Projetando um núcleo mais flexível para a rede de campus multi-gigabit

Uma confluência de fatores está colocando o núcleo do campus, a base da arquitetura de rede, sob um estresse crescente. Isso inclui a introdução de novos pontos de acesso (APs) Wi-Fi 6 com altas taxas de transferência, a proliferação de dispositivos IoT, migração rápida para a nuvem e um data center em evolução que está mudando de switches baseados em chassis. Vamos dar uma olhada nessas tendências abaixo.

Wi-Fi 6 (802.11ax)

Introduzido pela primeira vez em 2009, os APs Wi-Fi 4 (802.11n) ofereciam uma taxa de transferência de até 600 megabits por segundo. Como tal, uma porta Ethernet de gigabit, agora padrão na maioria dos switches corporativos, foi suficiente para evitar um gargalo no lado do switch. Os APs Wi-Fi 5 (802.11ac) Wave 2 - que chegaram ao mercado em 2013 - alcançaram uma taxa de transferência de mais de um gigabit por segundo. Essas velocidades criaram um gargalo potencial de desempenho entre o AP e as portas de switch de um gigabit. Por sua vez, isso despertou o interesse na tecnologia de comutação multi-gigabit e impulsionou a adoção do padrão 802.3bz para portas 2,5 / 5/10 Gigabit Ethernet (GbE).

APs Wi-Fi 6 de próxima geração (802.11ax) já começaram a ser enviados, com a previsão do IDC de implantação de Wi-Fi 6 (802.11ax) aumentando significativamente em 2019, tornando-se o padrão Wi-Fi corporativo dominante em 2021. O novo Wi-Fi O padrão 6 (802.11ax) oferece um aumento de capacidade de até quatro vezes em relação ao seu predecessor Wi-Fi 5 (802.11ac), tornando a necessidade de portas multi-gigabit em switches Ethernet ainda mais urgente. Muitas organizações estão trabalhando para eliminar de forma proativa os gargalos potenciais, comprando switches multi-gigabit - mesmo antes de implantar APs Wi-Fi 6.

Talvez não seja surpreendente que o aumento das velocidades de porta esteja levando à necessidade de redes mais rápidas na agregação e no núcleo. Os clientes da rede do campus estão reconhecendo a necessidade de atualizar para 40 GbE e 100 GbE para a infraestrutura de backbone necessária para lidar com o aumento da taxa de transferência na extremidade da rede.

IoT e LTE

Além de uma nova geração de APs sem fio com throughput mais rápido, a proliferação de dispositivos IoT e os dados que eles geram está colocando demandas sem precedentes nas redes de campus, levando a problemas como latência. Esses dispositivos, combinados com aplicativos como streaming de vídeo 4K ou aplicativos de vídeo de vigilância alimentando modelos de aprendizado de máquina, por exemplo, são projetados para aumentar o tráfego da Internet para 278.000 petabytes por mês até 2021. Embora muitos dispositivos IoT se conectem sem fio, alguns são projetados para se conectar diretamente na Ethernet, aumentando assim a demanda por dados adicionais em uma rede de campus.

Também deve ser observado que as redes de campus provavelmente ficarão sob pressão ainda mais conforme o CBRS (LTE + 5G privado) chegar em 2019 e começar a rotear o tráfego de backhaul por meio de switches locais. Simplificando, o CBRS oferece a oportunidade de aproveitar o espectro de 3,5 GHz e permite que as organizações estabeleçam suas próprias redes LTE. Isso o torna ideal para aplicações em prédios e espaços públicos onde os sinais de celular são fracos ou o espectro é limitado, mas a demanda de dados não.

A nuvem e o data center em evolução

As redes do campus também estão sendo afetadas pela migração contínua de aplicativos de missão crítica para a nuvem. Embora a mudança para aplicativos baseados em nuvem tenha resultado na redução significativa de grandes data centers locais, os data centers locais continuam operando, embora com capacidade reduzida. Além disso, o uso eficaz de aplicativos em nuvem requer acesso sempre ativo, confiável, de alta velocidade e baixa latência a servidores externos.

