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Switch di rete e suggerimenti per la scelta

Aggiornato il 23 Gen 2023 by
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network switch

 

Switch di rete e suggerimenti per la scelta

 

Acquistare lo switch di rete adatto alla propria rete può essere una sfida. Normalmente, i tecnici IT devono conoscere e distinguere i vari tipi di switch di rete e prendere in considerazione molti fattori durante l'acquisto di uno switch che servirà per la rete attuale e futura. Questo post vuole essere una guida all'acquisto del vostro switch di rete.

Come rispauto, gli switch di rete collegano dispositivi come computer, stampanti o server alla stessa rete e consentono ai dispositivi collegati di condividere informazioni e parlare tra loro. Esistono diversi tipi di switch di rete di diversi brand sul mercato. Avere chiari questi diversi tipi di switch di rete è il primo passo per un acquisto corretto.

La comparsa di diversi tipi di switch di rete

Switch managed vs. switch unmanaged

In base al controllo e alla configurazione della rete, gli switch di rete possono essere classificati in switch managed e unmanaged. Gli switch managed hanno maggiori capacità rispetto a quelli unmanaged. Permettono di avere un migliore controllo della rete e di tutto il traffico che vi transita, consentendo di regolare ogni porta dello switch su qualsiasi impostazione desiderata. Inoltre, gli switch gestiti offrono un grande controllo sul modo in cui i dati viaggiano sulla rete e su chi vi ha accesso. Grazie al supporto del protocollo SNMP (Simple Network Management Protocol), lo switch gestito consente anche di monitorare lo stato delle connessioni e fornisce statistiche come il throughput del traffico, gli errori di rete e lo stato delle porte. In genere, gli switch managed dispongono di una console accessibile da remoto (linea di comando o interfaccia web) per consentire agli amministratori di apportare modifiche o aggiustamenti senza trovarsi nella stessa sede fisica.

managed switch vs. unmanaged switch Figura 1: switch managed vs. switch unamanaged

Al contrario, gli switch unmanaged sono plug e play. Consente ai dispositivi Ethernet di comunicare tra loro automaticamente, utilizzando la negoziazione automatica per determinare parametri quali la velocità di trasmissione dei dati e l'utilizzo della modalità half-duplex o full-duplex.

Conclusione: Con gli switch managed è possibile regolare le impostazioni dello switch in base ai requisiti del sistema e monitorare lo stato dello switch, mentre gli switch unmanaged vengono forniti con una configurazione fissa e non consentono di modificarla.

Switch chassis modulare vs. switch a configurazione fissa

Come suggerisce il nome, gli switch modulari consentono di aggiungere moduli di espansione agli switch secondo le necessità, offrendo così la migliore flessibilità per affrontare reti in continua evoluzione. Gli switch modulari basati su chassis offrono una scelta più ampia di tipi di interfaccia. Ad esempio, è possibile disporre di schede di linea 10GbE, che possono essere una combinazione di ricetrasmettitori SFP/SFP+, X2, RJ45 e GBIC. Uno dei vantaggi più evidenti di uno switch modulare basato su chassis è l'hardware ridondante e altamente disponibile.

Lo switch a configurazione fissa, come suggerisce il nome, è uno switch autonomo Ethernet in un contenitore autonomo. Mentre gli switch modulari offrono la possibilità di scambiare le schede di linea o i moduli di servizio a seconda delle necessità, uno switch a configurazione fissa è limitato alle porte e alle interfacce con cui è stato fornito dal produttore. Gli switch a configurazione fissa sono dotati di 12, 24 o 48 porte Gigabit Ethernet e di porte uplink 10 GbE o ottiche. Hanno buffer di porte condivise più piccoli, che possono diventare problematici con un traffico molto intenso.

Conclusione: Gli switch modulari possono aggiungere diverse schede di linea in base alle proprie esigenze. Tuttavia, gli switch a configurazione fissa non dispongono di questa espandibilità fisica, rendendoli una scelta eccellente per il livello di accesso di una rete aziendale.

