Тестируем 25 гигабитных недорогих коммутаторов

Модернизация локальной сети компьютеров предприятия – задача, с которой рано или поздно сталкиваются все системные администраторы. Улучшенное взаимодействие компьютеров между собой создаст оптимальные условия для работы сотрудников и в дальнейшем приведет к росту успеха компании.

Основным устройством, сердцем любой развитой локальной сети являются гигабитные коммутаторы. Именно они обеспечивают бесперебойную многопотоковую и высокоскоростную передачу данных и разветвление сигнала. От правильного выбора этого элемента зависит функционирование сети и всего предприятия в целом.

Коммутатор и хаб

Коммутатор – устройство, обеспечивающее объединение нескольких компьютеров в единую локальную сеть и служащее для улучшения качества передаваемого сигнала. Точно такие же функции выполняет другое сетевое оборудование – хаб (с англ. Hub – узел какой-либо сети). Однако при выборе специалисты давно рекомендуют отдавать предпочтение именно коммутаторам. В чем причина этого?

Работу хаба можно сравнить с функционированием обычного повторителя – он принимает сигнал и перенаправляет его на все подключенные компьютеры, вне зависимости от того, какому именно ПК предназначался поток информации. В результате такой «массовой рассылки» локальная сеть быстро «забивалась», снижалась скорость передачи в целом. Кроме того, чем больше хабов вы устанавливали в сеть, тем выше была вероятность пакетного шторма – ситуации, когда огромное количество паразитных пакетов пересылалось по сети.

Обыкновенные и гигабитные коммутаторы сразу после подключения ничем не отличаются от хаба. Однако со временем они формируют таблицу коммутации, или упорядоченный список МАС-адресов компьютеров, согласно которому в будущем пересылаются пакетные данные. Таким образом, поддерживается оптимальная функциональность сети.

Количество портов и скорость

Производительность локальной сети напрямую зависит от параметров коммутатора. Даже самые дешевые устройства обладают большим набором функций, которые выделяют их среди других представителей этой ценовой категории. Однако при выборе следует обращать внимание лишь на несколько наиболее важных параметров. Первым из них является количество портов. Оно определяет то число сетевых устройств, которые можно будет подключить к коммутатору. Обычно количество портов варьируется от 5 до 48. Другим важным параметров является скорость передачи данных – скорость, на которой функционирует каждый гигабитный порт на коммутаторе. В нашем случае это не менее 1000 Мб/сек. Но чаще всего оборудование поддерживает стандарт IEEE 802.3 Nway – автоопределение скорости передачи пакетов.

Пропускная способность

Пропускная способность – произведение количества портов на максимальную скорость передачи данных. Этот параметр определяет производительность системы в момент пиковой нагрузки. Оптимально, если этот показатель будет выше потока данных, передаваемого со всех ПК одновременно.

Например, ваш коммутатор имеет 10 портов со скоростью до 300 Мб/с. Его пропускная способность равна 2 Гб/с. Во время максимальной нагрузки порты смогут передавать поток информации равный 3 Гб/с, что ниже пропускной способности. Такие гигабитные коммутаторы не смогут справиться с пиковой нагрузкой и затормозят работу всего предприятия.

Производительность сети зависит и от согласования Full-duplex и Half-duplex. В режиме Full-duplex передача пакетов данных происходит одновременно в двух направлениях – от коммутатора на компьютер и наоборот. В режиме Half-duplex сигнал передается только в одну сторону. Встроенная функция согласования позволяет избежать конфликтов во время работы сетевых устройств, использующих разные режимы.

Акцентируйте внимание

При выборе коммутатора важно обратить внимание на размеры таблицы коммутации, в которой соотносятся «имена» портов с МАС-адресами компьютеров. Этот параметр необходимо определять с количеством ПК в вашей сети. В случаях, когда в памяти оборудования не останется места для записи нового сетевого устройства, он удалит адрес редко используемого ПК, а после заново начнет его поиск. Это заметно снижает производительность.

