40/100 Gigabit Ethernet : La fondation des data centers et des réseaux de campus virtualisés Yinglin (Frank) Yang, CommScope, Inc Gautam Chanda, Cisco Systems Livre blanc www.commscope.com
Table des matières Table des matières Résumé 3 Data center virtualisé 4 Campus virtualisé 4 Ecosystème 4 Des solutions conçues pour maximiser le retour sur investissement 7 Conclusion 9 Références et remarques 10 www.commscope.com 2
Résumé La tendance à la virtualisation est claire et cohérente, ancrée dans les besoins de rentabilité en termes de coût et de performances, d'agilité professionnelle et de productivité informatique. Il s'agit d'une tendance trop forte pour être ignorée. Cependant, pour tirer le meilleur parti des possibilités offertes par les environnements virtualisés, certains facteurs doivent être pris en compte en ce qui concerne la connexion des utilisateurs, l'attribution des ressources et la maximisation des investissements en infrastructure. Une planification et une mise en œuvre efficaces du 40/100 Gigabit Ethernet (GbE) peuvent permettre aux organisations de supprimer les éventuels barrages et comprendre entièrement les bénéfices d'un environnement virtualisé pour leur entreprise. Le 40/100GbE est la clé de l'amélioration des capacités et, avec une planification organisée, peut constituer un moyen de mise à niveau en douceur, dans la mesure où il devrait devenir la norme prédominante à court terme. Le 40/100GbE devient rapidement l'élément de base clé pour construire la prochaine génération des data centers et environnements de campus virtualisés. L'architecture 40/100GbE pour les data centers et les campus virtualisés est illustrée dans ce document. Les responsables informatiques sont de plus en plus sensibles aux bénéfices et aux avantages 1 proposés par le 40/100GbE et à sa promesse de constituer une option d'interconnexion entre les data centers et les bâtiments commerciaux sur le campus. Du point de vue économique, les barrières à l'entrée dans l'espace 40/100GbE continuent de tomber. L'investissement de capitaux dans des réseaux 10GbE aujourd'hui peut être protégé lors de la mise à niveau vers des réseaux 40/100GbE dans le futur. Les exemples de commutation Ethernet et de câblage fibre optique de ce document illustrent les éléments suivants : 55 pour cent 2 des équipements de commutation peuvent être protégés 57 pour cent 3 des investissements en câblage fibre optique peuvent être préservés Du point de vue disponibilité, de plus en plus de fournisseurs ont proposé des solutions pour l'écosystème 40/100GbE et un certain nombre d'événements d'interopérabilité portant sur la technologie 40/100GbE ont été hébergés par l'ethernet Alliance, avec une participation active de la part de Cisco et CommScope. Les craintes liées à une adoption anticipée et aux relations verrouillées avec les fournisseurs se sont donc volatilisées. Une plus grande disponibilité auprès de plusieurs fournisseurs et la baisse des coûts de déploiement du fait d'une adoption plus large sur le marché font de l'infrastructure 40/100GbE un investissement sensé et prudent, pour aujourd'hui et pour demain. L'attrait toujours plus grand pour le 40/100GbE fait qu'il devient la norme et la meilleure pratique pour la prochaine génération des applications virtualisées à large bande passante. Cette adoption est due à ses performances supérieures et ses avantages économiques dans les environnements virtualisés. Figure 1 Architecture 40/100GbE pour data centers et campus virtualisés www.commscope.com 3
