Las 6 cuestiones más candentes de la conmutación LAN
El asfalto y las cañerías pueden resultar un asunto tedioso, pero sin ellos no existirían autopistas ni agua corriente. Algo similar ocurre con la conmutación LAN, una tecnología que a menudo no es apreciada en su justa medida, pero sin la que no existirían las redes empresariales. Por ello, este artículo pretende aportar una perspectiva sobre el estado actual del mercado de la conmutación LAN y sus líneas de evolución previsibles, intentando dar respuesta a seis de las cuestiones más candentes relacionadas con estas tecnologías.
1- CONMUTADORES: ¿CUÁL ES EL MEJOR?
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No es una pregunta con trampa, pero sí que admite muchas respuestas dependiendo de cómo se defina “mayor” y “más rápido”. Fabricantes de conmutadores Ethernet como 3Com, Force10, Cisco, Extreme, Foundry y HP ProCurve compiten reclamando para sus soluciones los mejores rendimientos, densidades y latencias. Pero no debemos olvidar que lo que ahora comercializan esos suministradores es tecnológica con ya tres años de existencia, como media. Mientras tanto, un grupo de innovadoras y agresivas start-ups, como Raptor Networks o Woven Systems, retan a las grandes firmas de este mercado con nuevas formas de entender cómo se debe construir el “mejor” conmutador Ethernet. Sus enfoques disienten del supuesto de que una plataforma de conmutación deba necesariamente consistir en un gigantesco chasis único, asemejándose más a los modelos encarnados por la supercomputación en cluster o las topologías de networking InfiniBand.
De cualquier modo, lo cierto es que la máxima velocidad a la que Ethernet puede funcionar se ve en estos momentos limitada por el estándar actual 802.3ae (10 Gbps), de forma que ningún puerto individual puede, presumiblemente, superarla. Aparte de la velocidad, otras formas de medir la potencia de un conmutador son el ancho de banda del switch fabric y la densidad de puertos que el chasis o la caja soporte. Entonces, el cálculo se realizará analizando el rendimiento de los puertos mismos. La latencia –el tiempo que un conmutador retiene un paquete– y lo que se conoce como “jitter” –variación de la latencia– son asimismo factores que influirán en el rendimiento de las plataformas.
Según las especificaciones publicadas por los propios fabricantes, los conmutadores más potentes diseñados para convertirse en núcleo de las redes empresariales incluyen E1200 de Force10, las series RX de Foundry, Catalyst 6500 de Cisco y BlackDiamond de Extreme. Comparando los datos facilitados por sus suministradores, RX-16 (Foundry) es el conmutador de mayor capacidad: puede correr 64 puertos 10G Ethernet a pleno rendimiento y hasta 192 puertos 10G sobre un chasis configurado en modo “sobresuscrito” (oversubscribed), en la que la suma del ancho de banda de todos los puertos excede la capacidad total del conmutador mismo. La plataforma TeraScale E1200 de Force10, por su parte, puede soportar 56 puertos 10G o hasta 224 puertos 10G en configuración sobresuscrita, mientras que el chasis BlackDiamond 10808 de Extreme ofrece hasta 48 puertos 10G non-blocking, y Catalyst 6513 de Cisco 32 conexiones 10G, todas en modo full-dúplex.
“Hoy casi todos los fabricantes ofrecen rendimiento a velocidad de línea a nivel de puerto”, explica Devid Newman, presidente de Network Test y miembro de la Network World Test Alliance, grupo formado por universidades, consultoras y laboratorios encargado de realizar las pruebas y comparativas que publica la revista Network World, de IDG. “La cuestión entonces pasa a ser en cuántos puertos puede el conmutador soportar el funcionamiento a velocidad de línea antes de empezar a dejar caer paquetes”.
Pérdida de paquetes vs. latencia
Algunos expertos opinan que, al analizar un conmutador, tienen menor relevancia variables como el jitter y la pérdida de paquetes cuando está funcionando a pleno rendimiento que la manera en que los fabricantes dividen el ancho de banda por puerto y la capacidad global del sistema. “En mi opinión, la latencia es una métrica más útil que el rendimiento global”, indica Newman. “Y, en este punto, yo diría que, claramente, Cisco es el mejor”.
