Обзор мультигигабитных коммутаторов Zyxel XGS1210-12 и XGS1010-12 со скоростью 1/2.5/10 Гбит/с

А вы знаете, что 10-гигабитный Ethernet был представлен в далёком 2006 году, и созданный, в основном, для файловых серверов небольших компаний, он и спустя полторы декады лет всё ещё остаётся диковинкой для многих потребителей в среде малого бизнеса. Причина до банальности проста: не было таких скоростей, ради которых можно инвестировать в 10-гигабитные коммутаторы и дорогую кабельную инфраструктуру. Концепция использования личных ноутбуков, беспроводных МФУ, смартфонов и моноблоков требовала развития беспроводных сетей, а гигабитного провода, как правило, всем хватало.

Прогресс не стоял на месте, и чтобы как-то сдвинуть дело с мёртвой точки, в 2015-м году производителями сетевого оборудования были предложены промежуточные стандарты Nbase-T (802.3bz) со скоростями 2.5 Гбит/с и 5 Гбит/с. Они решали основную проблему, сдерживающую распространение 10-гигабитных сетей в малом бизнесе: позволяли использовать кабель категории CAT-5, то есть обычную витую пару с теми же самыми коннекторами, что и для 1-гигабитных сетей. Фактически, производители предлагали использовать существующие кабели для новых быстрых сетей, и примерно с 2015-2017 годов стали появляться и доступные сетевые контроллеры на чипах Aquantia и Broadcom с поддержкой 10GBase-T и NBase-T, которые нашли применение в топовых компьютерах для энтузиастов и в NAS-ах. Но, опять же, какого-то ажиотажа эти решения не вызвали.

Стандарт

Передача числа бит за 1 цикл

Требования по типу кабеля для подключения на расстояние до 50 метров

Требования по типу кабеля для подключения на расстояние до 100 метров

Пропускная способность, МГц

10Base-T

1

CAT3

CAT3

16

100Base-TX

3,2

CAT5

CAT5

100

1000Base-T

4

CAT5

CAT5

100

2.5GBase-T

6,25

CAT5

CAT5E

100

5GBase-T

6,25

CAT5

CAT6

250

10GBase-T

6,25

CAT6

CAT6A

500

Всё дело в том, что к тому моменту, как в продажу пошло оборудование Nbase-T, те пользователи, кому была важна высокая скорость ЛВС, уже давно перешли на 10 Гбит/c, используя оптический или медный кабель, а для включения сетей 2500BASE-X в проекты, нужен был драйвер, и он появился лишь в начале 2020 года.

Этим драйвером стали беспроводные точки доступа стандартов 802.11ac и 802.11ax, чья суммарная пропускная способность давно превысила 1 Гбит/c и упёрлась в возможности проводного подключения. Сегодня наличие быстрого современного беспроводного доступа к сети уже стало обязательным не только для коммерческих, но и для государственных объектов: в офисах, в больницах, в поездах, в МФЦ, в конференц-залах и на прогулочных катерах, где ещё вчера ставили точки доступа 802.11ac, сегодня их меняют на 802.11ax. И вот тут стандарт 2500BASE-X выступает в роли идеального лекарства от низкой скорости: вам не нужно перекладывать кабель и обжимные фишечки: просто поменяйте точку доступа и коммутатор - и получите скорость интерконнекта 2.5 Гбит/с при тех же условиях. Хорошее конкурентное преимущество, не правда ли?

XGS1210-12 и XGS1010-12

Конечно, необходимо, чтобы распределительные коммутаторы поддерживали такие высокие скорости, и у Zyxel недавно появились новые универсальные бюджетные модели свитчей, сочетающие в одном корпусе порты на: 1, 2.5 и 10 Гбит/с. По замыслу производителя, один такой коммутатор устанавливается на весь объект: будь то конференц-комната, зал ожидания или гостиничный комплекс. Пара 10-гигабитных SFP+ слотов используется для подключения по оптике к магистральному кабелю или системе хранения данных, два 2.5-гигабитных RJ45 порта - для точек доступа или рабочих станций, ну и 8 обычных 1-гигабитных соединений - для распределения трафика по рабочим местам или иным подключениям.