Data center virtualisé La véritable virtualisation du data center est une virtualisation de bout en bout comprenant serveur, dispositif de stockage, réseau et engendre de nombreux avantages. Les machines et les réseaux virtuels se déploient rapidement. Leur efficacité énergétique peut s'adapter dynamiquement, de manière à satisfaire les exigences de charges de travail variables, sans gaspiller les ressources. La récupération après sinistre est plus rapide et les coûts initiaux et les dépenses courantes peuvent être inférieurs à ceux des approches non virtualisées classiques. Dans l'aventure du data center et du cloud virtualisés, les responsables de data center doivent faire face à de nombreux défis en termes de conception et d'exploitation. L'un des défis les plus évidents de la conception de réseau est de fournir suffisamment de bande passante pour les applications d'aujourd'hui et le futur prévisible. Avec des technologies réseau convergentes, le 10GbE qui devient le choix de facto pour les réseaux d'accès aux serveurs, peut aussi se révéler un bon choix pour un réseau d'accès de stockage. Avec le 10GbE au niveau de la couche d'accès, le 40/100GbE est recommandé pour les couches d'agrégation et d'infrastructure des réseaux dans les data centers. En effet le 40/100GbE supprime les contraintes qui, jusque là, empêchaient les data centers virtualisés d'atteindre la maximum de leurs capacités. Campus virtualisé La vidéo est une application qui se développe de plus en plus sur les réseaux de campus. Les applications vidéo vont bien plus loin que la conférence vidéo ou la consultation de vidéos en streaming. Les applications vidéo d'entreprises comprennent la vidéo haute définition sur les ordinateurs de bureau, la téléphonie vidéo, la télévision d'entreprise, la surveillance vidéo IP et d'autres formes de génération et de partage de vidéos. La tendance est également au «apportez votre propre matériel» (BYOD, Bring your own device) sur les réseaux de campus. La vidéo, la voix, les données et le BYOD mettent de plus en plus la pression sur les réseaux de distribution et d'infrastructure d'un campus. Par rapport à la conception de réseau classique à 2 et 3 couches sur le campus, les réseaux d'infrastructure et de distribution peuvent être virtualisés en utilisant un système de commutation virtuelle VSS (Virtual Switching System) avec des commutateurs Cisco Catalyst de la gamme 6500. Le VSS est une technologie de virtualisation de système réseau qui regroupe deux commutateurs Cisco Catalyst de la gamme 6500 ou plus dans un seul virtuel. Un VSS adapte la capacité de bande passante système grâce à un partage automatique de la charge. Un VSS améliore l'efficacité opérationnelle en simplifiant le réseau et en réduisant les frais de gestion des commutateurs d'au moins 50 pour cent. Un VSS améliore les communications non stop, sans interruption des applications. Un VSS améliore l'architecture de commutation multicouche existante sans modifier fondamentalement l'architecture, ce qui entraîne une facilité d'adoption et de migration de la technologie. Ecosystème Vous trouverez dans le tableau 1 une liste d'exemples de solutions de commutation et de câblage 40/100GbE Ethernet de Cisco et CommScope. Tableau 1 - Exemples d'écosystèmes 40/100GbE Switching Câblage Solutions technologiques Cisco CommScope Solutions pour un écosystème 40/100GbE Module 100 Gigabit Ethernet Nexus gamme 7000 M2 Module 40 Gigabit Ethernet Nexus gamme 7000 M2 Switches 40 Gigabit Ethernet Nexus gamme 3000 Module 40 Gigabit Ethernet Catalyst gamme 6900 pour gamme 6500 Solution de fibres pré-raccordées SYSTIMAX InstaPATCH 360 Fibre multime SYSTIMAX LazrSPEED 550 (OM4) Fibre multimode SYSTIMAX LazrSPEED 300 (OM3) Fibre monomode SYSTIMAX TeraSPEED www.commscope.com 4
Le nouveau module fibre 40 GbE 4 ports de la gamme Cisco Catalyst 6900 (WS-X6904-40G) pour les switches de la gamme Cisco Catalyst 6500 a été mis au point pour un déploiement dans la couche de distribution et la couche d'infrastructure d'un campus, dans les data centers classiques à agrégation 10 Gigabits et dans les interconnexions de data centers metro-ethernet, ainsi que dans les réseaux de prestataires de services polyvalents, qui requièrent un débit de données hautes performances, ainsi que sécurité, gérabilité, virtualisation et qualité de service. Le module WS-X6904-40G prend en charge