マルチギガビットキャンパスネットワーク用のより柔軟なコアの設計

要因の合流点は、ネットワークアーキテクチャの基盤であるキャンパスコアにますます大きなストレスをかけています。これには、高スループット率の新しいWi-Fi 6アクセスポイント（AP）の導入、IoTデバイスの急増、クラウドへの迅速な移行、およびシャーシベースのスイッチから移行する進化するデータセンターが含まれます。以下でこれらの傾向を詳しく見てみましょう。

Wi-Fi 6（802.11ax）

2009年に最初に導入されたWi-Fi4（802.11n）APは、最大600メガビット/秒のスループットレートを提供しました。そのため、現在ほとんどのエンタープライズスイッチで標準となっている1ギガビットイーサネットポートで、スイッチ側のボトルネックを防ぐことができました。 2013年に市場に投入されたWi-Fi5（802.11ac）Wave 2 APは、毎秒1ギガビットを超えるスループットレートを達成しました。これらの速度により、APと1ギガビットスイッチポートの間に潜在的なパフォーマンスのボトルネックが生じました。次に、これによりマルチギガビットスイッチングテクノロジーへの関心が高まり、2.5 / 5/10ギガビットイーサネット（GbE）ポートに802.3bz標準が採用されるようになりました。

次世代Wi-Fi6 AP（802.11ax）はすでに出荷を開始しており、IDCは2019年にWi-Fi 6（802.11ax）の展開が大幅に増加し、2021年までに主要なエンタープライズWi-Fi標準になると予測しています。新しいWi-Fi 6（802.11ax）規格は、以前のWi-Fi 5（802.11ac）の最大4倍の容量増加を提供し、イーサネットスイッチのマルチギガビットポートの必要性をさらに高めています。多くの組織は、Wi-Fi 6 APを導入する前であっても、マルチギガビットスイッチを購入することで潜在的なボトルネックを積極的に排除するよう取り組んでいます。

おそらく驚くことではありませんが、ポート速度の向上により、アグリゲーションとコアでより高速なネットワークが必要になっています。キャンパスネットワークのお客様は、ネットワークのエッジで増加したスループットを処理するために必要なバックボーンインフラストラクチャを40GbEおよび100GbEにアップグレードする必要があることを認識しています。

IoT＆LTE

より高速なスループットを備えた新世代のワイヤレスAPに加えて、IoTデバイスとそれらが生成するデータの急増により、キャンパスネットワークに前例のない要求が課せられ、遅延などの問題が発生しています。これらのデバイスは、たとえば、機械学習モデルにフィードする4Kビデオストリーミングや監視ビデオアプリケーションなどのアプリケーションと組み合わせると、2021年までにインターネットトラフィックを月間278,000ペタバイトに増やすと予測されています。多くのIoTデバイスはワイヤレスで接続しますが、一部はプラグインするように設計されています直接イーサネットに接続することで、キャンパスネットワーク上の追加データの需要が増加します。

また、2019年にCBRS（プライベートLTE + 5G）が到着し、ローカルスイッチを介してバックホールトラフィックのルーティングを開始すると、キャンパスネットワークにさらに負担がかかる可能性があることにも注意してください。簡単に言えば、CBRSは3.5 GHzスペクトルを活用する機会を提供し、組織が独自のLTEネットワークを確立できるようにします。これにより、セルラー信号が弱い、またはスペクトルが制限されているが、データ需要が制限されている建物内および公共スペースのアプリケーションに最適です。

クラウドと進化するデータセンター

キャンパスネットワークは、ミッションクリティカルなアプリケーションのクラウドへの継続的な移行の影響も受けています。クラウドベースのアプリケーションへの移行により、大規模なオンプレミスデータセンターの大幅なダウンサイジングが実現しましたが、ローカルデータセンターは、容量は減少していますが、運用を継続しています。さらに、クラウドアプリケーションを効果的に使用するには、オフサイトサーバーへの常時接続、信頼性、高速、低遅延のアクセスが必要です。