Функцию Flow Control должны иметь все гигабитные коммутаторы, ибо она обеспечивает защиту от потери данных. С ее помощью два устройства «договариваются» между собой, в какой последовательности и когда отправлять сигнал.

Управление коммутаторами

По типу управления коммутаторы делятся на два вида – неуправляемые и управляемые. В первом случае мы имеем полностью автономное устройство без инструментов ручной настройки и калибровки. Оно лучше подходит для сети небольшого офиса или для дома, так как обладает низкой стоимостью, не требует вмешательства со стороны человека. Его главный недостаток – низкая производительность, что не позволяет его использовать на крупном предприятии.Управляемый гигабитный коммутатор функционирует также в автоматическом режиме, но имеет широкий набор инструментов, с помощью которых администратор может без труда подкорректировать его работу. Типичными представителями являются JetStream, TP-Link, D-Link. Существенный их недостаток – высокая цена.

10-ти гигабитные коммутаторы

В условиях жесткой конкуренции важно уметь очень быстро принимать решения и отдавать приказы. Чтобы это стало возможным, надо оснастить предприятие высокоскоростными коммутаторами, обеспечивающими передачу данных на скоростях до 10 Гб/с. Стоит сказать, что подобные устройства появились на рынке более 10 лет назад. Однако они до сих пор актуальны, и замены им пока не найдено.

Чтобы подключить 10-гигабитный коммутатор, можно использовать оптоволоконный кабель, твинаксиальный или обычный медный провод стандарта UTP/FTP. Сегодня наиболее популярными являются устройства, подключаемые обычным медным проводом. Они обеспечивают передачу данных по технологии 10GBASE-T, обладают низкой стоимостью и делают сеть максимально гибкой. Отдельно стоит отметить обратную совместимость с гигабитными сетями.

Производители коммутаторов

Открывает наш список компания Alcatel-Lucent. Ее семейство устройств OmniSwitch предназначено для построения средних и больших, а также для устройства ядра малых корпоративных сетей. В модели OmniSwitch 6850E функция 10-гигабитной коммутации доступна как дополнительная, а вот в OmniSwitch 6900 встроено уже 64 порта для высокоскоростной передачи пакетов.

Компания D-Link имеет в своем ассортименте лишь два представителя этой категории устройств. Ее 8-портовый гигабитный настольный коммутатор DXS-3600-16S обеспечивает подключение ПК через фиксированный порт SFP+, а вот в модели DXS-3600-32S имеется уже 24 аналогичных разъема. Оба устройства имеют посадочное место для модуля расширения, с помощью которого удастся подключиться к сети по технологии 10GBASE-T.

Фирма Cisco не может порадовать полноценным оборудованием. Однако она предлагает более выгодное решение в виде съемных модулей, например, Nexus и Catalyst. Подобные «расширения» можно использовать для подключения к сети как через медный кабель, так и через оптоволокно.

Корпорация НР предлагает свои гигабитные коммутаторы для нужд среднего и малого бизнеса. Одним из наиболее ярких представителей является HP 6125G/XG, представляющий собой гибридное устройство – 1/10-гигабитный коммутатор. Исключительно 10-гигабитные коммутаторы представлены моделями серий 5820. Они поддерживают данную скорость на посадочных местах SFP+. Однако среди устройств можно найти и PoE-гигабитный коммутатор промышленный серии НР 5920.

Что выбрать для домашней сети?

Если использовать беспроводное подключение для объединения устройств в домашнюю сеть невозможно или неприемлемо из-за низкой скорости передачи данных, то лучше применять неуправляемые коммутаторы. Во-первых, они дешевле. Во-вторых, они просты в подключении и настройке, не требуют вмешательства со стороны пользователя.Наиболее оптимальным вариантом обещает стать модель TP-LINK TL-SG1008D. Коммутатор имеет 8 портов для подключения, работает за счет блока питания, подключаемого к розетке. Передача данных гарантирована на скоростях от 1 Гб/с.