les interfaces 10GbE et 40GbE. La figure 2 montre les interfaces 10GbE et 40GbE des switches de la gamme Cisco Catalyst 6500. Ce nouveau module est la seule solution qui prend en charge les deux connexions dans un seul format, pour une migration flexible. Il existe aussi de nombreuses autres nouvelles fonctionnalités et caractéristiques du module WS X6904-40G, telles que CTS (Cisco Trust Sec) pour un déploiement de sécurité fondé sur les rôles de bout en bout à l'aide de SGT (Security Group Tagging) et SGACL (Security Group Access Control List) et un chiffrement section par section fondé sur la norme IEEE 802.1AE MACsec (MAC based Security), VNTag (Virtual Network Tag) et une qualité exceptionnelle de fonctionnalités de services. Le module fibre 40GbE est le choix parfait pour élaborer un réseau d'infrastructure de campus en interconnectant les switches physiques d'un VSS dans des réseaux de couches d'infrastructure/de distribution sur le campus. Il peut aussi servir à connecter des switches à un VSS au niveau de la couche de distribution du réseau du campus. Les utilisateurs déploient ce module aujourd'hui et l'utilisent pour quatre liaisons 10GbE, jusqu'à ce qu'ils aient réellement besoin d'un vrai canal 40GbE. Figure 2 Modules fibres Cisco Catalyst 10GbE et 40GbE et transceivers optiques Les solutions de fibres pré-raccordées CommScope SYSTIMAX InstaPATCH 360 permettent des activités réseau dans le data center à la vitesse 10GbE d'aujourd'hui tout en prévoyant les éventuelles mises à niveau vers le 40GbE et/ou 100GbE. Ces solutions ont été testées, qualifiées et démontrées dans des environnements multifournisseurs fermés et ouverts au public, aux niveaux des émetteurs et du système. 4 Les résultats ont montré à plusieurs reprises que les performances des solutions de fibres pré-raccordées InstaPATCH 360 et des solutions de fibres multimodes LazrSPEED dépassent grandement la portée de câble spécifiée dans la norme IEEE 802.3baTM-2010, les normes «40 et 100 Gigabit Ethernet». www.commscope.com 5
Les solutions fibres pré-raccordées SYSTIMAX InstaPATCH 360 utilisent le schéma de polarité de la méthode B standard. Les clients qui ont opté pour la solution fibre ont investi dans des solutions hautes performances et de première qualité, mais ont également fait l'acquisition de la tranquillité d'esprit : l'infrastructure de câblage fibres de leur data center est prête pour le 40/100GbE, où et quand ils en auront besoin. La mise à niveau, quand elle se révélera nécessaire, sera alors un processus simple et sans douleur. La figure 3 montre des exemples de solutions de fibres pré-raccordées SYSTIMAX InstaPATCH 360. Figure 3 Exemples de solutions de fibres pré-raccordées SYSTIMAX InstaPATCH 360 www.commscope.com 6
Des solutions conçues pour maximiser le retour sur investissement Les solutions de switching Cisco et les solutions de câblage CommScope permettent une adoption facile du 10GbE aujourd'hui et une mise à niveau sans effort vers le 40/100GbE à l'avenir. Le châssis de la gamme Cisco Catalyst 6500 E, les modules 10GbE et 40GbE de la gamme 6900 et le module Supervisor T2 permettent de facilement procéder aux mises à niveau. La protection des investissements des utilisateurs finaux est garantie par le redéploiement des composants communs. Les composants de switching communs peuvent inclure un châssis de la gamme Catalyst 6500 E, un module de supervision Sup2T et deux alimentations électriques. Tel qu'illustré dans l'exemple de la figure 4, les utilisateurs finaux peuvent économiser 55 pour cent 1 de leurs investissements sur les composants communs pour le 40GbE courte portée (SR, short reach) ou 47 pour cent 1 de leurs dépenses pour le 40GbE longue portée (LR, long reach) lors d'une mise à niveau à partir du 10GbE. Figure 4 Déploiement 40GbE sur un campus De même, les solutions de fibres pré-raccordées CommScope SYSTIMAX InstaPATCH 360 proposent une migration en toute transparence du 10GbE