Switch core vs. switch di distribuzione vs. switch di accesso

Il modello gerarchico di internetworking prevede tre livelli: core, distribuzione e accesso.

Il livello core è considerato la spina dorsale della rete e comprende switch di fascia alta e cavi ad alta velocità. È responsabile del trasporto veloce e affidabile dei dati attraverso la rete. Gli altri due livelli si basano su di esso. Il suo scopo è ridurre il tempo di latenza nella consegna dei pacchetti. Nel livello core, l'efficienza è il termine chiave. Lo switch core ha quindi il vantaggio della commutazione del backplane: la capacità di far passare il traffico attraverso il core senza limiti di 1Gbps o addirittura 10Gbps, ottenendo le massime prestazioni. In genere, la spina dorsale della rete è il punto in cui finisce la commutazione e inizia il routing, con gli switch core che servono sia come motori di commutazione che di routing. In molti casi, gli switch core dispongono anche di funzionalità di firewall interno come parte del loro set di funzioni di routing, aiutando i manager di rete a segmentare e controllare il traffico mentre si sposta da una parte all'altra della rete.

network switch Figura 2: esempio di implementazione di switch core, switch di distribuzione/aggregazione e switch di accesso

Il livello di distribuzione, detto anche livello di gruppo di lavoro, comprende i router basati su LAN e switch di livello 3. È responsabile dell'instradamento. L'obiettivo principale del livello di distribuzione è semplicemente la riduzione del cablaggio e la gestione della rete, prendendo i numerosi uplink dagli switch edge/access e aggregandoli in collegamenti a velocità più elevata. A questo livello si inizia a esercitare un controllo sulla trasmissione di rete, compreso ciò che entra e ciò che esce dalla rete. Gli switch del livello di distribuzione/aggregazione hanno requisiti prestazionali molto severi, tra cui una bassa latenza e tabella di indirizzi MAC più grande. Inoltre, gli switch di distribuzione devono offrire un servizio non-stop, come gli aggiornamenti in servizio (aggiornamenti software che non richiedono riavvii o interruzioni significative del traffico) e moduli di ventola e alimentazione hot-swappable.

Il livello di accesso, chiamato anche livello desktop, comprende hub e switch standard. Consente ai gruppi di lavoro e agli utenti di utilizzare i servizi forniti dai livelli di distribuzione e core. Gli switch che si collegano direttamente ai dispositivi dell'utente finale sono chiamati "edge" o "access". Gli switch del livello di accesso non sono dispositivi ad alta potenza. Gli switch edge/access vengono solitamente scelti in base a due requisiti chiave: alta densità di porte e bassi costi per porta. Inoltre, supportano comunemente il PoE, che può alimentare molti dispositivi endpoint. Poiché lo scopo principale dello switch di accesso è quello di spostare i pacchetti Ethernet, non c'è motivo di acquistare costosi switch di rete "completi" per la maggior parte degli edifici.

Conclusione: Lo switch core deve essere sempre uno switch gestito veloce e completo. Lo switch di distribuzione applica tutte le forme di politiche di rete. Devono avere una velocità di CPU e una memoria sufficienti per eseguire tutte le attività alla velocità del cavo o quasi. Gli switch di accesso hanno in genere la più alta densità di porte, ma forniscono il più basso throughput per porta di tutti i tipi di switch di rete.

Switch di livello 2 vs. switch di livello 3 vs. switch di livello 4

Switch di livello 2 lavora al livello 2 della rete OSI (open systems interconnection), il livello di collegamento dati. È un dispositivo LAN che può essere chiamato anche bridge multiporta. Gli switch di livello 2 inoltrano i frame Ethernet tra i dispositivi Ethernet. Non si preoccupano degli indirizzi IP e non esaminano nemmeno gli indirizzi IP mentre i frame attraversano lo switch. Inoltrano invece i frame in base all'indirizzo MAC (Media Access Control).

