroll- und 3 für die Serviceebene) Datenebene mit 10 Kernen Single-Wide- oder Double-Wide-Unterstützung für Cisco UCS Server der E-Serie Bis zu 16 GB Arbeitsspeicher für die Kontroll- und Serviceebene Abbildung 4 zeigt den Cisco 4431 Integrated Services Router Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 5 von 7

6 Abbildung 4. Cisco 4431 Die Cisco ISR der Serie 4431 werden für die Migration bestehender Cisco 3925 und 3945 Router vorgeschlagen. Sie bieten eine Leistung von 500 Mbit/s (auf 1 Gbit/s erweiterbar) in einem 1-HE-Formfaktor mit 3 NIM- Steckplatzen und ohne SM-Steckplatz. Weiterhin beinhalten sie die Option für ein redundantes Netzteil. 4 Prozessorkerne (1 für die Kontroll- und 3 für die Serviceebene) Datenebene mit 6 Kernen Bis zu 16 GB Arbeitsspeicher für die Kontroll- und Serviceebene Abbildung 5 zeigt den Cisco 4351 Integrated Services Router. Abbildung 5. Cisco 4351 Die Cisco ISR der Serie 4351 werden für die Migration bestehender Cisco Router der Serie 2951 vorgeschlagen. Sie bieten eine Leistung von 200 Mbit/s (auf 400 Gbit/s erweiterbar) in einem 2-HE-Formfaktor mit 3 NIM- Steckplatzen und 2 SM-Steckplätzen. 8-Kern-CPU mit 4 Kernen für die Datenebene, 1 Kern für die Kontrollebene und 3 Kernen für die Serviceebene Single-Wide- oder Double-Wide-Unterstützung für Cisco UCS Server der E-Serie, und bis zu 16 GB Arbeitsspeicher für die Kontroll- und Serviceebene Abbildung 6 zeigt den Cisco 4331 Integrated Services Router. Abbildung 6. Cisco 4331 Die Cisco ISR der Serie 4331 werden für die Migration bestehender Cisco 2911 und 2921 Router vorgeschlagen. Sie bieten eine Leistung von 100 Mbit/s (auf 300 Gbit/s erweiterbar) in einem 1-HE-Formfaktor mit 2 NIM- Steckplatzen und 1 SM-Steckplatz. 8-Kern-CPU mit 4 Kernen für die Datenebene, 1 Kern für die Kontrollebene und 3 Kernen für die Serviceebene Single-Wide-Unterstützung für Cisco UCS Server der E-Serie, und bis zu 16 GB Arbeitsspeicher für die Kontroll- und Serviceebene 2014 Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 6 von 7

7 Abbildung 7 zeigt den Cisco 4321 Integrated Services Router. Abbildung 7. Cisco 4321 Die Cisco ISR der Serie 4321 werden für die Migration bestehender Cisco 2901 und 1941 Router vorgeschlagen. Sie bieten eine Leistung von 50 Mbit/s (auf 100 Gbit/s erweiterbar) in einem 1-HE-Formfaktor mit 2 NIM- Steckplatzen und ohne SM-Steckplatz. 4-Kern-CPU mit 2 Kernen für die Datenebene, 1 Kern für die Kontrollebene und 1 dedizierten Kern für die Serviceebene Bis zu 8 GB Arbeitsspeicher für die Kontroll- und Serviceebene Zusammenfassung Mit der Cisco Serie 4000 erzielen Zweigstellen bessere Ergebnisse bei geringerem Aufwand. Diese Router bieten mehr Bandbreite, intelligentes WAN-Management und eine höhere Anzahl virtueller Systeme, sie ermöglichen die Nutzung von mehr Servern der Rechenzentrumsklasse und steigern die Flexibilität bei Upgrades. Sie reduzieren zudem den Platzbedarf im Rack, senken die Kosten für Wartung, Stromversorgung und Kühlung und sind mit weniger Zeitaufwand der IT-Mitarbeiter für die Router-Verwaltung verbunden. Bestellungen für die Cisco ISR der Serie 4000 werden ab sofort entgegengenommen mehr dazu erfahren Sie von Ihrem Ansprechpartner beim Cisco Vertrieb vor Ort. Weitere Informationen finden Sie unter cisco.com/go/isr4000. Gedruckt in den USA C / Cisco und/oder Partnerunternehmen. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Dokument enthält öffentliche Informationen von Cisco. Seite 7 von 7