vers le 40/100GbE, avec préservation des investissements. Un canal de câblage de fibres multimode pré-raccordées typique se compose de composants tels qu'un appareil, un câble de raccordement, un panneau de brassage ou tiroir et un câble trunk MPO (Multi-Fiber Push On). La figure 5 illustre le canal de câblage fibre optique pour les liaisons 10, 40 et 100 Gigabit Ethernet, respectivement. On voit clairement que le composant de câblage commun aux trois canaux sur la figure 5 est le câble trunk à fibres optiques pré-raccordées. La figure 5 illustre également un chemin de migration pour l'infrastructure de câblage du 10GbE d'aujourd'hui vers du 40 ou 100GbE à l'avenir. www.commscope.com 7
Figure 5 Migrations du câblage fibre optique du 10GbE vers le 40/100GbE Chaque liaison Ethernet physique possède un canal de câblage. Le coût du câblage de quatre liaisons 10GbE (ou canaux), d'une liaison 40GbE, de dix liaisons 10GbE et d'une liaison 100GbE, respectivement, est illustré sur la figure 6. Ce coût est le résultat de la somme des coûts de tous les composants de câblage, divisée par le nombre de liaisons Ethernet (ou canaux de câblage) pour chaque vitesse correspondante. Avec la réutilisation des composants de câblage communs c'est-à-dire le trunk SYSTIMAX InstaPATCH 360 et le tiroir modulaire 360G2-1U dans cet exemple les utilisateurs peuvent économiser 57% de leur investissement en câblage fibres multimodes lors de la migration de leur 10GbE vers le 40GbE ou le 100GbE dans le futur. Les coûts du câblage fibres 4x10G et 10x10G sont repris à la figure 6 à titre de référence et par rapport à leurs contreparties correspondantes pour le 40 et le 100GbE, respectivement. Dans cet exemple, le coût du câblage fibre optique pour le 1x40G est proche de celui pour le 4x10G, tandis que le coût du 1x100G est 19% inférieur à celui du 10x10G. www.commscope.com 8
Figure 6 L'exemple de la préservation de l'investissement 5 avec le câblage fibres optiques pré-raccordées Vous vous demandez sûrement pourquoi le coût du câble MPO augmente lors d'une migration du 4x10G vers le 1x40G et du 10x10G vers le 1x100G. Cela est dû au fait que, comme il y a des fibres inutilisées, seule une fraction du coût du trunk est attribuée aux scénarios 10GbE ; mais pour les scénarios 40G et 100G, le coût total du trunk est attribué. En d'autres termes, seuls quatre de six circuits fibre optique possibles sont éclairés dans le cas du 4x10G, si bien que seulement 4/6 du coût est appliqué. De même, seuls 10 des 12 circuits fibre optique possibles sont éclairés dans le cas du 10x10G, si bien que seulement 10/12 du coût est appliqué. Notez que la préservation de 57% de l'investissement en fibre n'est pas la seule économie pour les utilisateurs finaux. Quand les réseaux des couches de distribution et d'infrastructure migrent vers le 40/100GbE, les appareils et les câbles peuvent être réutilisés dans d'autres parties des réseaux : par exemple, le réseau de couche d'accès pour le 10GbE ou même les réseaux SAN canal fibre. En procédant ainsi, les utilisateurs finaux peuvent effectivement préserver encore plus leur investissement. Conclusion L'adoption croissante du 40/100GbE redéfinit d'ores et déjà le paysage informatique. Il s'agit de la première étape vers la génération prochaine de connectivité large bande passante exigée par les data center et les campus virtualisés. Avec le 40/100GbE qui continue de libérer les performances et le potentiel économique des environnements virtualisés et encore plus les déploiements de campus, il va sans aucun doute conforter sa position en tant que nouvelle norme en termes de meilleure pratique, vitesse et fiabilité. Comme il permet de réaliser des bénéfices instantanés et qu'il propose une solution de mise à niveau rationnalisée, les responsables informatiques prévoyants feraient bien d'inclure le 40/100GbE dans leurs plans de mise à niveau ou de nouveau déploiement, particulièrement ceux qui comportent un besoin d'interconnectivité à l'échelle du campus entre les data centers et à l'intérieur de ceux-ci et les bâtiments de bureaux. Les switches de la gamme Cisco Catalyst 6500 avec leur module fibre optique 40GbE et les solutions de fibres optiques pré-raccordées CommScope SYSTIMAX InstaPATCH 360, LazrSPEED et TeraSPEED permettent d'atteindre les performances et la fiabilité qui positionnent l'investissement d'aujourd'hui pour engranger de riches retours dans le futur. www.commscope.com 9
