Desbloqueando o poder do 10 GbE: o guia definitivo para switches de rede de 10 Gb

A necessidade por sistemas de rede confiáveis ​​e rápidos continua a aumentar, com empresas e desenvolvedores de tecnologia buscando o máximo desempenho. Com isso, surgem novas tecnologias, como a Ethernet de 10 Gigabits (10 GbE), que altera drasticamente os limites da conectividade como a conhecemos. O switch de rede de 10 Gb, que permite que as organizações executem cargas de trabalho com alto consumo de dados, gerenciem aplicativos com uso intensivo de largura de banda e construam redes prontas para o futuro, permite que, juntamente com outros componentes dinâmicos, essa mudança transformadora aconteça. Este guia tem como objetivo discutir tudo sobre os switches de rede de 10 Gb, incluindo seus recursos, usos práticos e benefícios. Seja para atualizar uma infraestrutura de nível empresarial, aprimorar a configuração de um laboratório pessoal ou simplesmente ter interesse nas possibilidades oferecidas por 10 GbE, este artigo fornecerá os insights necessários para ajudar na tomada de decisões e aproveitar ao máximo as possibilidades de redes de alta velocidade.

O que é um switch 10Gbe e como ele funciona?

Um switch 10GbE é um dispositivo de rede que permite a interconexão de vários dispositivos endpoint dentro de uma rede local (LAN) e facilita a troca de dados a uma velocidade máxima de 10 gigabits por segundo. Ele funciona gerenciando o fluxo de pacotes de dados para todos os dispositivos envolvidos para alcançar a comunicação ideal, de modo que a transferência de dados ocorra sem atrasos. Normalmente, esses switches são equipados com mais de uma porta 10GbE, permitindo diferentes tipos de conexões usando cobre ou mesmo Cabos de fibra ótica, dependendo das necessidades da rede. Por meio de tecnologia de comutação avançada, um switch 10GbE ajudará a reduzir a latência do dispositivo, controlar o fluxo de dados e otimizar o desempenho. Isso o torna muito adequado para aplicações que consomem muita largura de banda, como data centers, streaming de vídeo e transferências de arquivos grandes.

Compreendendo os princípios básicos da Ethernet de 10 Gb

A capacidade de transmissão de dados da Ethernet de 10 Gb é significativamente mais rápida do que a dos padrões tradicionais, atendendo até mesmo aos ambientes de maior demanda. Ela também oferece suporte à escalabilidade, permitindo que cargas de trabalho adicionais sejam adicionadas à rede sem comprometer a qualidade do serviço. A tecnologia reduz a latência, melhora a taxa de transferência e fornece conexões confiáveis ​​e de alta velocidade. É por esses motivos que a Ethernet de 10 Gb se tornou indispensável para as redes modernas, especialmente com tecnologias avançadas como computação em nuvem, análise de big data e subsistemas de armazenamento robustos em empresas.

O papel do switch de 10 Gb nas redes modernas

A importância do switch de 10 Gb na otimização do desempenho da rede de uma empresa e de um data center, especialmente no que diz respeito ao processamento de aplicações de alta largura de banda, não pode ser subestimada. Esses tipos de switches são capazes de fornecer uma alta taxa de transferência de dados de 10 Gbps por porta, proporcionando conexões com baixa latência e perda mínima de pacotes, mesmo quando a rede está severamente congestionada. Sua alta densidade de portas fornece conectividade a uma infinidade de dispositivos, o que é necessário para topologias de rede avançadas.   

Os desenvolvimentos mais recentes na tecnologia de switches de 10 Gb abordaram questões modernas, especialmente as demandas impostas pela virtualização e computação em nuvem. A integração de máquinas virtuais e aplicativos em contêineres em sistemas corporativos é facilitada com switches de 10 Gb, pois eles permitem uma comunicação mais rápida entre servidores, ajudando a garantir eficiência excepcional no processamento de cargas de trabalho. Data centers equipados com switches Ethernet de 10 Gb, por exemplo, podem reduzir significativamente os gargalos, permitindo o atendimento aos requisitos de throughput e velocidade para aplicações como streaming de vídeo, jogos online e análises em tempo real.

