Центрове За Данни

Когато 10 Gbps е много, а 1 Gbps - малко

Владимир Владков

Ако на пазара на Ethernet комутатори става нещо интересно, то се случва предимно (или изключително) при решенията за центрове за обработка на данни (ЦОД). Преходът към по-високи скорости, промяната в архитектурата на мрежата, програмируемите мрежи и комутатори без операционна система - всички тези технологични и технически новости се оказват необходими преди всичко в ЦОД, а до офисните мрежи тези технологии не успяват да се доберат. С появата на безжичните точки за достъп 802.11ac възниква необходимост от поддръжка на скорости над 1 Gbps в обикновените офисни мрежи, а с нея - и потребност от нови специфични само за тази ниша скорости от 2,5 и 5 Gbps.

10G в офиса: нужни ли са?

Ако в облачните центрове за данни наред с 10 Gibabit Ethernet основен фактор за нарастващото търсене на комутатори е потребността от поддръжка на 40 Gigabit Ethernet, то в корпоративните мрежи както преди основното количество свързвания се пада на гигабитовите съединения (вж. Фиг. 1). Ако говорим за обичайни офиси, даже в корпоративни ЦОД, по данни Broadcom, делът на гигабитовите портове в сървърите и комутаторите в шкафове (ToR) е 60%, въпреки че оборудване 10GbE е налично на пазара от над 10 г. Каква е причината?

Фиг. 1. Основната част от портовете в комутатори за офисни мрежи са Gigabit Ethernet.

Ако изхождаме от съотношението цена/производителност, то оборудването 10 Gigabit Ethernet е по-евтино – условно 1 Gbps пропусквателна способност струва по-малко. И ако в сървърите повечето портове са гигабитови, то за работните станции, а още повече за персоналните компютри толкова високи скорости като 10 Gbps просто не са нужни. За много от крайните точки са напълно достатъчни 100 Mbps, но въпреки това те са снабдени с 1 Gbps платки. В немалка степен масовият преход към Gigabit Ethernet бе стимулиран от факта, че за поддръжка на такива скорости не се налагаше подмяна на положената кабелна система - а това не само спестява много разходи, но и избягва редица неудобства.

Комутатори с портове 10GBase-T за малки и средни предприятия имат редица производители. Netgear например предлага подобно оборудване от 2013 г., но го позиционира на първо място за свързване на сървъри и мрежови системи за съхранение (NAS), а не на работни станции и персонални компютри. В продуктовата линия вече има много продукти с поддръжка на скорости над 1 Gbps. Основното им предназначение е създаване на решения за магистрални Ethernet канал, свързване на системи за съхранение на данни и високопроизводителни сървъри.

Именно поддръжката на една или друга технология в крайните устройства е способна да осигури масово присъствие на пазара. Засега задачи, които да изискват скорост 10 Gbps на ниво потребител, не се предвиждат. Предпоставки за масов преход на офисните мрежи към такива скорости трябва да станат преди всичко приложения с големи изисквания към пропусквателната способност. Въпреки че много компании отдавна са преминали към IP телефония, използвайки оборудване за видеоконференции и IP видеонаблюдение, има още много време до появата на необходимост от мрежа с производителност 1 Gbps, смятат анализатори от Forrester, провели кратка анкета сред доставчици и производители на мрежово оборудване.

Според него в сегмента на SMB масово търсене на решения за 10GbE не се наблюдава, а дори не се очаква в близко бъдеще. Слабо вероятно е в близките години да настъпи повсеместно преминаване на офисните мрежи към скорост за достъп над 1 Gbps. Наличието на подобно оборудване в портфолиото на производители като D-Link (вж. Фиг. 2), Netgear, ZyXEL, SMC (по-точно на компанията майка Edge Networks), Huawei, Supermicro (да не споменаваме големите играчи Cisco, HP и Dell с продукти за други сегменти), свидетелства за това, че има търсене на такива решения. Във всеки случай потенциалната ниша е достатъчно широка, за да привлече вниманието на тези компании.


Когато 10 Gbps е много, а 1 Gbps - малко

© Владимир Владков, Networkworld.bg

Фиг. 2. Серията комутатори S6700 на Huawei да достъпни във вариант с 24 порта и 48 порта.

Очаква се, че през 2015 и 2016 г. продажбите на мрежово оборудване с оптични и медни портове 10G за офисния сегмент и СМБ ще нарастват, включително за сметка на продуктовата линия от нови бюджетни серии, казват от D-Link. В компанията са сигурни, че по-нататъшното увеличение на обемите информация ще доведе до проникване на технологията 10G в мрежи от различни размери, включително в SMB компании, в които активно се внедряват решения и системи за съхранение на данни и виртуализация, както и облачни технологии.

По оценки на Broadcom, в следващите 3 години може да се очаква по-широко внедряване на сървъри и комутатори, поддържащи 10GbE в корпоративните мрежи. В резултат през 2018 г. делът на това оборудване ще нарасне от днешните 35 до 63% (вж. Фиг. 3).


