Что означает комбо порт для ethernet коммутатора?

Переход на более высокую скорость: От SFP к SFP+ и SFP28

Тенденция к более высокой скорости и более высокой пропускной способности всегда неудержима, от Fast Ethernet до Gigabit Ethernet, а затем до 10 Gigabit Ethernet и 25 Gigabit Ethernet. В то же время публикуются новые устройства для передачи данных, SFP+ для 10 Гигабит и SFP28 для 25 гигабитных Ethernet. Наиболее очевидным различием между ними является скорость передачи данных, в то время как все они используют одну и ту же упаковку форм-фактора. Давайте посмотрим, в чем разница между SFP и SFP+ и SFP28.

Для этих трансиверов с одинаковой упаковкой низкоскоростной оптический трансивер может быть подключен к слоту с более высокой скоростью и работать с более низкой скоростью передачи данных, например, SFP можно использовать в слоте SFP+ для передачи 1G, но обратное невозможно.

Общие принципы использования RJ45 vs SFP порта

Первый принцип подходит для любых случаев развертывания 1000 Мбит/с. То есть, когда расстояние работы превышает 100 м, следует рассмотреть SFP порта с оптическим SFP модулем вмест медного порта RJ45 & кабеля RJ45. Так как 1000 Мбит/с может достигать до 100 м по медному кабелю..

Когда расстояние линии связи составляет менее 100 м, мы должны следовать другим принципам при решения использования RJ45 порта или SFP порта.

• Безопасность: использование оптического модуля SFP лучше, чем Cat5e/Cat6 RJ45 Ethernet кабель в некоторых худших обстоятельств. Кабель RJ45 использует электрический ток, поэтому это легче подвергать пожаре/молнии, в то время как оптический SFP модуль не имеет такой проблемы.

• Надежность: оптоволокно часто считается более надежным благодаря его свойствам. Ethernet медный кабель RJ45 имеет риск помех, так как он использует электрический сигнал. Эту проблему обычно называют EMI (Electromagnetic Interference), когда на электрический сигнал влияют некоторые внешние элементы, например, кое-то с высоким напряжением. Поэтому когда кабельная проводка проходит через некоторые места, где электрический сигнал может быть помечен, лучше выбрать оптоволокно для кабельной системы, чем кабель RJ45.

• Будущее обновление сети: Если вы планируете перейти на более высокую пропускную способность, например, 10 Гбит/с,, в ближайшем будущем оптический кабель будет более перспективным по сравнению с Ethernet кабелем Cat5e/Cat6 RJ45.

• Стоимость: Поскольку Ethernet Rj45 порт и SFP порт фактически работают с одинаковой скоростью, выбор портов RJ45 для подключения коммутаторов может быть более экономичным, поскольку кабель Cat5/6 дешевле, чем SFP соединение с модулем и соответствующими кабелями.

Как выбрать между ними?

Эти два метода обычно обеспечивают одинаковую скорость в сети, и встроенный порт выполняет точно то же самое, что и модуль SFP, использующий медную проводку. Если ваш коммутатор 1000BASE-T имеет как встроенные порты Ethernet, так и порты SFP, имеет смысл использовать любой из двух подходов. Но, учитывая, что SFP модуль 1000BASE-T с интерфейсом RJ-45 приведет к дополнительным затратам и увеличит время установки, для подключения рекомендуется использовать стандартные кабели Ethernet. Однако порты SFP на коммутаторе все еще существуют по какой—то причине-модули SFP, вставленные в порты, предназначены для случаев, когда вам необходимо подключиться между распределительным коммутатором SFP и пограничным коммутатором из меди. Причина, по которой коммутаторы имеют слоты SFP, заключается в поддержке подключения к волоконно-оптической сети, либо для связи с другими волоконно-оптическими устройствами, либо особенно для подключения на расстояниях, которые медная передача не может поддерживать на гигабитных скоростях.

Чем отличается WAN от LAN

Если посмотреть на обычный роутер, то на задней панели мы увидим несколько портов с подписью LAN и один — с подписью WAN. Внешне все эти порты идентичны, однако для функционирования роутера путаница между ними недопустима.