При желании вы можете подобрать для себя оптический гигабитный коммутатор производства TRENDnet или ASUS. Стоимость таких устройств находится на приемлемом уровне, а их функциональности с головой хватит для удовлетворения потребностей домашней сети.

15.03.2010 10:09

Из графика видно, что пока альтернативы у гигабитной сети просто нет.В тест была отобрана широкая группа коммутаторов со стоимостью в диапазоне от 18 до 140 долларов США. Одна часть коммутаторов оснащена 5ю портами, другая – 8ю портами. Также некоторые коммутаторы оснащены функциями управления, как, например, настройка качества обслуживания (QoS), позволяющей улучшать качество VoIP телефонии в нагруженных сетях  или создание виртуальных сетей (VLAN), по сути разделения портов коммутатора на несколько независимых сетей и т.д. В тест попали:

	3Com OfficeConnect 5-port Gigabit Switch 3C1670500C
	3Com OfficeConnect 8-port Managed Gigabit Switch 3CDSG8
	ASUS GigaX 1105N V2
	ASUS GigaX 1108B V2
	Belkin 5-port Gigabit Switch F5D5141EA5
	Belkin 8-port Gigabit Switch F5D5141EA8
	Conceptronic 5-port Gigabit Switch v2 CGIGA5A
	Conceptronic 8-port Gigabit Switch v2 CGIGA8A
	D-link 8-port 10/100/1000Mbps Gigabit Switch DGS-1008D
	Edimax 8-port Gigabit Ethernet Switch ES-5800P
	Eminent 5-port Gigabit Networking Switch EM4440
	HP ProCurve 1400-8G J9077A
	Icidu 5-port Gigabit Network Switch NI-707510
	Konig 5-port Gigabit Switch CMP-EHUB41
	Konig 8-port Gigabit Switch CMP-EHUB51
	LevelOne 5-port Gigabit Desktop Switch GSW-0507
	LevelOne 8-port Gigabit Desktop Switch GSW-0804
	Linksys 5-port 10/100/1000 Gigabit Smart Switch SLM2005
	Netgear 5-port Gigabit Desktop Switch GS605
	Netgear ProSafe 8-port Gigabit Desktop Switch GS108
	Sitecom Network Gigabit Switch 8-port LN-117
	Sweex 5-port Gigabit Switch SW105
	Sweex 8-port Gigabit Switch SW108
	TP-Link 5-port Gigabit Switch TL-SG1005D
	ZyXEL GS-108B 8-port

Мы в HOSTKEY регулярно сталкиваемся с необходимостью организации VLAN на скорости 10Гбит для кластеров виртуализации – своих и клиентских. Эта технология необходима для взаимодействия с СХД, для резервного копирования, для доступа у БД и для обеспечения живой миграции виртуальных машин. Всегда возникает вопрос — как сделать это надежно и с минимальными затратами? До последнего времени минимальные затраты для такого решения были существенными. Самый маленький коммутатор 10GbE был на 24 порта, а самая простая карта – Intel X520 за 500 долларов. Бюджет на порт составлял около 700-1000 долларов, а входной билет был очень высокий. Прогресс не стоит на месте, в начале 2015 года появился новый класс устройств 10GbE за приемлемые деньги со склада в Москве и под гарантией. Так как мы в HOSTKEY регулярно строим на их базе выделенные сервера и частные облака, то хотим поделиться опытом. Итак, у нашего Клиента 5 машин в кластере и ему нужен 10GbE VLAN – там 2 файлера, одна машина для резервного копирования и несколько нод. На гигабите все медленно и не хочется ставить в машины гигабитные четырехпортовки в тиминге. Надо 10GbE и бюджет ограничен. Звучит знакомо, не правда ли?