Enquanto o crescimento da nuvem significa que os data centers locais estão se tornando mais enxutos, as tendências do setor sugerem que mais organizações terão equipes de TI comparativamente menores para gerenciar servidores. Isso exigirá opções de rede mais simples e flexíveis para conectar servidores e sistemas de armazenamento via 10 GbE e 25 GbE. Felizmente, o crescimento dos data centers em hiperescala e sua implantação em massa de 100 GbE e 25 GbE estão reduzindo o custo dos transceptores associados, ajudando a reduzir o custo de 100 GbE para redes de campus.

O chassi foi retirado, as chaves empilháveis ​​instaladas

À medida que os data centers se tornam mais enxutos, os grandes switches baseados em chassis são muito caros para adquirir e manter e excessivamente complexos para configurar e gerenciar. Na verdade, as redes corporativas tradicionais foram arquitetadas para aproveitar os switches baseados em chassis no núcleo e na agregação (bem como no data center) e para fornecer recursos de roteamento confiáveis ​​e de alta velocidade. No entanto, esse paradigma força as empresas a pagar grandes quantias de dinheiro - adiantado - por recursos que muitas vezes nunca são totalmente utilizados e resultam em atualizações forçadas de empilhadeira quando a capacidade máxima é atingida.

Felizmente, os avanços recentes nos processadores de rede disponíveis comercialmente fornecem a tecnologia para empacotar esses recursos em um formato fixo mais flexível e empilhável. Esses switches permitem que as empresas adotem um modelo simplificado de pagamento conforme o crescimento que simplifica a implementação de switches de próxima geração e oferece uma topologia de rede mais flexível. Além disso, certos switches no mercado hoje fornecem escala linear para até 12 switches por pilha. Aqueles que oferecem empilhamento por meio de cabos ópticos e Ethernet padrão permitem que os clientes empilhem longas distâncias entre vários gabinetes de fiação, bem como andares e edifícios, simplificando o gerenciamento.

Switches empilháveis ​​também podem ser projetados para garantir alta disponibilidade com atualizações de software em serviço em uma pilha. Isso permite atualizações de software fáceis - um switch por vez - sem nenhum tempo de inatividade. Resumindo, os switches empilháveis ​​fornecem os recursos de um chassi em um design mais flexível e escalonável que requer menos investimento inicial, junto com menores requisitos de energia e resfriamento.

Conclusão

O núcleo do campus está sob uma carga cada vez maior, à medida que as redes evoluem e se adaptam às novas demandas dos usuários e aos requisitos dos dispositivos. Isso inclui a introdução de pontos de acesso (APs) Wi-Fi 6 que oferecem um aumento de capacidade de até quatro vezes em relação ao Wi-Fi 5 (802.11ac), bem como a proliferação de dispositivos IoT e os petabytes de dados que eles geram. Além disso, as redes do campus devem fornecer acesso sempre ativo, confiável, de alta velocidade e baixa latência a servidores externos, à medida que os aplicativos de missão crítica continuam sua migração para a nuvem. E, à medida que os data centers se tornam mais enxutos, a maioria dos grandes switches baseados em chassis são agora muito caros para comprar, para manter e excessivamente complexos para configurar e gerenciar. Esses fatores exigem um núcleo de campus de alto desempenho que seja flexível, escalonável e facilmente gerenciado.

---

Siva Valliappan é o vice-presidente de produtos com fio da Ruckus. Antes da Brocade / Ruckus, Siva trabalhou na Cisco como Diretor de Gerenciamento de Produto, responsável por Software, Gerenciamento de Nuvem e Serviços de Rede da família Cisco de switches fixos Ethernet corporativos. Ele também foi o primeiro gerente de produto da Cisco de segurança IOS e arquiteto-chave por trás das soluções de segurança IOS da Cisco. Siva é bacharel em engenharia da computação pela Santa Clara University e é Cisco Certified Internetwork Expert (# 2929) em Routing and Switching.