Espera-se que o mercado de switches Ethernet cresça a uma impressionante taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 34.5% entre 2023 e 2030. Esse rápido crescimento é sustentado pela crescente adoção de switches de 10 Gb e impulsionado pelas novas implementações de Ethernet de 10 Gb em serviços como computação em nuvem, big data e ecossistemas de IoT (Internet das Coisas). Além disso, a introdução de switches de 10 Gb com maior capacidade de economia de energia, como a Energy-Efficient Ethernet (EEE), torna os switches de 10 Gb mais rápidos e ecologicamente corretos.

Switches de 10 Gb permitem uma melhor implantação de rede, pois suportam protocolos de agregação de links, bem como recursos avançados de gerenciamento com maior controle sobre o tráfego utilizado. Como resultado, tornam-se essenciais para empresas que buscam fortalecer a escalabilidade, a confiabilidade e o desempenho de suas redes, ao mesmo tempo em que consideram desenvolvimentos futuros.

Comparando tecnologias Gigabit e 10 Gb

As diferenças entre 1 Gigabit Ethernet (1 GbE) e 10 Gigabit Ethernet (10 GbE) tornam-se óbvias ao analisar velocidade, capacidade de largura de banda e aplicabilidade moderna. Em um ambiente geral ou de escritório, o Gigabit Ethernet opera a uma velocidade de 1 Gbps. Para empresas, no entanto, transferências de dados na forma de produção de vídeo, operações de data center ou computação em nuvem exigem mais potência — neste caso, 10 GbE fornece até 10 Gbps, o que é 10 vezes mais rápido que seu antecessor. 

Além disso, 10 GbE também oferece menor latência e maior taxa de transferência, o que ajuda a aumentar a velocidade de operações sensíveis a dados, aplicações em tempo real e a reduzir atrasos nas operações. Além disso, o aumento da largura de banda auxilia em requisitos de rede mais rigorosos, especialmente redes de virtualização e de área de armazenamento (SANs), que dependem fortemente de velocidade e confiabilidade.

Em termos de preço, 1 GbE é mais barato devido à ausência de hardware necessário e ao menor custo dos cabos, o que facilita o acesso de organizações menores. Há uma alta demanda por 10 GbE e, embora a tecnologia anteriormente tivesse uma margem de lucro maior, a infraestrutura compatível com ela também teve uma queda de preço. Inovações adicionais, como cabos de fibra óptica e placas de interface de rede (NICs) mais facilmente disponíveis, também permitiram um preço mais acessível.

Por fim, considere a eficiência energética. 10 GbE pode consumir mais energia do que Gigabit Ethernet por porta, mas adaptações como Energy Efficient Ethernet (EEE) e transceptores melhores reduziram o impacto energético dos dispositivos 10 GbE. Agora, os switches modernos de 10 Gb podem oferecer alta taxa de transferência e ainda atingir as metas de eficiência energética.

De qualquer forma, a decisão se baseia nas necessidades específicas da organização ao escolher entre Gigabit e 10 GbE. Empresas com alto tráfego de rede e aquelas com potencial de crescimento futuro podem encontrar valor em investir em 10 GbE, enquanto empresas com menor uso intensivo de rede ainda podem colher os benefícios do antigo padrão Gigabit Ethernet.

Como escolher o switch de rede de 10 Gb certo?

Principais recursos a serem procurados em um switch 10 GbE

Considerações como a funcionalidade em relação à infraestrutura de rede existente na organização devem ser levadas em consideração ao escolher um switch 10 GbE. Abaixo estão os principais pontos a serem considerados.

Densidade e escalabilidade de portas

Avalie o número atual e futuro de portas projetadas. Essa demanda deve ser equilibrada para switches de 10 GbE para garantir o crescimento da rede. Por exemplo, a disponibilidade de switches com 24, 48 ou até mais de 48 portas 10G disponíveis significa que as empresas não precisam mais gastar continuamente em hardware extra conforme suas necessidades evoluem, e switches com recursos modulares economizam custos adicionais para as empresas.

Capacidade de Camada 2/3

Para redes maiores e mais segmentadas, as comunicações entre VLANs exigem protocolos de roteamento mais avançados. Portanto, avalie se sua aplicação exige recursos de Camada 2 (enlace de dados) ou Camada 3 (camada de rede). A funcionalidade de roteamento é suportada por switches de Camada 3 devido à sua capacidade de facilitar comunicações entre VLANs mais amplas.