Lo switch di livello 3, detto anche switch multistrato, combina le funzioni di uno switch e di un router. È come un router ad alta velocità senza la connettività WAN, poiché dispone della stessa tabella di routing IP per le ricerche e forma un dominio di broadcast. Lo switch di livello 3 semplifica e velocizza l'uso delle VLAN (reti locali virtuali) e il routing tra le VLAN, poiché non è necessario un router separato tra ogni VLAN. Gli switch di livello 3 utilizzano un backplane di switch con una capacità di larghezza di banda di gran lunga superiore a quella di una singola o più interfacce Ethernet combinate in un canale di porta. In altre parole, gli switch di livello 3 migliorano le prestazioni delle VLAN perché eliminano i colli di bottiglia che si creano quando si tenta di eseguire il routing interVLAN con uno switch di livello 2 collegato a un router. Come mostra l'immagine seguente, lo switch di livello 3 deve ancora risolvere l'indirizzo MAC del PC B attraverso una richiesta ARP trasmessa alla VLAN 20. Quindi riscrive l'indirizzo di destinazione appropriato. Quindi riscrive l'indirizzo MAC di destinazione appropriato e inoltra il pacchetto verso il segmento di livello 2.

layer 3 switch Figura 3: switching di livello 3 che esegue il routing tra le VLAN attraverso le sue due interfacce VLAN.

Lo switch di livello 4 è responsabile principalmente dell'analisi e del controllo del traffico di rete al livello 4 o livello di trasporto del modello OSI. Gli switch di livello 4 prendono decisioni sull'inoltro dei pacchetti basandosi non solo sull'indirizzo MAC e sull'indirizzo IP, ma anche sull'applicazione a cui appartiene un pacchetto. Sono in grado di identificare quali protocolli applicativi (HTTP, SNTP, FTP e così via) sono inclusi in ogni pacchetto e utilizzano queste informazioni per inoltrare il pacchetto al software di livello superiore appropriato.

Conclusione: Lo switch di livello 2 aiuta principalmente il traffico dei dispositivi all'interno di una LAN a raggiungersi reciprocamente. Gli switch di livello 3 sono adatti alle reti Ethernet di classe enterprise che devono essere suddivise in reti più piccole o che devono far passare il traffico tra le LAN (o VLAN). Lo switch di livello 4 consente di stabilire le priorità per il traffico di rete in base alle applicazioni.

Come acquistare uno switch di rete dal mercato?

Come già detto, esistono diversi tipi di switch di rete. Cosa bisogna sapere o considerare prima di acquistare uno switch di rete? In generale, è possibile acquistare gli switch di rete in base ai seguenti punti.

Densità e latenza delle porte

Gli switch di rete sono disponibili in varie forme e dimensioni in termini di tipi di porte e di capacità delle porte, dai piccoli switch di un'unità rack ai massicci switch blade chassis che riempiono più rack. Le diverse architetture determinano il numero di porte fisiche di un particolare tipo di trasporto. Sta a voi determinare il numero di porte Ethernet in rame/fibra di cui avete bisogno attualmente e in futuro.

Inoltre, anche la latenza è un aspetto sempre più importante, perché l'IT sta passando da flussi di traffico prevalentemente nord/sud (da server a utente) a flussi prevalentemente est/ovest (da server a server). Ciò richiede topologie di rete che creino latenze e ritardi minimi per evitare problemi di prestazioni delle applicazioni. È quindi fondamentale ottenere una stima accurata delle mappature dei flussi di dati attuali e futuri e dei relativi requisiti di throughput, per poi scegliere lo switch della giusta dimensione con una capacità di throughput del backplane sufficiente a evitare colli di bottiglia.