Newman asegura haber cronometrado en un conmutador Cisco Catalyst 4948 una latencia de tan sólo unos 3 microsegundos a velocidades de 10G, la tasa más baja registrada en las distintas comparativas realizadas por su compañía. Force10 se encontraría en segunda posición, con latencias en microsegundos de dos dígitos, lo que supone un importante avance, según Newman, dado que en pruebas anteriores la latencia era cientos de veces más elevada, equivalente a miles de paquetes retenidos. Además, Force10 asegura que con su nueva oferta de conmutadores, las series S (todavía no probadas por Newman), ha conseguido reducir esta variable al orden de entre 200 y 300 nanosegundos, muy por debajo de los 3 microsegundos de Cisco. Para apoyar estos datos, el fabricante aporta los resultados de un test realizado, bajo su patrocinio, por la consultora The Tolly Group.
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), laboratorio de investigación del Departamento de Energía estadounidense, utiliza tanto los conmutadores de Force10 como los de Cisco en su centro de datos y en el núcleo de su LAN. Y según Mike Bennett, ingeniero de red senior de LBNL para LBLnet Service Group, resulta difícil valorar cuál de los dos productos es más rápido u ofrece un mejor rendimiento, puesto que cada plataforma se dedica a aplicaciones diferentes dentro de la organización.No obstante, “hemos probado el conmutador Catalyst 6500 con dos puertos 10G y el modelo E1200 también con dos puertos 10G y hemos comprobado que ninguno de los dos están sobresuscritos ni pierden paquetes. Esto no aporta luz sobre cuál funciona más rápido, pero sí demuestra que su rendimiento es el prometido por sus fabricantes”, subraya Bennett. Como criterio, cuando se hace necesaria una mayor cantidad de conexiones, Bennett utiliza el Force10 E1200 por su más alta densidad de puertos 10G.
“Force10, a diferencia de Cisco, no incorpora todas las funcionalidades del sistema operativo en todas las versiones y esto es preferible para aplicaciones que requieren un conmutador de alta densidad non-blocking cuyo único objetivo sea mover paquetes muy rápidamente. Intentamos decantarnos por la solución más rápida y sencilla para minimizar el número de variables y así mantener bajos los costes operativos”.
Topología “fat-tree”
Los responsables de red de Lawrence Livermore National Laboratory, otro laboratorio del Departamento de Energía de Estados Unidos, están analizando una nueva oferta de arquitecturas de conmutación de próxima generación que pretende llevar a la red Ethernet niveles de ancho de banda y latencia hasta ahora solo disponibles en las redes de área de almacenamiento (SAN). “En el futuro todo será 10G, por lo que estamos buscando conmutadores o switch fabrics que puedan ofrecernos capacidades del orden de los 2.000 puertos 10G”, explica Dave Wiltzius, responsable de la división de red del laboratorio. “En nuestro caso, estamos interesados en la construcción de un entorno de conmutación federado utilizando topologías jerárquicas basadas en topologías `fat tree´”.
Esta topología fat tree
1- CONMUTADORES: ¿CUÁL ES EL MEJOR?
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No es una pregunta con trampa, pero sí que admite muchas respuestas dependiendo de cómo se defina “mayor” y “más rápido”. Fabricantes de conmutadores Ethernet como 3Com, Force10, Cisco, Extreme, Foundry y HP ProCurve compiten reclamando para sus soluciones los mejores rendimientos, densidades y latencias. Pero no debemos olvidar que lo que ahora comercializan esos suministradores es tecnológica con ya tres años de existencia, como media. Mientras tanto, un grupo de innovadoras y agresivas start-ups, como Raptor Networks o Woven Systems, retan a las grandes firmas de este mercado con nuevas formas de entender cómo se debe construir el “mejor” conmutador Ethernet. Sus enfoques disienten del supuesto de que una plataforma de conmutación deba necesariamente consistir en un gigantesco chasis único, asemejándose más a los modelos encarnados por la supercomputación en cluster o las topologías de networking InfiniBand.
De cualquier modo, lo cierto es que la máxima velocidad a la que Ethernet puede funcionar se ve en estos momentos limitada por el estándar actual 802.3ae (10 Gbps), de forma que ningún puerto individual puede, presumiblemente, superarla. Aparte de la velocidad, otras formas de medir la potencia de un conmutador son el ancho de banda del switch fabric y la densidad de puertos que el chasis o la caja soporte. Entonces, el cálculo se realizará analizando el rendimiento de los puertos mismos. La latencia –el tiempo que un conmutador retiene un paquete– y lo que se conoce como “jitter” –variación de la latencia– son asimismo factores que influirán en el rendimiento de las plataformas.