Capacidade de comutação e latência

Um fluxo de dados confiável, especialmente em operações que dependem de largura de banda, como virtualização ou atividades de data center, exige uma alta capacidade de comutação garantida pelo modelo de 10 GbE. Switches modernos de nível empresarial gerenciam ativamente o tráfego com capacidades de comutação acima de 1 Tbps e latência próxima de zero, atendendo sem esforço a aplicações sensíveis a atrasos.

Compatibilidade PoE

O uso de PoE pode ser revolucionário para redes que incorporam câmeras IP, VoIP ou pontos de acesso Wi-Fi. A compatibilidade do switch com padrões como IEEE 802.3af/at/bt indica que ele pode ter a capacidade de alimentar os dispositivos conectados diretamente. Isso eliminaria a necessidade de adaptadores de energia separados, simplificando o sistema e reduzindo custos.

Economia de energia e resfriamento

Métodos eficazes de resfriamento de energia e de consumo de energia impactam o Custo Total de Propriedade (TCO). Esses métodos são mitigados por tecnologias como a Ethernet com Eficiência Energética (EEE), que reduz o consumo de energia em períodos de baixo tráfego, e o fluxo de ar adequado, juntamente com ventiladores de resfriamento, garante um desempenho consistente durante períodos de alta demanda.

Flexibilidade de Gestão

Recursos de gerenciamento personalizados, como interfaces gráficas de usuário (GUIs) acessadas pela web, CLI e APIs poderosas, facilitam a vida de administradores de rede avançados e iniciantes. SNMP e ferramentas de automação de rede proporcionam monitoramento e manutenção simplificados em sistemas multicamadas. Ferramentas de automação também auxiliam em arquiteturas ativas e multicamadas.

Qualidade de Serviço (QoS)

Chamadas VoIP e videoconferências são dados especialmente sensíveis ao tempo e precisam de QoS avançado para suporte crítico. A experiência do usuário é aprimorada e aplicativos importantes funcionam sem problemas graças ao Traffic Shaping, provisionamento de largura de banda e enfileiramento de baixa latência.

Medidas de segurança ao mais alto nível  

A segurança de rede eficaz é um dos aspectos mais importantes a serem monitorados no mundo moderno. Medidas de segurança como Listas de Controle de Acesso (ACLs), segurança de portas, autenticação 802.1X e prevenção integrada de ataques de Negação de Serviço (DoS) contribuem significativamente para proteger a rede contra riscos potenciais.  

Flexibilidade da Fibra e do Cobre  

As portas adicionais de dupla função permitem cenários de implantação abrangentes com menor necessidade de adaptadores ou conversores. A combinação de portas RJ45 (cobre) e SFP+ (fibra) oferece flexibilidade para conectar dispositivos modernos de alta velocidade e equipamentos legados.  

O valor geral  

Com o investimento de longo prazo em recursos avançados, switches de alta densidade de portas e baixa latência, além de um custo inicial mais alto, outra opção a considerar são os modelos; dispositivos de fabricantes mais renomados tendem a ser mais caros, mas contam com garantias e suporte sólidos. E Cisco, Juniper ou Arista são marcas bem conceituadas.  

A chave para comprar um switch 10 GbE é avaliar os objetivos organizacionais subjacentes para manter a rede efetivamente funcional agora e no futuro. Uma pesquisa adequada voltada para fortalecer a infraestrutura e evitar gargalos agrega valor a cada dólar investido.

Compreendendo as configurações de porta: de 8 portas a 10 portas

As configurações de portas afetam a flexibilidade e a funcionalidade de um switch de rede. Um switch de 8 portas é econômico para redes pequenas com baixo tráfego e poucos dispositivos. Também é simples de gerenciar. Um switch de 10 portas oferece mais flexibilidade, permitindo alguns dispositivos adicionais sem muita complicação. Ambas as configurações têm seus méritos; a escolha depende exclusivamente do tamanho da rede pretendida e da expansão futura. Para empresas que preveem crescimento, um switch com mais portas extras oferece maior escalabilidade e reduz a frequência de atualizações de hardware necessárias.

Comparando switches não gerenciados e gerenciados

Switches não gerenciados não exigem configuração alguma e, portanto, são mais adequados para redes pequenas com requisitos muito básicos. Ao contrário dos switches não gerenciados, os switches gerenciados oferecem monitoramento de rede e recursos avançados como QoS e segurança reforçada, tornando-os mais adequados para redes complexas. A escolha entre os dois depende da escala e dos requisitos da rede. Para configurações simples, switches não gerenciados são suficientes, enquanto redes de missão crítica e escaláveis ​​exigem switches gerenciados.