クラウドの成長は、オンプレミスのデータセンターがスリム化することを意味しますが、業界のトレンドは、サーバーを管理するためのITチームが比較的小規模になる組織が増えることを示唆しています。これには、10GbEおよび25GbEを介してサーバーとストレージシステムを接続するための、よりシンプルで柔軟なネットワークオプションが必要になります。幸いなことに、ハイパースケールデータセンターの成長と100GbEおよび25GbEの大量展開により、関連するトランシーバーのコストが削減され、キャンパスネットワークの100GbEのコストが削減されています。

シャーシがアウト、スタッカブルスイッチがイン

データセンターのスリム化に伴い、大規模なシャーシベースのスイッチは、購入と保守にはコストがかかりすぎ、構成と管理には非常に複雑になります。実際、従来のエンタープライズネットワークは、コアとアグリゲーション（およびデータセンター）でシャーシベースのスイッチを活用し、信頼性の高い高速ルーティング機能を提供するように設計されていました。ただし、このパラダイムにより、企業は、十分に活用されないことが多く、最大容量に達したときにフォークリフトのアップグレードを強制される機能に対して、多額の前払い金を支払う必要があります。

幸いなことに、市販のネットワークプロセッサの最近の進歩により、これらの機能をより柔軟で積み重ね可能な固定フォームファクタにパッケージ化するテクノロジが提供されています。このようなスイッチにより、企業は、次世代スイッチの展開を簡素化し、より柔軟なネットワークトポロジを提供する、簡素化された従量課金モデルを採用できます。さらに、現在市場に出回っている特定のスイッチは、スタックあたり最大12個のスイッチに線形スケーリングを提供します。標準のイーサネットケーブルと光ファイバを介したスタッキングを提供するものにより、顧客は複数の配線クローゼット間だけでなく、床や建物の間の長距離にわたってスタッキングを行うことができ、管理が簡素化されます。

スタッカブルスイッチは、スタック全体のインサービスソフトウェアアップグレードで高可用性を保証するように設計することもできます。これにより、ダウンタイムなしで、一度に1つのスイッチで簡単にソフトウェアをアップグレードできます。簡単に言えば、スタッカブルスイッチは、より柔軟でスケーラブルな設計でシャーシの機能を提供し、先行投資が少なくて済み、電力と冷却の要件も低くなります。

結論

ネットワークが進化し、新しいユーザーの要求やデバイスの要件に適応するにつれて、キャンパスコアはますます大きなストレスにさらされています。これには、Wi-Fi 5（802.11ac）の最大4倍の容量増加を提供するWi-Fi 6アクセスポイント（AP）の導入、IoTデバイスの急増とそれらが生成するペタバイトのデータが含まれます。さらに、キャンパスネットワークは、ミッションクリティカルなアプリケーションがクラウドへの移行を継続するため、オフサイトサーバーへの常時接続、信頼性、高速、低遅延のアクセスを提供する必要があります。また、データセンターのスリム化に伴い、ほとんどの大規模なシャーシベースのスイッチは、維持費を購入するにはコストがかかりすぎ、構成と管理が非常に複雑になっています。これらの要因には、柔軟性があり、スケーラブルで、管理が容易な高性能のキャンパスコアが必要です。

Siva Valliappan Ruckusの有線製品担当副社長です。 Brocade / Ruckusの前は、シスコのエンタープライズイーサネット固定スイッチファミリのソフトウェア、クラウド管理、およびネットワークサービスを担当する製品管理のディレクターとしてシスコに勤務していました。彼はまた、シスコの最初のIOSセキュリティの製品マネージャであり、シスコのIOSセキュリティソリューションの背後にある主要なアーキテクトでもありました。 Sivaは、サンタクララ大学でコンピューターエンジニアリングの学士号を取得しており、ルーティングとスイッチングのシスコ認定インターネットワークエキスパート（＃2929）です。