Welcher Switch ist der Richtige für mein Netzwerk?

Der Switch ist ein grundlegendes Element jeder Netzwerk Infrastruktur. Es ist ein Kopplungselement, welches Netzwerksegmente miteinander verbindet. Dabei sorgen Switche dafür, dass sogenannte Frames, also Datenpakete, an ihr gewünschtes Ziel kommen und das möglichst schnell. HPE und weitere Herstelle bieten eine Vielzahl an Modellen zu unterschiedlichen Preisen. Aber welcher Switch ist denn der Richtige für Ihre IT-Struktur?

Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern und so den Entscheidungsprozess zu beschleunigen, werden zunächst die Anforderungen anhand einiger Kriterien definiert:

Schritt 1: Grundlegende Anforderungen

• BAUFORM - Möchten Sie einen modularen oder kompakten Switch für Ihr Netzwerk?
• PHYSIKALISCHE PORTS - Welche Anzahl und Bauform der physikalischen Ports brauchen Sie (RJ45, SFP/SFP+)?
• EINSATZ - Wo wird der Switch eingesetzt, bzw. welche Geräte werden angeschlossen?
• POWER OVER ETHERNET - Benötigen Sie PoE/PoE+ für Ihre Clients, Server, Telefone, AccessPoints etc.?
• TRAFFIC - Wieviel Traffic wird erzeugt und muss verarbeitet werden?
• BANDBREITE - Welche Bandbreite muss geliefert werden?

Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung in der Switch-Technologie gibt es mehrere Standards und Funktionen mit entsprechenden Evolutionsschritten. Am auffälligsten sind dabei die gelieferten Bandbreiten: Von 10/100/1000 Mbit bis zu 10Gbit auf RJ45 Ports sowie bis zu 100GB über Glasfaser-Strecken.

Um diese Übertragungsgeschwindigkeiten erreichen zu können, müssen die Übertragungswege geprüft werden. Die Kabellängen und -typen können einen limitierenden Faktor für die Leistungsfähigkeit des Netzwerks darstellen und müssen in der Planung unbedingt einbezogen werden. Sind die physikalischen Anforderungen definiert, sind weitere Kriterien zu beachten:

Schritt 2: Physikalische Anforderungen

• ROUTING - Wird Routing benötigt (Layer2 oder Layer3 Switch)?
• FUNKTIONALITÄTEN - Welche Funktionen und Protokolle sollen unterstützt werden (VLAN, QoS, Spanning Tree)?
• MANAGEMENT - Welches Management ist sinnvoll (Web Interface, CLI, SNMPv2/v3, Central Management)?
• STACKING - Ist Stacking erfoderlich?
• REDUNDANZ - Sind redundante Netzteile und Lüfter nötig?

Wenn die Anforderungen für Ihr Netzwerk klar definiert sind, ist die Auswahl des Switches deutlich eingegrenzt. Nun stehen die technischen Details im Fokus.