Quais são os benefícios de usar um switch de rede de 10 Gb?

Melhorando a largura de banda e a capacidade de comutação

Admiro como um switch de rede de 10 Gb aumenta a largura de banda e a capacidade de comutação devido ao seu design escalável e econômico. Aproveita taxas de transferência de dados significativamente maiores e oferece desempenho mais suave para aplicações como streaming de vídeo, transferências de arquivos grandes e virtualização, o que é praticamente garantido. Sua capacidade de reduzir ainda mais a latência e o congestionamento, gerenciando cargas de tráfego sem esforço, reforça sua importância em ambientes de rede de alta demanda.

Melhorando o desempenho da rede com conectividade 10G

A conectividade 10 Gigabit Ethernet (10G) transforma redes com velocidade e confiabilidade incomparáveis. Do ponto de vista técnico, a tecnologia 10G é 10 vezes mais rápida que a Gigabit Ethernet tradicional, alcançando até dez gigabits de transferência por segundo. Essa revolução é capaz de atender a quase todas as demandas dos ambientes de computação modernos. Além disso, operações hipervigilantes, como videochamadas de alta resolução, computação em nuvem e hospedagem de aplicativos em tempo real, podem ser reduzidas a poucos segundos com o uso de conexões 10G. 

A disponibilidade da infraestrutura 10G auxilia as empresas a atender ao crescente tráfego de dados e garante o desempenho do sistema à medida que o volume de dados continua a aumentar. As estimativas que sugerem que o consumo global de dados excederá 180 zettabytes anualmente até 2025 reforçam a demanda por soluções de rede ultrarrápidas e potentes. A adição de suporte à virtualização em níveis avançados ajuda a otimizar as cargas de trabalho dos servidores, o que resulta na redução do tempo de inatividade operacional da empresa. 

A utilização de funcionalidades sofisticadas, como agregação de links em switches 10G, aumenta a redundância e a tolerância a falhas, já que o tráfego agora pode ser balanceado em vários links. As novas redes 10G também oferecem latência reduzida, o que auxilia em aplicações com tempo limitado, como negociação algorítmica e imagens médicas, onde atrasos de até milissegundos podem causar interrupções.

A implementação da tecnologia 10G otimiza os processos operacionais de uma organização. Isso é alcançado pela redução do número de switches necessários para as operações corporativas, o que, consequentemente, melhora o desempenho e reduz o consumo de energia, além dos custos de manutenção. Além disso, a adoção da tecnologia 10G permite que as organizações enfrentem desafios futuros no gerenciamento e transferência de dados, aumentando a eficiência.

Otimizando QoS e gerenciamento de VLAN

Em um ambiente corporativo, a utilização eficaz da rede e o gerenciamento do fluxo de tráfego são importantes para garantir a produtividade ideal, o que torna a Qualidade de Serviço (QoS) e as Redes Locais Virtuais (VLANs) essenciais. A QoS, ou Qualidade de Serviço, ajuda a garantir que as políticas de rede priorizem o tráfego essencial, como chamadas de voz sobre IP ou VoIP e videoconferências, alocando-lhes rotas de menor latência e caminhos de maior largura de banda. Isso evita que os processos de negócios sejam prejudicados por processos de negócios periféricos que congestionam recursos e caminhos de rede. Definir políticas de QoS requer a definição de muitos parâmetros, que incluem, entre outros, modelagem de tráfego, limitação de taxa e configuração de valores de DSCP para melhorar o desempenho da rede.

A segregação adicional do tipo de tráfego com VLAN pode melhorar a eficiência da rede, pois diferentes classes e tipos de tráfego podem ser agrupados em redes lógicas e segmentos separados. Por exemplo, separar o tráfego de voz e dados com VLANs não apenas reduz o tráfego no domínio de broadcast, mas também melhora a alocação de recursos. A marcação de VLAN IEEE 802.1Q ajuda a simplificar a segmentação da rede e elimina a necessidade de separação física dos dispositivos. Isso reduz significativamente o custo de hardware adicional, ao mesmo tempo que melhora a escalabilidade.