Architettura ToR o EoR

Un altro aspetto da considerare è l'implementazione di una configurazione ToR (top of rack), EoR (end of row) o di un'architettura witch completamente centralizzata. In genere, se il cablaggio per una configurazione end of row è già presente, ha senso riutilizzare il cablaggio esistente e distribuire gli switch end of row di maggiore capacità. Se invece il cablaggio deve essere nuovo, si possono prendere in considerazione le opzioni top of rack, che offrono una maggiore flessibilità in termini di copertura fisica delle porte in un data center.

EoR architecture vs. ToR architecture Figura 4: Architettura EoR vs. architettura ToR

PoE o non-PoE

Con i vari tipi di dispositivi collegati alle reti aziendali, uno switch di rete in grado di inviare un segnale di alimentazione attraverso una connessione Ethernet è più importante che mai. Il supporto PoE consente a uno switch di alimentare direttamente telefoni IP, punti di accesso wireless, telecamere di sicurezza e sorveglianza con protocollo Internet e altri dispositivi tramite il cablaggio Ethernet. In questo modo le aziende non devono far passare cavi di alimentazione separati per questi dispositivi. Tuttavia, per il collegamento a desktop o altri tipi di dispositivi che non richiedono PoE, gli switch non PoE rappresentano un'opzione economicamente vantaggiosa.

PoE network Figura 5: Esempio di rete PoE

Stackable o indipendente

Con la crescita della rete, è necessario un numero maggiore di switch per fornire la connettività di rete al numero crescente di dispositivi della rete. Quando si utilizzano switch standalone, ogni switch deve essere gestito, risolto e configurato come un'entità individuale. Al contrario, gli switch impilabili offrono un modo per semplificare e aumentare la disponibilità della rete. Uno switch stackable è uno switch di rete che funziona in modo completamente autonomo, ma che può essere configurato per funzionare insieme a uno o più altri switch di rete; questo gruppo di switch presenta le caratteristiche di un singolo switch, ma ha la capacità di porta della somma degli switch combinati.

Per ottenere l'espansione della rete, oltre allo stacking degli switch di rete, esistono altri due metodi: lo stacking e il clustering. In parole povere, lo stacking permette di combinare due o più switch fisici e di farli apparire come uno solo, consentendo di gestire tutti gli switch e le porte dello stack da un'unica console di gestione. Uplink è un'altra parola per indicare una porta MDI-X, una porta che consente di far passare un cavo Ethernet da uno switch all'altro per aggiungere porte, distanza, ecc. Quando si raggruppano gli switch, è possibile gestire più switch attraverso un unico indirizzo IP.

Nota: fate attenzione agli switch di rete presenti sul mercato che vengono venduti come "stackable" quando invece offrono semplicemente un'unica interfaccia utente, o interfaccia di gestione centrale, per accedere a ogni singola unità di switch. Questo approccio non è stackable, ma è un vero e proprio "clustering". È comunque necessario configurare ogni funzione, come ACL, QoS, Port mirroring e così via, individualmente su ogni switch. Utilizzate quanto segue come punto di prova: posso creare un gruppo di aggregazione di link con una porta in un'unità dello stack e un'altra porta dello stesso gruppo in un'altra unità dello stack? È possibile selezionare una porta su un'unità dello stack e specchiare il traffico su una porta di un'altra unità dello stack? Quando configuro una ACL per scopi di sicurezza, posso applicarla a qualsiasi porta su qualsiasi unità dello stack? Se la risposta è "No" a una di queste domande, probabilmente non state lavorando con uno switch stackable.

Fare una scelta accurata prima di acquistare gli switch di rete

Acquistare switch di rete che garantiscano le migliori prestazioni di rete e che continuino a funzionare anche in futuro non è un compito facile. Quando si acquistano gli switch di rete è necessario tenere conto di molte cose. Il modo migliore per affrontare l'acquisto di uno switch è quello di comprendere i tipi di caratteristiche offerte dai fornitori e determinare quali sono richieste dalla rete in uso. Quindi è possibile valutare i fornitori in base alla qualità dell'assistenza fornita e al loro percorso verso la protezione del futuro dell'investimento.

 

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