Когато 10 Gbps е много, а 1 Gbps - малко

© Владимир Владков, Networkworld.bg

Фиг. 3. Само 35% от сървърите в корпоративните ЦОД имат портове 10GbE, но през 2018 г. те ще бъдат много повече, делът им ще нарасне до 63%

 

10G е много, 1G – малко

Скъпите кабелни системи, конектори и микросхеми ограничават употребата на 10GbE приложения с големи изисквания към ресурсите, например мощни виртуализирани сървъри с множество виртуални машини. В офисните мрежи има и задачи, за които скоростта от 1 Gbps се оказва недостатъчна, а 10 Gbps все още е твърди висока. Това са например връзки към кабелната мрежа на точки за безжичен достъп по стандарта 802.11ас Wave 2.

Собствени сървъри за виртуализация са нужни далеч не на всяка малка фирма, тъй като съответните ресурси могат да се получат и от облака. Липсата на безжичен достъп за клиентите обаче може да повлияе негативно върху конкурентоспособността на предприятия от сферата на обслужването, а и точката за достъп трябва физически да се намира в офиса. Как показва анкета на Bredin сред представители на малкия бизнес (брой на служителите от 1 до 10), посетителите предпочитат безплатен Wi-Fi с чай и кафе с бонбони. В доклада се отбелязва, че Wi-Fi е с лошо качество или направо липсва, то възприятието на клиентите на компаниите става отрицателно. За удовлетворяване на такива потребности обикновено е достатъчна точка за достъп 802.11n, но по-големите предприятия и помещения, в които винаги има много посетители, възможностите на 802.11n вече не са достатъчни. Освен това за поддръжка на следващия безжичен стандарт IEEE 802.3ad в диапазона 60 GHz ще е нужна връзка със скорост 5 Gbps (за TCP).

Появяващите се на пазара точки за достъп 802.11ac Wave 2 засега поддържат не повече от 4 пространствени потока, затова за тяхното свързване са достатъчни две линии по 1 Gbps. Точката за достъп ZoneFlex R710 Wave 2 AP на Ruckus Wireless например е снабдена с два гигабитови порта, т.е. може да се изчака с прехода към по-бързо свързване. С появата на точки за достъп, способни да поддържат 8 пространствени потока, 2х1 Gbps може да се окажат недостатъчни. За такива точки трябва или да се прокарат допълнителни кабели, или да се премине към 10GbE и съответно към окабеляване Категория 6А. За да се избегне тази ситуация, IEEE спешно разработва стандарти за Ethernet на 2,5 и 5 Gbps. Тяхното предимство се проявява най-вече при работа по широко разпространените днес СКС Категория 5e и 6 със скорост до 5 Gbps, което ни избавя от необходимостта изцяло да преправим кабелната система за безжичен достъп от ново поколение, отбелязва системен интегратор, фокусиране върху СКС инсталациите.

Разработката на съответните технологии и оборудвания се осъществява от два алианса: NBase-T и MGBase-T. Потенциално наличието на две конкуриращи се страни би могло да забави приемането на стандарта, както стана с 802.11n, за чието одобрение бяха нужни цели 7 години. За щастие на последното заседание на работната група IEEE, събрала се през май тази година, е постигнато общо съгласие за базовата технология за Ethernet на 2,5 и 5 Gbps. Както отбеляза Дейвид Чалупски, председател на работната група IEEE P802.3bz, „постигането на консенсус позволи незабавно преминаване към следващата фаза от проекта — съставяне на чернови вариант на спецификацията“.


Когато 10 Gbps е много, а 1 Gbps - малко

© Владимир Владков, Networkworld.bg

Фиг. 4. Засега безжичните точки с поддръжка на 802.11ac Wave 2 са снабдени с два стандартни порта Gigabit Ethernet. На снимката Cisco Aironet 1850 Access Point

По този начин ще бъдат спестени няколко месеца. Работата над стандарта обаче не е приключила. За неговата подготовка ще са нужни още година и половина или две. По това време може да се очаква широко разпространение на безжично оборудване 802.11ac Wave 2. Както се предполага, скорост от 2,5 Gbps ще се поддържа от кабелна среда Категория 5е, а 5 Gbps — от Категория 6. На пазара обаче вече се появяват комутатори с поддръжка на мултигигабитови скорости. През първото полугодие на тази година такива модули за свои комутатори пуснаха HP и Cisco. Впрочем Cisco предпочита да снабдява своите точки за безжичен достъп не с мултигигабитови портове, а с два обичайни Gigabit Ethernet (вж. фиг. 4).

Според анализаторите, появата на нови скорости за Ethernet ще подейства като тласък за модернизация на офисните мрежи. „За кампусните комутатори настъпи времето за модернизация, твърдят от Dell’Oro. - Достъпността на точки за достъп 802.11ac Wave 2 от корпоративен клас поражда търсене и на комутатори от нов тип.“ Многогигабитови комутатори са по-скъпи от традиционните с портове 1 Gbps, но те позволяват използване на вече съществуващо окабеляване, а това е съществен аргумент в тяхна полза. „Първите доставки на портове 2,5/5,0 GbE започнаха през юни, казва Крис Де Пюи, вицепрезидент на Dell’Oro Group, анализиращ пазара на оборудване за корпоративния сегмент. — През третото тримесечие с появата на нови предложения очакваме значителен ръст на продажбите. Днес може да се говори за формиране на съвършено нов сегмент от Ethernet пазара.“ Прогнозите на Dell’Oro сочат, че през първата година ще бъдат продадени над милион мултигигабитови порта.