Uma estratégia bem elaborada de configurações de QoS e VLAN garante que a rede possa se adaptar às crescentes demandas de computação em nuvem, streaming de vídeo e serviços em tempo real, como telemedicina. Relatórios indicam que empresas com políticas eficientes de QoS e VLAN relatam uma redução média de latência de quase 30% e uma melhoria significativa na utilização da largura de banda. Isso torna essas ferramentas essenciais para manter a eficiência dos serviços em redes de alto desempenho.

Como instalar e configurar um switch Ethernet de 10 Gb?

Dicas de instalação para opções de montagem em rack e sem ventoinha

A instalação de um switch Ethernet de 10 Gb deve ser planejada de forma a atender ao desempenho necessário, bem como à confiabilidade do sistema. Para switches de montagem em rack, verifique se o rack do servidor atende aos requisitos de tamanho, largura (geralmente 19 polegadas) e profundidade aceitáveis ​​para a instalação do switch. Use os suportes de montagem que acompanham o dispositivo para fixar o switch, tomando cuidado para fixá-lo completamente para que ele não ceda com o próprio peso durante o uso prolongado. Gerenciamento cuidadoso dos cabos: você pode usar um organizador de cabos para evitar emaranhados, mantendo um bom fluxo de ar ao redor do dispositivo. Assim como acontece com outros dispositivos eletrônicos, o local de instalação deve ter uma temperatura suficientemente baixa, pois os switches de montagem em rack dissipam muito calor na maior parte do tempo em uso, especialmente durante cargas de trabalho.

Em relação às opções sem ventoinha, a escolha do local é crucial, pois esses switches utilizam resfriamento passivo. Posicione o switch sem ventoinha em uma área aberta, longe de fontes de calor, garantindo que a temperatura externa permaneça abaixo dos limites recomendados (geralmente 104 °C ou 40 °F). Mantenha pelo menos 2 cm de distância de todos os lados do dispositivo para permitir a dissipação irrestrita de calor. A eficiência do resfriamento passivo é reduzida quando não há ventilação adequada devido a espaços apertados ou posicionamento inadequado. Além disso, use cabos com classificação de 2 Gb, como Cat10a ou Cat6, para evitar congestionamentos e garantir um fluxo de dados suave sem perda de velocidade.  

Se você seguir estas instruções detalhadas passo a passo, você minimizará a perturbação da rede e obterá o melhor desempenho de switches Ethernet de 10 Gb sem ventoinha e montados em rack.

Guia passo a passo para configuração de VLAN e roteamento

Gerenciamento de Switch de Acesso

Use a interface web ou a CLI para efetuar login no switch como administrador.

Crie VLANs

Prossiga para as configurações de VLAN.

• Defina novas VLANs com IDs distintos, por exemplo, a VLAN 10 pode ser “Finanças” e a VLAN 20 pode ser “Engenharia”.
• Para facilitar o gerenciamento, configure nomes descritivos.

Atribuir portas a VLANs

• Configure quais portas de switch físico serão alocadas para VLANs específicas.
• Divida as portas de acesso para dispositivos localizados na mesma VLAN e as portas de tronco que se conectam a outros switches que transportam várias VLANs.

Habilitar roteamento entre VLANs

• Se o seu switch suportar roteamento, habilite os recursos de roteamento da Camada 3.
• Programe o endereço IP da interface de cada VLAN para permitir a comunicação entre VLANs.

Configurar rotas estáticas

• Se necessário, para vários switches na configuração, configure perímetros de rotas estáticas para controlar o tráfego dentro de VLANs por meio de switches/roteadores.
• Determine os valores de destino da rede juntamente com o endereço IP do próximo salto.

Verificar conexões

• Verifique a configuração verificando a atenção dos dispositivos definidos na mesma VLAN e em VLANs diferentes.
• Utilize comandos como ping ou traceroute para verificar a entrega de dados dentro da rede.

Desde que todas as etapas sejam executadas corretamente, a eficiência do roteamento e da segmentação da rede pode ser alcançada com este método simplificado.

Melhores práticas para conexões PoE e RJ45

Use cabos de boa qualidade  

Certifique-se de que todo o cabeamento RJ45 esteja de acordo com o padrão exigido, geralmente Cat5e ou superior, para Power over Ethernet (PoE) para habilitar serviços de alimentação de energia e dados simultaneamente.  