Zyxel XGS1210-12 / XGS1010-12

У меня только один вопрос: ну где в 2020 году компания Zyxel видела NAS-ы с SFP+ слотами? Все 10-гигабитные модели уже давно используют медный кабель, а оптика используется лишь в корпоративных машинах для установки в стойку. Естественно, игровые материнки, на которых собирают рабочие станции и специализированные платы так же используют медный стандарт, и грубо говоря, 10-гигабитную оптику сегодня можно встретить, разве что, на платах Supermicro… Хотя… если клиент не стесняется жестить, то 10-гигабитный сетевой адаптер с одним портом SFP+ можно купить на Avito примерно за 1500 рублей. Естественно, это будет б/у плата типа Mellanox ConnectX-2, которая отслужила лет 10 в ЦОДе, и вам ещё послужит :)

У Zyxel есть целая россыпь мультигигабитных коммутаторов: управляемые XS1930 уровня ядра, Web-управляемые XGS1210-12 для распределительной сети, неуправляемые XGS1010-12 для настольной установки. Причём, последний имеет зашитую на аппаратном уровне функцию QoS для 1-гигабитных портов:

Приоритет портов

  • 4 порта имеют низкий приоритет
  • 2 порта - средний
  • 2 порта - высокий приоритет

Функция PoE пока что доступна только в XS1930-12HP, что мне кажется странным: уж раз мы говорим о точках доступа Wi-Fi, то PoE должна быть везде, и возможно она появится чуть позже, а сейчас мы посмотрим на конструкцию коммутаторов.

Обе рассматриваемые модели, XGS1010-12 и XGS1210-12 имеют одинаковый металлический корпус, предназначенный для установки на стол: креплений в стойку нет ни в базовой комплектации, ни в виде аксессуаров. Оба коммутатора используют пассивное охлаждение, и сняв крышку корпуса, мы видим массивную пластину-радиатор, отводящую тепло от четырёх чипов.

Коммутационная матрица представлена процессором Realtek RTL9302B, имеющим частоту 800-МГц и поддерживающим до 16 портов. Суммарная производительность коммутации составляет 66 Гбит/с, то есть физические возможности портов раскрыты полностью. В качестве буфера используется один чип DDR3 NANYA NT5CC64M16GP объёмом 128 Мегабайт: достойный объём для 12-портового свитча.

Для работы с физическим уровнем соединения используются следующие чипы: один Realtek RTL8231 для 8 портов 1GBase-T и два Realtek RTL8226 по одному на каждый 2.5-гигабитный порт. Слоты SFP+ использования PHY не требуют, и на этом достигается существенная экономия. К слову, на текущий момент Zyxel предлагает только оптические трансиверы SFP+ следующих типов.

10-гигабитные модули Zyxel SFP+

SFP10G-SR

SFP10G-LR

Коннектор

Duplex LC

Duplex LC

Длина волны, нм

850

1310

Максимальная протяженность соединения, Км

0,3

10

Тип оптоволокна

Multi Mode

Single Mode

Те, кто хочет использовать 10GBase-T SFP+ модули, могут воспользоваться совместимыми устройствами.

По схемотехнике модели XGS1010-12 и XGS1210-12 абсолютно идентичны, так что единственным различием является управление старшей модели через web-интерфейс, с которым мы сейчас познакомимся.

Web-интерфейс

Перед нами хорошо знакомая платформа Zyxel, которая используется в коммутаторах XGS начальной серии. Настроек здесь минимальный минимум, только самое необходимое. Один порт может быть включён только в несколько VLAN-ов, а для объединения портов доступны предустановленные группы:

  • Порты 1, 2, 3, 4
  • Порты 5 и 6 Порты 7 и 8 Порты 9 и 10
  • Как видите, объединить в LAG порты SFP+ возможности нет, но едва ли кому-то это понадобится.

При настройке QoS вам доступны очереди на основе номера порта, а так же использование алгоритма IEEE 802.1p.

Так же хочется отметить поддержку IGMP Snoop для мультикаст-трафика и возможность отключения STP. Периодически Zyxel обновляет прошивки для коммутаторов начального уровня, но изменения там настолько незначительны, что можно никогда и не обновляться.