Каква кабелна среда е нужна?

Каква трябва да е кабелната инфраструктура за поддръжка на безжичния достъп? Изискванията към такава среда са посочени в TIA TSB-162, където се препоръчва инсталация на кабелна система Категория 6А или многомодова оптика с влакна OM3. Тези препоръки обаче са направени, когато не е имало и идея за 2,5- и 5-гигабитов Ethernet. Впрочем за нови инсталации те остават валидни и днес, позволявайки да не се тревожим за необходимостта от модернизиране още дълги години. Онези, които преди 20 г. не направиха икономии и инсталираха току-що появилите се системи Категория 5е, могат да ползват окабеляване, ако то не е изчерпило физическия си ресурс. Но то все още не е морално остаряло, така че това окабеляване може днес да поддържа не само гигабитови, но и 2,5-гигабитови скорости.

Очакваната поява на стандарта за 2,5 и 5 Gbps даде дългочаканото приложение на кабелните системи Категория 6: ако досегашните единствени аргументи за инсталирането й бяха запас от характеристики, то днес от тях вече има смисъл - такова приложение може да стане 5GBase-T. „За нарасналите потребности на пазара към по-високи поддържани скорости и пропусквателна способност ние, като доставчици на кабелни решения, можем да съдим на базата на увеличените поръчки за компоненти и системи за СКС от различни категории, коментира представител на RiT Technologies за Русия. - Обемите на продажби на компоненти Категория 6 значително нараснаха в сравнение с продажбите на компоненти Категория 5е.“

Не е лесно да се отговори на въпроса за избора на окабеляване. Усилията на IEEE са насочени към това, че свързването на високоскоростни точки за достъп да се осъществява на базата на вече положеното окабеляване. Досега обаче бе неясно ще се осигури ли поддръжка на 5 Gbps по Категория 5е (а на нея се падат повечето от инсталираните кабелни системи). Според последната информация от IEEE, работната група вече го е решила – ограничава се до 2,5 Gbps. В същото време Cisco например заяви, че ще поддържа 5 Gbps по окабеляване Категория 5е на разстояния до 100 м.

Скоростите 2,5 Gbps по принцип са достатъчни за свързване на вече появилите се на пазара продукти 802.11ac Wave 2 с поддръжка на 4 пространствени потока. Ако купувачът иска в перспектива да използва точки за достъп с поддръжка на 8 пространствени потока, ще се наложи да премине или към Категория 6 (ако вече е инсталирал Категория 5е), или да разчита на нестандартно оборудване (в случая липсва спецификация за 5Base-T за Категория 5е). Не е изключен и трети вариант — обединяване на две съединения по 2,5 Gbps при поддръжка на тази възможност от оборудването.

Пропусквателна способност от 5 Gbps, т.е. Категория 6 в най-лошия случай, ще е напълно достатъчна за всяко оборудване 802.11ac. Теоретичната максимална пропусквателна способност при този стандарт е 6,9 Gbps, но стаа дума за скорост на пренос на битове на физическо ниво. Пропусквателната способност на MAC ниво е доста по-ниска - 4,49 Gbps (вж. таблицата). Ефективността на преноса на Ethernet е много по-добра, отколкото на безжичното. Например за 10GbE при пренос на кадри с размер 1518 тя е приблизително 94% (за потребителските данни). С други думи безжичният поток 6,9 Gbps ще се „помести“ изцяло в преносен канал от 5 Gbps.

Технологии 2,5- и 5 Gbps обаче представляват междинно решение. Неслучайно производителите с нетърпение чакат приемането на стандарта. В същото време на етап разработка са още по-високоскоростни безжични системи. Така че при планиране с по-далечен хоризонт има смисъл да се следват „старите“ препоръки на TIA TSB-162 за препоръчително използване на Категория 6А за свързване на точки за достъп. „Продажбите на 6А започват да догонват Категория 6. Всички големи заявки за реализация на проекти се правят на базата на 6А. С други думи се появява търсене на 10 Gbps до работното място, докато в миналото системи Категория 6А се монтираха само в ЦОД и в сървърните зали. Това означава, че производителността на инсталираните в мрежата устройства расте и им е нужна СКС с все по-голяма пропусквателна способност“, допълват от RiT.

Разбира се според нивото на иновациите по отношение на преноса на данни, офисните мрежи никога няма да изпреварят центровете за обработка на данни, но и при тях развитието не е спряло.


Когато 10 Gbps е много, а 1 Gbps - малко

© Владимир Владков, Networkworld.bg





© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997-2020 съгласно Общи условия за ползване

X