Verifique as conexões regularmente  

• Inspecione os conectores e portas RJ45 em busca de sinais de danos ou desgaste que possam causar perda de conectividade de rede ou obstruir a conectividade de energia.  
• Evite o uso excessivo de switches Power Over Ethernet (PoE)  
• Verifique se o orçamento total de energia do seu switch PoE não é excedido pelo número de dispositivos conectados ao mesmo tempo para evitar falhas operacionais.  

Comprimento de cabo adequado garantido  

• Mantenha os cabos com no máximo 100 metros de extensão para fornecer sinal e potência adequados sem perdas.  
• Os cabos devem ser marcados e armazenados de maneira organizada.  
• Documente claramente as etiquetas dos cabos e organize-as de forma a minimizar a tensão nos conectores, melhorar a manutenção e a eficiência da solução de problemas, ao mesmo tempo que reduz a possibilidade de conexões errôneas.  

Essas medidas facilitarão conexões PoE e RJ45 confiáveis ​​e garantirão que a infraestrutura de rede funcione perfeitamente.

Quais marcas oferecem os melhores switches de 10 Gb?

Melhores escolhas da Netgear e TP-Link

Netgear XS708T  

O Netgear XS708T é um switch gerenciável inteligente de 8 Gigabits com 10 portas, feito sob medida para pequenas e médias empresas. Seus principais recursos incluem recursos avançados de Camada 2+, como VLAN, QoS (Qualidade de Serviço) e agregação de links, o que o torna um dos melhores dispositivos para estabelecer uma rede de alto desempenho. Este switch também suporta IGMP snooping para melhor desempenho em aplicações multicast. Cada porta oferece conectividade contínua de 10 Gbps, o que o torna ideal para streaming de vídeo, virtualização e compartilhamento de arquivos.  

Netgear XS512EM  

O XS512EM é um switch versátil de 12 portas 10 Gigabit/Multi-Gigabit que oferece suporte exclusivo a diversas velocidades Ethernet de 1G, 2.5G, 5G e 10G. É mais adequado para uso em locais onde são necessárias conexões de rede rápidas, como pontos de acesso Wi-Fi 6, NAS (Network Attached Storage) e servidores 10G. Além disso, o XS512EM possui um design sem ventoinha, o que garante a ausência de ruído, tornando-o perfeito para uso em escritórios. Os recursos de gerenciamento mais sofisticados são fáceis de usar para iniciantes, ao mesmo tempo que permitem que usuários experientes controlem a configuração da rede.

Melhores escolhas da TP-Link

TP Link T1700G-28TQ 

O TP Link T1700G-28TQ de classe empresarial integra perfeitamente a conectividade 10G com recursos essenciais de Camada 2 e Camada 3, que incluem roteamento estático e suporte a VLAN. Equipado com VLANs, os usuários podem expandir a rede ainda mais com desempenho aprimorado. Sua interface de firewall de gerenciamento robusta, porém simples, torna o monitoramento e a otimização do tráfego eficientes. Este Switch Inteligente Gigabit de 24 Portas também possui 4 portas de uplink 10G SFP+, o que o torna uma opção poderosa para empresas. As portas SFP+ também adicionam flexibilidade para conexões de uplink que exigem transmissão de dados de longa distância.  

TP Link TL SX105 

A estrutura robusta do gabinete e os recursos plug-and-play tornam o TP Link TL SX105 ideal para pequenos espaços de trabalho. Este modelo é autonegociável com outros dispositivos de rede, o que facilita a configuração plug-and-play. Para desempenho com orçamento limitado. Este switch de mesa de 5 portas foi desenvolvido para suportar pequenas redes. Com um design compacto, é ideal para pequenas empresas, pois a confiabilidade da rede é crucial para as operações comerciais.  

A atualização para um desses modelos da Netgear e da TP Link permitirá que os usuários trabalhem em vários aplicativos simultaneamente sem problemas de latência, aumentem a capacidade de resposta e mantenham a estabilidade crítica. Todos os switches de 10 Gigabits têm recursos especiais para determinadas necessidades, mas estes são os mais bem avaliados.

Explorando opções de switches Ethernet inteligentes gerenciados e não gerenciados

Os switches gerenciados inteligentes oferecem maior controle e personalização, permitindo a configuração de VLANs, QoS, políticas de segurança, etc. Esses switches são mais adequados para empresas em expansão ou redes sofisticadas que precisam de recursos específicos de controle e supervisão de tráfego.  