Références et notes 1. G. Chanda de Cisco et Y. Yang de CommScope, «40 GbE : What, Why & Its Market Potential (Qu'est-ce, pourquoi et son potentiel sur le marché)», livre blanc de l'ethernet Alliance, novembre, 2010 2. Les deux pourcentages peuvent varier selon un certain nombre de facteurs, comme les configurations matérielles, les prix d'achat, etc. La nouvelle installation doit avoir fait l'objet de tests et satisfaire les spécifications définies par Cisco Systems. 3. Le pourcentage peut varier selon un certain nombre de facteurs, comme la longueur du câble trunk MPO, les configurations des canaux de câblage, les prix d'achat, etc. La nouvelle installation doit avoir fait l'objet de tests et satisfaire les spécifications définies par CommScope SYSTIMAX. 4. D. Hall et Y. Yang de CommScope, «40/100 Gigabit Ethernet Eco-System is Alive and Well» (L'éco-système 40/100 Gigabit Ethernet est vivant et en bonne santé), Livre blanc CommScope, 2011 5. Dans l'exemple de la figure 6, le câble trunk MPO mesure 174 pieds (53 m) de long et le câble 10 pieds (3 m). Ces longueurs sont fondées sur la contribution de Paul Kolesar au groupe d'étude de l'ieee 802.3 Next Gen 40G and 100G Optics (optique 40G et 100G de la prochaine génération) de mai 2012, «Cabling Cost-Centroid Lengths for Simplified Total Cost Comparisons» (coût de câblage-longueurs centroïdes pour des comparaisons simplifiées des coûts totaux). La configuration du canal de câblage fibre optique multimode pour l'exemple de la figure 6 est une configuration d'interconnexion. Dans les canaux de câblage 10GbE, deux modules de fibres sont connectés dos à dos par des câbles trunks MPO et les cavaliers LC sont branchés de manière à connecter les modules de fibres en leurs deux extrémités. Dans les canaux de câblage 40/100GbE, deux paneaux adaptateurs MPO sont connectés dos à dos par un câble trunk MPO et les câbles des équipements sont branchés dans les panneaux adaptateurs MPO en leurs deux extrémités. Le tableau suivant dresse une liste des produits utilisés dans l'étude de coûts pour la figure 6. Matériel Câble Tiroir modulaire Câble trunk MPO 10GbE Module InstaPATCH 360 Câbles de raccordement fibre optique Tiroir modulaire 360G2-1U Câble trunk InstaPATCH 360 40GbE Panneau adaptateur 360 G2, 8MPO Câble réseau InstaPATCH 360 Tiroir modulaire 360G2-1U Câble trunk InstaPATCH 360 100GbE Panneau adaptateur 360 G2, 8MPO Câble en «Y» InstaPATCH 360 Tiroir modulaire 360G2-1U Câble trunk InstaPATCH 360 www.commscope.com 10
www.commscope.com Rendez-vous sur notre site Web ou contactez votre représentant CommScope pour plus d'informations. 2013 CommScope, Inc. Tous droits réservés. Toutes les marques signalées par le symbole ou sont respectivement des marques déposées ou des marques commerciales de CommScope, Inc. Ce document est fourni aux seules fins de planification et ne modifie ni ne remplace les spécifications ou garanties s appliquant aux produits ou services de CommScope. Cisco et le logo Cisco sont des marques commerciales ou des marques déposées de Cisco et/ou de ses filiales aux Etats-Unis et dans d'autres pays. Pour consulter une liste des marques commerciales de Cisco, consultez cette URL : www.cisco.com/go/trademarks. Les marques commerciales de tiers mentionnées dans ce document appartiennent à leurs propriétaires respectifs. L'utilisation du terme partenaire n'implique pas qu'il y ait un partenariat entre Cisco et une autre société. (111OR) WP-106235-FR