Разработка более гибкого ядра для мультигигабитной сети кампуса

Совокупность факторов подвергает ядро ​​университетского городка, основу сетевой архитектуры, все большему стрессу. К ним относятся внедрение новых точек доступа (AP) Wi-Fi 6 с высокой пропускной способностью, распространение устройств IoT, быстрая миграция в облако и развивающийся центр обработки данных, который отказывается от коммутаторов на базе шасси. Давайте подробнее рассмотрим эти тенденции ниже.

Wi-Fi 6 (802.11ax)

Впервые представленные в 2009 году точки доступа Wi-Fi 4 (802.11n) обеспечивали пропускную способность до 600 мегабит в секунду. Таким образом, одного гигабитного порта Ethernet, который теперь является стандартом для большинства корпоративных коммутаторов, было достаточно, чтобы предотвратить возникновение узких мест на стороне коммутатора. Точки доступа Wi-Fi 5 (802.11ac) Wave 2, появившиеся на рынке в 2013 году, достигли пропускной способности, превышающей один гигабит в секунду. Эти скорости создают потенциальное узкое место в производительности между точкой доступа и портами гигабитного коммутатора. В свою очередь, это вызвало интерес к технологии мультигигабитной коммутации и привело к принятию стандарта 802.3bz для портов 2,5 / 5/10 Gigabit Ethernet (GbE).

Точки доступа Wi-Fi 6 (802.11ax) нового поколения уже начали поставляться, и IDC прогнозирует, что развертывание Wi-Fi 6 (802.11ax) значительно вырастет в 2019 году и станет доминирующим корпоративным стандартом Wi-Fi к 2021 году. Новый Wi-Fi 6 (802.11ax) предлагает четырехкратное увеличение пропускной способности по сравнению с предшественником Wi-Fi 5 (802.11ac), что делает потребность в мультигигабитных портах на коммутаторах Ethernet еще более острой. Многие организации работают над упреждающим устранением потенциальных узких мест, покупая мультигигабитные коммутаторы - даже до развертывания точек доступа Wi-Fi 6.

Возможно, неудивительно, что увеличение скорости портов вызывает потребность в более быстрых сетях на уровне агрегации и ядра. Клиенты кампусной сети осознают необходимость перехода на 40 GbE и 100 GbE для магистральной инфраструктуры, необходимой для обработки увеличившейся пропускной способности на границе сети.

Интернет вещей и LTE

В дополнение к новому поколению беспроводных точек доступа с более высокой пропускной способностью, распространение устройств Интернета вещей и данных, которые они генерируют, предъявляет беспрецедентные требования к кампусным сетям, что приводит к таким проблемам, как задержки. Эти устройства в сочетании с такими приложениями, как потоковое видео 4K или приложения для видеонаблюдения, питающие модели машинного обучения, например, по прогнозам, к 2021 году доведут интернет-трафик до 278000 петабайт в месяц. Хотя многие устройства IoT подключаются по беспроводной сети, некоторые из них предназначены для подключения непосредственно в Ethernet, тем самым увеличивая потребность в дополнительных данных в сети университетского городка.

Следует также отметить, что сети кампусов, вероятно, будут испытывать дополнительную нагрузку, поскольку CBRS (частный LTE + 5G) появится в 2019 году и начнет маршрутизировать обратный трафик через локальные коммутаторы. Проще говоря, CBRS предлагает возможность использовать спектр 3,5 ГГц и позволяет организациям создавать свои собственные сети LTE. Это делает его идеальным для приложений внутри зданий и общественных мест, где сотовые сигналы слабые или спектр ограничен, а потребность в данных - нет.

Облако и развивающийся центр обработки данных

На сети кампусов также влияет продолжающаяся миграция критически важных приложений в облако. Хотя переход на облачные приложения привел к значительному сокращению крупных локальных центров обработки данных, местные центры обработки данных продолжают работать, хотя и с меньшей емкостью. Более того, эффективное использование облачных приложений требует постоянного, надежного, высокоскоростного доступа с малой задержкой к внешним серверам.