Тестирование

Для тестирования коммутатора Zyxel XGS1210-12 мы используем стенд следующей конфигурации:

При тестировании, сетевые карты подключались петлёй через коммутатор, измеряя скорость работы самих с собой. У коммутаторов очень небольшой буфер, сглаживающий производительность на всех основных интерфейсах, и в наиболее щадящих условиях мы видим пропускную способность на уровне заявленных характеристик.

Результаты тестирования

Если не брать погрешность измерений, то здесь мы имеем дело с ограничениями порта. Совсем другое дело, когда мы снижаем размер пакетов до 512 байт.

Результаты тестирования

На 1-гигабитных портах всё очень хорошо, и даже прекрасно: всё же мы имеем дело с современной логикой Realtek с производительностью коммутации 49 млн пакетов/сек. Здесь мы имеем пропускную способность на уровне 945 Мбит/с, и это - отлично. А вот дальше начинаются чудеса: 2.5-гигабитные порты со скоростью до 2100 Мбит/с уже сталкиваются с нехваткой размера буфера и просаживают свою скорость аж до 1400 Мбит/с, а 10-гигабитные порты полностью перегружают стек, удерживая стабильно скоростной диапазон 1900-2000 Мбит/с. В целом, всё как и полагается коммутатору начального уровня.

Выводы

Розничные цены за коммутаторы составляют 180$ за неуправляемый XGS1010-12 и 260$ за веб-управляемый XGS1210-12. При интеграции в офисную сеть, имеет смысл брать именно XGS1010-12 просто как устройство с портами 10G и 2.5G, а всё управление поставить "над" ним на более продвинутом коммутаторе. Этот коммутатор лишён каких бы то ни было недостатков, и если вас устраивает конфигурация портов - можете брать! Модель XGS1210-12 прямо-таки просится во WLAN-инсталляции, но серьёзно смущает отсутствие PoE, так что сватать этот свитч в качестве платформы для современных точек доступа я не могу.

Конечно, полноценный коммутатор на 12 мультигигабитных портов, да ещё и с PoE, такой как Zyxel XS1930-12HP, стОит как чугунный мост: около 1000$ в розницу, и учитывая, что большинство проводных подключений в современных сетях - всё ещё 1-гигабитные, а реальная пропускная способность в 10G редко требуется даже в ЦОДах малых предприятий, вот такие мультигигабитные решения, имеющие порты 1G/2.5G/10G - это наше будущее на ближайшие годы, которое будет обеспечиваться технологиями 5G и Wi-Fi 6.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
16/07.2020


Комментарии

Похожие статьи:

Эпичный хостинг: изучаем как AMD меняет рынок VDS-хостинга на примере компании VDSina.ru

Сегодня хостеры могут размещать до 1024 виртуалок на одной машине, что позволяет им демпинговать, наращивая клиентскую базу в условиях жёсткой конкуренции. Мы выясним, почему 64-ядерные процессоры AMD EPYC лежат в основе нового в

Новая схема адресации памяти в IBM Power10 изменит взгляд на ИИ приложения

А что, если существует новый вид рабочей нагрузки, и я хочу собрать гораздо больше памяти, чем вы можете себе вообразить? Что, если я хочу, чтобы один компьютер адресовал петабайт памяти? Но сегодня никто не знает, как построить та

Что такое NVME-oF? И как работает самый быстрый протокол данных?

В последние годы мы наблюдаем рост производительности технологий хранения данных, которая, в конечном счете, достигла физических пределов, обусловленных устаревшими протоколами обмена данными в дата-центрах. Несмотря на использован

FAQ по применению литий-ионных батарей в ИБП для ЦОД-ов

Литий-ионные аккумуляторы обладают рядом преимуществ перед традиционными свинцово-кислотными батареями с клапанным регулированием (VRLA), широко используемыми сегодня в ИБП. Гораздо более длительный срок службы, меньшие размеры

Эволюция киберугроз в OT-средах

В этом году исполняется 10 лет со дня обнаружения Stuxnet. Вредоносный компьютерный червь попал в заголовки по той причине, что целился в системы диспетчерского контроля и сбора данных. С того времени, во всем мире было зафиксирова