Según las especificaciones publicadas por los propios fabricantes, los conmutadores más potentes diseñados para convertirse en núcleo de las redes empresariales incluyen E1200 de Force10, las series RX de Foundry, Catalyst 6500 de Cisco y BlackDiamond de Extreme. Comparando los datos facilitados por sus suministradores, RX-16 (Foundry) es el conmutador de mayor capacidad: puede correr 64 puertos 10G Ethernet a pleno rendimiento y hasta 192 puertos 10G sobre un chasis configurado en modo “sobresuscrito” (oversubscribed), en la que la suma del ancho de banda de todos los puertos excede la capacidad total del conmutador mismo. La plataforma TeraScale E1200 de Force10, por su parte, puede soportar 56 puertos 10G o hasta 224 puertos 10G en configuración sobresuscrita, mientras que el chasis BlackDiamond 10808 de Extreme ofrece hasta 48 puertos 10G non-blocking, y Catalyst 6513 de Cisco 32 conexiones 10G, todas en modo full-dúplex.
“Hoy casi todos los fabricantes ofrecen rendimiento a velocidad de línea a nivel de puerto”, explica Devid Newman, presidente de Network Test y miembro de la Network World Test Alliance, grupo formado por universidades, consultoras y laboratorios encargado de realizar las pruebas y comparativas que publica la revista Network World, de IDG. “La cuestión entonces pasa a ser en cuántos puertos puede el conmutador soportar el funcionamiento a velocidad de línea antes de empezar a dejar caer paquetes”.
Pérdida de paquetes vs. latencia
Algunos expertos opinan que, al analizar un conmutador, tienen menor relevancia variables como el jitter y la pérdida de paquetes cuando está funcionando a pleno rendimiento que la manera en que los fabricantes dividen el ancho de banda por puerto y la capacidad global del sistema. “En mi opinión, la latencia es una métrica más útil que el rendimiento global”, indica Newman. “Y, en este punto, yo diría que, claramente, Cisco es el mejor”.
Newman asegura haber cronometrado en un conmutador Cisco Catalyst 4948 una latencia de tan sólo unos 3 microsegundos a velocidades de 10G, la tasa más baja registrada en las distintas comparativas realizadas por su compañía. Force10 se encontraría en segunda posición, con latencias en microsegundos de dos dígitos, lo que supone un importante avance, según Newman, dado que en pruebas anteriores la latencia era cientos de veces más elevada, equivalente a miles de paquetes retenidos. Además, Force10 asegura que con su nueva oferta de conmutadores, las series S (todavía no probadas por Newman), ha conseguido reducir esta variable al orden de entre 200 y 300 nanosegundos, muy por debajo de los 3 microsegundos de Cisco. Para apoyar estos datos, el fabricante aporta los resultados de un test realizado, bajo su patrocinio, por la consultora The Tolly Group.
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), laboratorio de investigación del Departamento de Energía estadounidense, utiliza tanto los conmutadores de Force10 como los de Cisco en su centro de datos y en el núcleo de su LAN. Y según Mike Bennett, ingeniero de red senior de LBNL para LBLnet Service Group, resulta difícil valorar cuál de los dos productos es más rápido u ofrece un mejor rendimiento, puesto que cada plataforma se dedica a aplicaciones diferentes dentro de la organización.No obstante, “hemos probado el conmutador Catalyst 6500 con dos puertos 10G y el modelo E1200 también con dos puertos 10G y hemos comprobado que ninguno de los dos están sobresuscritos ni pierden paquetes. Esto no aporta luz sobre cuál funciona más rápido, pero sí demuestra que su rendimiento es el prometido por sus fabricantes”, subraya Bennett. Como criterio, cuando se hace necesaria una mayor cantidad de conexiones, Bennett utiliza el Force10 E1200 por su más alta densidad de puertos 10G.
“Force10, a diferencia de Cisco, no incorpora todas las funcionalidades del sistema operativo en todas las versiones y esto es preferible para aplicaciones que requieren un conmutador de alta densidad non-blocking cuyo único objetivo sea mover paquetes muy rápidamente. Intentamos decantarnos por la solución más rápida y sencilla para minimizar el número de variables y así mantener bajos los costes operativos”.
Topología “fat-tree”
Los responsables de red de Lawrence Livermore National Laboratory, otro laboratorio del Departamento de Energía de Estados Unidos, están analizando una nueva oferta de arquitecturas de conmutación de próxima generación que pretende llevar a la red Ethernet niveles de ancho de banda y latencia hasta ahora solo disponibles en las redes de área de almacenamiento (SAN). “En el futuro todo será 10G, por lo que estamos buscando conmutadores o switch fabrics que puedan ofrecernos capacidades del orden de los 2.000 puertos 10G”, explica Dave Wiltzius, responsable de la división de red del laboratorio. “En nuestro caso, estamos interesados en la construcción de un entorno de conmutación federado utilizando topologías jerárquicas basadas en topologías `fat tree´”.
Esta topología fat tree