Понятие WAN и LAN

WAN — Wide Area Network — глобальная вычислительная сеть, охватывающая и объединяющая множество компьютерных систем по всему миру.

LAN — Local Area Network — локальная вычислительная сеть, объединяющая ограниченное количество компьютеров на относительно небольшой территории.

Разница между WAN и LAN

Разница между WAN и LAN заключается в назначении сетей. WAN — сеть внешняя, соединяющая группы локальных сетей и отдельные компьютеры независимо от места их нахождения. Участники сети могут взаимодействовать друг с другом с учетом ограничений технологий подключения (преимущественно на скорость передачи данных). Глобальная сеть Интернет — самая известная, но не единственная сеть WAN на сегодняшний день. LAN — локальная сеть, внутренняя, объединяющая отдельные компьютеры, сегменты сети и группы сетей, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Взаимодействие между собой обеспечивается как проводными, так и беспроводными технологиями.

Таким образом, на роутерах порт WAN предназначен для подключения кабеля с интернет-соединением, а порты LAN – для подключения ваших локальных устройств.

Сети LAN могут охватывать до нескольких километров территории, и связь между участками сети обеспечивается высококачественными кабелями с высокой пропускной способностью (чаще всего витыми парами). Сети WAN территорию не ограничивают, но при их организации используют и телефонные линии, не отличающиеся качеством и скоростью передачи данных. Кроме того, WAN могут быть основаны и на более современных сетях связи. При организации LAN используется прямая топология, при организации WAN — смешанная иерархическая.

На канальном уровне модели OSI сети LAN и WAN используют разные протоколы передачи данных: для LAN это Ethernet и 802.11 (как правило), для WAN — PPP, HDLC, Frame Relay. В сетях LAN канал связи используется одним клиентом, в сетях WAN канал связи разделяется между клиентами сети.

1.WAN — сеть внешняя, глобальная, LAN — сеть внутренняя, локальная. 2.WAN не ограничивается территорией, LAN не может быть очень большой протяженности. 3.В роутерах порт WAN предназначен для интернет-соединения, LAN – для локальных устройств пользователя. 4.Количество клиентов LAN ограничено. 5.Пропускная способность LAN обычно выше, для ее организации используются качественные кабели. 6.LAN использует протоколы Ethernet и 802.11, WAN — PPP и другие. 7.В LAN канал связи используется одним клиентом, в WAN — несколькими.

Что такое комбо-порт?

Combo-порты, также известный как интерфейс оптоэлектронного мультиплексирования, представляет собой фотоэлектрический композитный порт (панель) с двумя видами интерфейсов Ethernet (порт RJ45 и порт SFP) на коммутаторе Ethernet. Другими словами, это составной порт, который может поддерживать два разных физических устройства и использовать одну и ту же коммутационную матрицу и номер порта. Что отличает эти порты от индивидуальных, так это то, что они привязаны к одной и той же коммутационной матрице. Однако два разных порта нельзя использовать одновременно. То есть, когда порт RJ45 активирован, порт SFP автоматически отключается, и наоборот.

Обычно порт RJ45 соединен витыми парами, а для порта SFP требуются медные или оптические модули и соединительные кабели. Очевидная заслуга комбинированного интерфейса заключается в том, что вы по-прежнему обладаете большей гибкостью с точки зрения выбора типа подключения к сети, не занимая слишком много места. В качестве примера рассмотрим коммутатор FS S3900-24F4S, он имеет 20 SFP 1000BASE-X портов и 4 combo-порта. Поэтому коммутатор может быть настроен на 24 порта SFP или 20 портов SFP и 4 порта RJ45.

Рисунок 1: Combo-порты на коммутаторе S3900-24F4S

Подключение коммутатора 1000BASE-T: 1000BASE-T SFP или Ethernet кабель

Обновление сети в центре обработки данных или серверной комнате является обычным делом, чтобы удовлетворить спрос на приложения с более высокой скоростью. Таким образом, переход на гигабитный Ethernet необходим по крайней мере по двум причинам: более быстрые системы и более быстрые магистрали. У него есть потенциал для недорогих продуктов, свобода выбора при выборе продуктов, совместимость и обратная совместимость. При подключении двух коммутаторов 1000BASE-T с портами SFP для получения Gigabit Ethernet существует два способа: подключение через кабель Ethernet 1000BASE-T, вставленный во встроенные порты Ethernet на каждом коммутаторе, или использование портов SFP с модулем SFP 1000BASE-T RJ-45. Какой подход лучше? Есть ли какая-то разница между ними? Здесь мы используем следующий случай, чтобы объяснить это вам.