Schritt 3: Technische Anforderungen

1. LATENZZEITEN Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist die Switching Methode. Üblicherweise wird die „Store-and-Forward“-Methode verwendet. Dabei wird das empfangene Paket gespeichert und eine Prüfsumme berechnet. Stimmt die Prüfsumme mit dem CRC-Wert (Cyclic Redundancy Check) aus dem Paket überein, wird das Datenpaket weitergeleitet. Durch diesen Vorgang entstehen zusätzliche Latenzen. Falls in Ihrem Datacenter die Latenzen reduziert werden sollen, kommen sogenannte „low latency“-Switche in Frage. Ihre Eigenschaft ist es, die Latenzzeit zu minimieren (Cut Through Switching).
2. BACKPLANE KAPAZITÄT Ein weiteres Leistungsmerkmal der Switche ist die Backplane-Kapazität. In der Regel wird beim Neukauf eines Switches das Feature „Native-Non-Blocking“ vorausgesetzt. Es sorgt dafür, dass jedes Paket ohne Zeitverlust weitergeleitet wird und das auch bei 100%iger Auslastung aller Ports. Häufig ist die Backplane-Kapazität genauso hoch, wie der Durchsatz aller Ports zusammen. Ein Switch mit 48Gbit Ports sollte eine Backplane Kapazität von 96Gbit besitzen, denn jeder einzelne Port kann im Full-Duplex Mode gleichzeitig mit 1Gbit senden und empfangen. Gerade bei einem modularen Switch, der individuell mit Modulen und Ports bestückt wurde, ist die Backplane-Kapazität zu beachten.
3. POWER OVER ETHERNET Falls ein leistungsfähiger Switch nötig ist, der die Steckdosen für VoIP Telefone oder AccessPoints ersetzen soll, muss das Merkmal „Power over Ethernet (PoE)“ mit eingeplant werden. PoE und PoE+ unterscheiden sich in der Leistungsabgabe. Dabei bietet PoE bis zu 15W und PoE+ bis zu 25W. Entsprechend muss das Netzteil dafür ausreichend dimensioniert sein. Jeder Switch hat Auswirkungen auf die gesamte Netzwerk-Topologie und sollte passend zum IT-System integriert werden. Somit sollen bestimmte Features vorhanden sein oder neu hinzukommen.
4. MANAGED Switche werden in Unmanaged und Managend unterschieden. Bei Unmanaged Switchen ist die Features- und Benefitsliste recht kurz. Management kann auf einer CLI (Call Level Interface, ein Standard-API zum Zugriff auf Datenbanken) oder einem Web-Interface durchgeführt werden. Auch die Anbindung an ein zentrales Management System ist möglich. Bei Managend Switchen variiert der zusätzliche Funktionsumfang je nach Modell und Hersteller.
5. LAYER2 VS. LAYER3 SWITCHE Es gibt reine Layer2 Switche und Switche mit Layer3 Funktionalität. Im OSI (Open Systems Interconnection) Schichtenmodel wird der Layer3 die Vermittlungsschicht genannt. Im Gegensatz zu einem Layer2 Switch, welcher die Forwarding Entscheidung anhand der MAC (Media-Access-Control) Adresse trifft, kann ein Layer3 Switch IP Pakete lesen, auswerten und die Forwarding-Entscheidung auf Basis der IP Adresse treffen. Vereinfacht gesagt, übernimmt er das Routen. Einige Layer3 Switche können nur statisches Routing oder nur mit ausgewählten Protokollen umgehen. Andere Modelle werden als vollwertiger Router betrachtet und sind in der Lage, sämtliche Routing Protokolle zu unterstützen. Ähnlich verhält es sich bei Layer2 Switchen und einigen Sicherheitsfunktionen.
6. SPANNING TREE Das Protokoll Spanning Tree wurde als Loop-Prävention-Protokoll entwickelt und häufig dazu eingesetzt redundante Pfade aufzubauen. Auch wenn diese bei Ihnen nicht geplant sind oder durch Lösungen wie Stacking und Link Aggregation realisiert werden, trägt Spanning Tree weiterhin zur Ausfallsicherheit bei. Spanning Tree ist in unterschiedlichen Versionen auf vielen hochwertigen Switchen verfügbar, genauso wie VLAN, QoS und Link Aggregation.
7. STACKING Auch Stacking ist eine Funktion, die von immer mehr Switchen in unterschiedlichen Serien unterstützt wird. Physikalische Switche werden zu einem logischen Gerät zusammengefasst. Dadurch werden hochverfügbare Netzwerk-Topologien möglich. Zusätzlich wird das Netzwerkmanagement vereinfacht, da mehrere Geräte über eine Oberfläche administriert werden. Es gibt unterschiedliche Wege das Stacking zu implementieren: - Integration eines Stacking Moduls, welches zusätzlich in den Switch eingebaut wird („Hardware Stack“) - Beim „Virtual Stacking“-Verfahren mit IRF und VSF werden Ports auf dem Switch als Stack Port definiert. Dadurch können 10Gbit RJ45 / LWL und bis zu 40 Gbit LWL für eine Stack Verbindung genutzt werden. Ein Stack über mehrere Rechenzentren oder Racks wird dadurch möglich.

Wenn Sie alle genannten Anforderungspunkte für Ihre Infrastruktur geklärt haben, wird es kein Problem mehr sein, den richtigen Switch für Ihre IT-Umgebung zu finden.