Por outro lado, switches não gerenciados são simplesmente dispositivos plug-and-play, sem necessidade de configuração. São mais adequados para redes menores e contextos onde a simplicidade e a facilidade de uso prevalecem.  

O fator de diferenciação entre switches inteligentes gerenciados e não gerenciados se resume à complexidade da rede e ao grau de controle necessário. Para controle flexível e escalabilidade ideais, um switch inteligente gerenciado é a melhor opção. No entanto, com demandas mínimas de rede e simplicidade como foco principal, um switch não gerenciado seria uma opção mais prática.

Análise comparativa de modelos de switch 10 GbE

Bom desempenho, escalabilidade e um conjunto abrangente de recursos são importantes para avaliar diferentes modelos de switches 10 GbE. Alguns modelos são analisados ​​na tabela abaixo.

CIsco SG350XG-24T

Portas: 24 x 10GBase-T

• Principais recursos: roteamento avançado de camada três, segurança multicamadas e menor consumo de energia. 
• Melhor para: Empresas em rede de médio e grande porte que suportam tarefas que exigem muita largura de banda. 

Netgear XS708T

Portas: 8 x 10GBase-T 

• Principais recursos: gerenciamento inteligente, QoS e acessibilidade. 
• Ideal para: Redes escaláveis ​​de pequeno a médio porte com potencial de crescimento moderado. 

Ubiquiti EdgeSwitch ES-16-XG

• Portas: 12 x SFP+ e 4 x 10GBase-T 
• Principais recursos: Excelente rendimento, amplo suporte para VLANs e facilidade de uso. 
• Ideal para: Empresas que buscam uma ampla gama de opções em um ambiente de fibra mista de cobre. 

Ao escolher um deles, é muito importante ter em mente quais são as restrições de desempenho, gerenciamento e orçamento da rede.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: O que ganho se eu introduzir um switch de 10 GB na minha rede?

R: O uso de um switch de 10 GB pode proporcionar melhorias significativas no desempenho da sua rede, aumentando a velocidade de transferência de dados e reduzindo o tempo de latência nas operações de arquivos. Este tipo de switch é perfeito para conexões de cobre de 10 GB, movimentação de arquivos grandes e tarefas de alto nível, incluindo edição de vídeo e virtualização de servidores. 

P: Qual é a diferença entre um switch de rede de 10 gigabits e um switch de gigabit?

R: A diferença mais marcante está na taxa de transferência de dados. Um switch de rede de 10 gigabits oferece dez vezes mais acesso aos dados a uma taxa de transferência de 10 gbps em comparação com um switch gigabit comum. Esse recurso o torna muito útil em locais de alta demanda, como data centers e redes corporativas. 

P: É possível conectar um switch de 10 GB aos meus dispositivos Gigabit Ethernet?

R: Sim, geralmente switches de 10 GB suportam conexões reversas com dispositivos Gigabit Ethernet. Esses switches são capazes, por meio de autonegociação, de se ajustar ao ritmo de trabalho dos dispositivos conectados, o que possibilita sua incorporação em redes existentes.

P: Qual é a diferença entre um switch inteligente e um switch totalmente gerenciado?

R: Também conhecidos como Switches Gerenciados pela Web, os Switches Inteligentes possuem recursos básicos de gerenciamento e uma interface fácil de usar. Os Switches Totalmente Gerenciados oferecem recursos de gerenciamento abrangentes com diversas opções de configuração, além de monitoramento avançado, o que é adequado para redes grandes e densamente conectadas. 

P: Para que são usadas as portas SFP em um switch de 10 GB?

R: As portas SFP são usadas para conectar um cabo de fibra óptica ou cobre com conexões 10G em distâncias maiores. No projeto de rede, elas oferecem flexibilidade e são cruciais para conectar switches localizados em diferentes localizações geográficas.

P: Em um switch de 10 GB, como funciona a negociação automática?

R: Em um switch de 10 GB, os recursos de negociação automática permitem a configuração automática, o que melhora a velocidade da interface e os procedimentos de duplexação, levando em consideração os dispositivos conectados. Isso garante que o desempenho da rede seja o mais alto possível sem ajustes manuais.  

P: Qual é o benefício de ter um switch com 8 portas RJ-10 45 GbE?  