Выбор 10GbE контроллеров

Выбираем сетевые платы для серверов – чтобы новые, со склада и гарантией. Есть три варианта, и все они на PCIe x8: 1) Старый проверенный Intel X520-DA2. 2 порта SFP+, уже 5 лет на рынке. Цена около 30 000 рублей (~$450). Обратите внимание, модули надо брать родные по 15.000 рублей или заказывать в НАГе с указанием, чтобы их прошили под эту модель – иначе он их не увидит. Это же касается DAC (медных кабелей прямого подключения с интерфейсами SFP+ — вдруг кто не знает), мы то же думали что любой подходит и были вынуждены заходить на второй круг. 2) Новичок Asus PEB-10G/57811-1S 1 или 2 порта SFP+ на чипсете BCM 57811S. Впервые мы их заметили в продаже весной. Цена вопроса 10 000 рублей за штуку с одним портом и 16 000 за 2-х портовый PEB-10G/57840-2S. Модули любые, контроллеру не принципиально. Платка на удивление маленькая, чуть больше ладони. Обратите внимание – драйверов под VmWare там нет в коробке (мы попробуем решить эту проблему в одном из следующих постов). 3) Новый Qlogic QLE3440-CU-CK Один или два порта на SFP+ под DAC, как мы и искали. Однопортовую версию удалось купить по 16 000 рублей. На Амазоне цена для QLE3440-CU-CK составляет 250 баксов, т.е. это не сток по старой цене — новье. Все драйвера на месте, в том числе и под ESXI. Карточка чуть большего размера. Модули DAC/SFP+ специально шить не надо — он всеядный.

Выбор 10GbE коммутатора

Теперь надо выбрать коммутатор, нам нужно что-то на 8-12 портов с управлением на уровне L2 без особых наворотов. Нексус и Экстрим не рассматриваем, не тот размерчик. Опять же, ищем новое и со склада. Старые Меланоксы с Ebay, Циски на xenpack не рассматриваем, хотя многие так и поступают. Выбор еще скромнее: 1) Netgear XS708E на 8 медных портов, цена 72 000 рублей в Регарде и других местах. L2 есть, все управляется. У нас медных портов нет на картах, в этом случае придется брать что-то другое. 2) Netgear XS712T-100NES на 12 медных портов, цена 142 000 рублей в Регарде. 3) SNR-S2970-12X– 12 портовый коммутатор от NAG. У него 12 SFP+ портов, 8 просто гигабитных портов и полный контроль в L2. Цена около 100 000 рублей, т.е. 8333 рублей за 10Г порт и еще 8 гигабитников на халяву – мы еще VLAN управления на нем же соберем. Читаем форум и ветку с обсуждением устройства — нам для кластера это годится, а для опорного коммутатора уровня ЦОД он точно не пойдет. DAC нам нравятся больше, они имеют задержку в 0,3мкс против 2-3мкс у 10GBase-T. На уровне сетевой агрегации ЦОД это не так важно, а для подключения файлеров ничего нет важнее маленькой задержки. Спрашиваем коллег про опыт эксплуатации и заказываем в НАГ.ру, через несколько дней коммутатор уже у нас в Москве на столе. Интерфейс коммутатора простой, есть веб-интерфейс, IOS-образный CLI и все управляется по SNMP. Нам не требуется ничего сложнее, чем нарезать VLAN и поставить на мониторинг в CACTI, хотя у него намного больше функций. Он может шейпить, может делать транки, может зажимать MAC на портах, может делать port mirror на 1/10Г, подкрашивать трафик QOS и все остальное, что пристало L2 свитчу в 2015 году.

Снапшоты веб-интерфейса SNR-S2970-12X:

Первый экран: Управление портами: МАС-адреса: Настройка портов: Настройка шэйпинга и лимитов pps: Управление зеркалированием портов: Управление VLAN и транками:

Тестирование

Собираем стенд из двух серверов и коммутатора – две машины на s1366, супермикра и интел. Ставим карточки, ставим на SSD серверам Windows Server 2012 (как надо клиенту) и соединяем все это DAC между собой. Для справки (как тут любят) DAC кабель на 2 метра стоит около 2000 рублей.

Драйвера встают без проблем, все заводится почти с ходу. Никаких ошибок, все работает из коробочки. Qlogic умеет делать из себя виртуальные адаптеры, это удобно для виртуализации интерфейсов в кластере – например один для heartbeat, второй для iscsi, третий для live migration, четвертый для Интернета и пятый для управления всем этим. С Qlogic все можно разобрать еще на уровне виртуальных адаптеров.