В то время как рост облака означает, что локальные центры обработки данных становятся более компактными, отраслевые тенденции предполагают, что у большего числа организаций будут сравнительно небольшие ИТ-группы для управления серверами. Это потребует более простых и гибких сетевых вариантов для подключения серверов и систем хранения через 10GbE и 25GbE. К счастью, рост гипермасштабируемых центров обработки данных и их массовое развертывание 100GbE и 25GbE снижает стоимость связанных трансиверов, помогая снизить стоимость 100GbE для кампусных сетей.

Шасси отсутствует, стекируемые коммутаторы установлены

По мере того, как центры обработки данных становятся все компактнее, большие коммутаторы на базе шасси становятся слишком дорогими в приобретении и обслуживании, а также слишком сложными в настройке и управлении. Действительно, традиционные корпоративные сети были спроектированы для использования коммутаторов на базе шасси в ядре и агрегации (а также в центре обработки данных) и обеспечения надежных и высокоскоростных возможностей маршрутизации. Однако эта парадигма вынуждает предприятия платить огромные суммы денег - вперед - за возможности, которые часто никогда не используются полностью, что приводит к принудительной модернизации вилочных погрузчиков при достижении максимальной мощности.

К счастью, последние достижения в области коммерчески доступных сетевых процессоров предоставляют технологию, позволяющую упаковать эти возможности в более гибкий и наращиваемый фиксированный форм-фактор. Такие коммутаторы позволяют предприятиям применять упрощенную модель с оплатой по мере роста, которая упрощает развертывание коммутаторов следующего поколения и предлагает более гибкую топологию сети. Более того, некоторые коммутаторы, представленные сегодня на рынке, обеспечивают линейное масштабирование до 12 коммутаторов в стеке. Те, которые предлагают стекирование через стандартные кабели и оптику Ethernet, позволяют клиентам укладывать в стеки на большие расстояния между несколькими коммутационными шкафами, а также этажами и зданиями, упрощая управление.

Стекируемые коммутаторы также могут быть спроектированы для обеспечения высокой доступности за счет обновлений программного обеспечения в стеке в процессе эксплуатации. Это позволяет легко обновлять программное обеспечение - по одному коммутатору за раз - без простоев. Проще говоря, стекируемые коммутаторы предоставляют возможности шасси в более гибкой, масштабируемой конструкции, которая требует меньших начальных вложений, а также меньших требований к питанию и охлаждению.

Заключение

Ядро кампуса испытывает все большую нагрузку, поскольку сети развиваются и адаптируются к новым требованиям пользователей и требованиям устройств. К ним относятся введение точек доступа (AP) Wi-Fi 6, предлагающих до четырехкратного увеличения пропускной способности по сравнению с Wi-Fi 5 (802.11ac), а также распространение устройств IoT и петабайтов данных, которые они генерируют. Кроме того, кампусные сети должны обеспечивать постоянный, надежный, высокоскоростной доступ с малой задержкой к внешним серверам, поскольку критически важные приложения продолжают миграцию в облако. А по мере того, как центры обработки данных становятся более компактными, большинство крупных коммутаторов на базе шасси теперь слишком дороги для обслуживания и слишком сложны в настройке и управлении. Эти факторы требуют наличия высокопроизводительного ядра кампуса, гибкого, масштабируемого и легко управляемого.

Шива Валлиаппан является вице-президентом по проводным продуктам в Ruckus. До Brocade / Ruckus Сива работал в Cisco в качестве директора по управлению продуктами и отвечал за программное обеспечение, управление облаком и сетевые услуги семейства фиксированных коммутаторов Ethernet для предприятий Cisco. Он также был первым менеджером Cisco по продукту IOS Security и ключевым архитектором решений Cisco IOS Security. Сива имеет степень бакалавра компьютерной инженерии в Университете Санта-Клары и сертифицированный специалист Cisco по межсетевым технологиям (№ 2929) в области маршрутизации и коммутации.