В этом случае шлюз безопасности UniFi и коммутатор UniFi мощностью 8-150 Вт должны быть соединены вместе с помощью кабеля Ethernet 1000BASE-T для обновления сети. Если мы используем модуль SFP с интерфейсом RJ-45 1000BASE-T, мы должны вставить два медных модуля соответственно в порты SFP на двух коммутаторах, а затем использовать кабель Ethernet Cat5 для подключения между ними. Другое решение более простое и понятное: оно использует преимущества встроенных портов Ethernet на коммутаторах и вставляет стандартный кабель Ethernet (Cat5/5e/6/6a) непосредственно для подключения двух коммутаторов.

Обзор SFP, SFP+, QSFP, XFP модулей

SFP/SFP+

Модули SFP представляют собой интегрированные оптические модули, которые предлагает высокоскоростные последовательные каналы от порта или слота к сети. SFP + модуль является усовершенствованием SFP модулем, разработанной для 1 Гбит/с Ethernet и 1 Гбит/с, 2 Гбит/с и 4 Гбит/с Fibre Channel. SFP+ модули увеличивают скорость передачи данных до 11,10 Гбит/с. На SFP и SFP+ модулях могут использоваться различные механизмы фиксации. Существует три типа фиксирующих устройств для фиксации приемопередатчика в гнезде порта: защелка mylar/pull tab, защелка bale-clasp и защелка actuator button.

QSFP

40G QSFP- это компактный модуль с горячей заменой для передачи данных. Характеристики QSFP поддерживает стандарты Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand и SONET/SDH с различными вариантами скорости передачи данных. Модули QSFP поддерживают сетевой канал по одномодовому или многомодовому оптическому патч-корду. 40G QSFP обычно доступны в нескольких различных типах: 4x1G QSFP, 4x10G QSFP+, 4x28G QSFP28. 40G QSFP использует механизм защелки release handle, как показано на следующих рисунках.

XFP

Модули XFP- это стандартизированные форм-факторы для последовательных оптических модулей 10 Гбит/с. Он не зависит от протокола и полностью соответствует следующим стандартам: 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, SONET OC-192, SDH STM-64 и OTN G.709, поддерживая скорость битрейт от 9,95G до 11,3G. XFP модули используются в оптических линиях передачи данных и телекоммуникаций и предоставляют меньший футпринт и более низкое энергопотребление, чем другие транспондеры 10 Гбит/с. Модуль XFP использует механизм защелки bale clasp, как показано на следующих рисунках.

Различия между портами RJ45 и SFP на сетевых коммутаторах

Мы видели, что такое порт RJ45 и что такое порт SFP. Мы увидели, что есть различия и что каждое из них может быть интересно при определенных обстоятельствах, в зависимости от того, для чего мы собираемся использовать сетевой коммутатор, или от типа используемого кабеля. Теперь посмотрим, в чем заключаются основные отличия.

Типы подключения

Первое различие, которое мы можем найти, заключается в типах подключения, которые поддерживает каждый из них. Здесь мы найдем ограничения или больше возможностей в зависимости от типа порта, который мы используем в наших устройствах.

В этом смысле Порты RJ45 будет принимать кабели Ethernet, такие как CAT5, CAT6 и т. д. Это обычные кабели, которые мы используем для подключения, например, компьютера к маршрутизатору. С другой стороны, Порты SFP являются более полными, поскольку они принимают модули волоконно-оптических соединительных кабелей (как одномодовые, так и многомодовые), а также кабели CAT5e, CAT6, CAT7, CAT8…

Максимальное расстояние

Освободи Себя максимальное расстояние Допускаемый каждый из вариантов также сильно различается. Порты RJ45 используются на максимальном расстоянии до 100 метров. Этого более чем достаточно для подключения наших устройств к сети дома или в небольшом офисе. Однако, если вам необходимо подключить оборудование подальше, могут быть ограничения.