R: O benefício aumenta o número de links de cobre de alta velocidade para 8, de modo a auxiliar o processamento eficiente com melhor rendimento, não apenas para vários usuários que compartilham o switch, mas também em relação aos servidores e estações de trabalho de pequenos escritórios e à rede como um todo.  

P: Que tipo de ambiente usa switches multi-gigabit 10 G?  

R: Os switches multigigabit 10g são projetados especificamente para multitarefas com taxas de transferência de dados ultra-altas em data centers, redes corporativas e pequenas empresas que realizam atividades de computação de alto desempenho. Eles auxiliam no processamento e na recuperação de dados.  

P: Os switches 10gbase-t podem ser usados ​​em casa?  

R: Switches 10gBase-t podem ser incorporados em configurações residenciais, mas são mais adequados para residências que exigem o processamento de muitos dados simultaneamente, como consumo de mídia ou jogos. Switches gigabit são suficientes para a maioria dos usuários, a menos que seja necessário um tempo menor para transmissão de pacotes.

P: Quais fatores devo levar em conta ao selecionar um switch de 10 GB para minha rede?

R: Ao selecionar um switch de 10 GB, leve em consideração a contagem de portas necessária, se as conexões SFP ou RJ-45 são suportadas, a preferência por switches gerenciados ou não gerenciados, a compatibilidade com atual estrutura de rede, bem como requisitos exclusivos, como funcionalidade PoE ou portas empilháveis ​​para adições posteriores.

Fontes de Referência

1. “Hipernetch: Switch de rede FPGA de alto desempenho” (Papaphilippou et al., 2022, p. 3:1-3:31)  

Principais conclusões:  

• A Hipernetch utiliza a substituição de barra transversal com “árbitro round robin paralelo combinado”, alcançando um desempenho de comutação impressionante que se aproxima dos comutadores de barra transversal com fila de saída por meio de comutação competitiva.  
• O Hypernetch mantém altas frequências juntamente com baixa latência de porta a porta; ele também suporta maior utilização de memória buffer em relação aos switches mais antigos baseados em VOQ.  

Metodologia: Os autores apresentam a arquitetura Hipernetch, que substitui o design crossbar por um árbitro paralelo combinado round robin, permitindo alta frequência e baixas latências. Eles analisam o desempenho das construções Hipernetch em FPGAs, avaliando suas alegações de que o Hipernetch pode sustentar uma taxa de transferência superior a 100 Gbps por porta em switches de 16 portas.

2. “Um algoritmo geralmente dinâmico para otimizar o tráfego de rede por meio do controle de fluxo de dados do switch de rede inteligente” (Das et al., 2022, pp.)

Principais conclusões:

• É proposto o Algoritmo de Atraso Dinâmico do Smart Switch (SSDDA), que incorpora a utilização do link, bem como o goodput, a perda de pacotes e o atraso de enfileiramento do link TCP/UDP.
• Simulações conduzidas em uma topologia de árvore gorda com NS3 demonstram que o SSDDA melhora a taxa de transferência da rede e reduz atrasos de transmissão em relação aos algoritmos tradicionais que empregam gerenciamento de filas. 

Metodologia: Os autores construíram o algoritmo SSDDA, que adapta automaticamente o fluxo de pacotes dentro de switches programáveis ​​à utilização do link e ao atraso na fila. Eles implementaram a avaliação de desempenho do SSDDA por meio de simulações NS3 em uma topologia de rede de árvore gorda.

3. “Arquitetura de Switch de Rede FPGA de Alto Desempenho” (Papaphilippou e outros, 2020)

Principais conclusões:

• Este estudo substitui a barra transversal por uma abordagem mais amigável ao pipeline... o `árbitro round robin paralelo combinado', que elimina a sobrecarga de programação/correspondência iterativa encontrada em muitos sistemas.
• A nova arquitetura atinge frequências operacionais altíssimas com baixas latências de porta a porta. Além disso, é capaz de armazenar em buffer a memória da fila com muito mais eficiência do que switches baseados em VOQ.

Metodologia: TOs autores desenvolvem um projeto de FPGA que implementa um switch de rede de alto desempenho, aumentando a taxa de transferência ao substituir a barra transversal por um árbitro round-robin paralelo combinado para diminuir a frequência operacional atingível e, ao mesmo tempo, reduzir a latência. Eles testam a arquitetura proposta para comparar seu desempenho.

4. Ethernet Gigabit 10

5. Interruptor de rede

6. Gigabit Ethernet