IPERF

IPERF во всех режимах показывает 8,5Гбит для Асуса и около 8Гбит для Qlogic. Мы пробовали в разном количестве потоков, включали offload, крутили размер jumbo-frame – разница в пределах статистической погрешности. ASUS:Qlogic: Включаем прямиком сервера друг в друга – те же цифры, коммутатор не вносит задержки. Это проще простого – просто переставляем кабель из коммутатора в сервер и все включается.

10G контроллеры и ширина шины PCIe

Обратите внимание – мы первоначально заметили, что Asus не разгоняется выше 6 Гигабит. Оказалось что в Интеловской матери один из слотов восьмого размера на самом деле на четыре лэйна. Переставили в PCIe с восемью лэйнами – стало сразу 8,5Гбит. На таких скоростях это уже важно, упирается в любое узкое горлышко.

Передача файлов по SMB

Тестируем работу обычной SMB-шары в Windows – без особых заморочек, пост не про это. Сначала получаем скорость около 300Мбайт передачи — SSD через SATA2 больше не тянет. На матери нет SATA3, поэтому ставим RAM Disk и заливаем все туда. Том раздаем по сети и картинка сразу меняется – 609МБ в секунду. 4,7Гб установочный образ копируется за менее чем 8 секунд. Судя по тому, что на графике ровная полка, мы где-то уперлись в ограничение, и это не сеть. Разбираться уже не будем, 600Мб в секунду более чем достаточно – типовая 10Гб виртуальная машина теперь сможет быть мигрирована за 16 секунд с ноды на ноду.

Выводы

Что получается – все работает, быстро и просто. Скорость передачи в таком решении порядка 8,5 Гбит/с — для большинства задач более чем достаточно. Для создания 10Г сетевой инфраструктуры на кластер из 10 машин надо всего 200 000 рублей или 3000 долларов, сумма более чем подъемная. Если комплектовать двухпортовыми платами и двумя коммутаторами для резерва, то цена вопроса 360 000 рублей или около 5500 долларов. Мы в HOSTKEY специализируемся на аренде для клиентов крупных кастомных выделенных серверов и кластеров на их базе. 10GbE порт для организации VLAN на выделенный сервер обойдется всего в 2100 рублей в месяц. Если коммутация на 10G Ethernet делается без участия коммутатора, например, два сервера смотрят в один файлер с двух-портовой платой – то это добавит всего 1200-1600 рублей на сервер в месяц. Обратите внимание – в однопроцессорный 1U сервер сложно одновременно поставить 10G контроллер и аппаратный RAID-контроллер. В двухпроцессорных машинах обычно есть WIO опция, когда ставится две платы друг над другом через райзер или одна плата ставится спереди, как в HP DL160 или Деллах.

О HOSTKEY

HOSTKEY сдает выделенные сервера в аренду в Москве и Нидерландах с 2008 года. Общий парк собственных серверов сейчас составляет 1300 физических машин на 5 площадках. Мы работаем в сертифицированных по TierIII Московских ЦОД Датапро Авиамоторная, Даталайн Норд и на нескольких площадках попроще. В Нидерландах стойки арендуются в Serverius.nl, сервера там все наши собственные – никого не ресейлим. В этих ЦОД мы размещаем на коло сервера наших клиентов и предоставляем выделенные сервера со всей сетевой инфраструктурой. Цены – разумные, мы делаем все, чтобы снизить свои издержки и предложить клиентам экономически целесообразные условия в это непростое время. Если нужно что-то специальное – обращайтесь, мы всегда поможем. Промокод на 10% скидки до конца августа 2015 года для читателей — HABR170815Используемые источники:

• https://fb.ru/article/315427/gigabitnyie-kommutatoryi-sovetyi-po-vyiboru
• https://review.1k.by/pc/testiryem_25_gigabitnyih_nedorogih_kommytatorov-281.html
• https://habr.com/post/264931/