С другой стороны, порты SFP допускают большее расстояние. Мы даже говорим о километрах, в зависимости от случая. Кабели MMF могут передавать 10 Гбит / с на расстояние до 550-600 метров. Но кроме того, длина кабеля SMF может достигать 150 километров. Если мы подключим кабель CAT5, у нас будет такое же ограничение в 100 метров, как у RJ45.

Задержка

Есть также различия в задержка при подключении устройств на расстоянии. В этом смысле порты SFP имеют меньшую задержку по сравнению с портами RJ45, которые могут дать худшее обслуживание, когда мы подключаем оборудование на значительном расстоянии.

потребление

Потребление может значительно различаться, особенно для компании или организации, у которых будет много компьютеров, подключенных к сети. Порты SFP имеют нижнюю потребление по сравнению с портами RJ45.

В конечном счете, это некоторые из основных различий между портами RJ45 и портами SFP. Как мы видим, в основном разнятся между максимальным расстоянием и типами соединений.

Принцип работы SFP модулей

Оптические модули SFP состоят из нескольких основных компонентов:

1. Передатчик (Tx) — лазерный;
2. Приемник (Rx) — широкополосный фотоприемник;
3. Оптический разъем (ы;
4. Печатная плата;
5. Карта EEPROM;
6. Контактные следы;
7. Металлический корпус;
8. Механизм фиксации.

Устройство модуля SFP.

Получая информацию от переключателя в виде электрических сигналов, приемопередатчик преобразует ее в оптический сигнал, который излучается лазером. И наоборот, оптический сигнал, принимаемый фотодиодом, преобразуется в электрический. Таким образом, в современных волоконно-оптических линиях связи информация проходит через съемный оптический приемопередатчик.

Одной из основных характеристик оптических модулей является оптический бюджет трансивера, от которого зависит максимальная дальность передачи. Оптический бюджет зависит от чувствительности приемника и мощности лазерного излучения; легко рассчитать по формуле:

AR = Pmin-Smax,

где AR — оптический бюджет, Pmin — минимальная выходная мощность передатчика, Smax — максимальное значение чувствительности фотоприемника. Чем выше значения Pmin и Smax, тем больше оптический бюджет, а это означает, что больше дальность действия этого трансивера. Этот параметр чрезвычайно важен при выборе трансиверов для систем уплотнения или на большие расстояния.

LAG vs LACP: в чем разница?

LAG (link aggregation group) относится к исходной технологии для реализации объединения каналов и балансировки нагрузки без участия какого-либо протокола. Он также называется ручным режимом из-за его рабочего процесса — пользователям необходимо вручную создать порт-канал и добавить интерфейсы-элементы к этому порту-каналу.

После того, как каналы агрегации установлены, все эти ссылки становятся активными ссылками для пересылки пакетов данных. Если одна активная ссылка не работает, остальные оставшиеся активные ссылки будут балансировать нагрузку на трафик. Однако этот режим может обнаруживать только разъединения входящих в него каналов, но не может обнаруживать другие сбои, такие как сбои канального уровня и неправильные соединения каналов.

LACP — это протокол для автоматической настройки и поддержки LAG. В режиме LACP порт-канал создается на основе LACP. LACP предоставляет стандартный механизм согласования для коммутационного устройства, так что коммутационное устройство может автоматически формировать и запускать агрегированный канал в соответствии с его конфигурацией. После того, как агрегированный канал сформирован, LACP отвечает за поддержание статуса канала.

Когда условие агрегирования ссылок изменяется, LACP корректирует или удаляет агрегированный канал. Если одна активная ссылка выходит из строя, система выбирает ссылку среди резервных ссылок в качестве активной ссылки. Таким образом, количество ссылок, участвующих в пересылке данных, остается неизменным. Кроме того, этот режим не только обнаруживает разъединения своих звеньев, но и другие сбои, такие как сбои канального уровня и неправильные соединения каналов.

Настройте модули SFP.

Настройте скорость интерфейса и дуплексный режим

Интерфейсы Ethernet на коммутаторе работают на скоростях 10, 100 или 1000 Мбит/с, или 10000 Мбит/с в полнодуплексном или полудуплексном режиме. В полнодуплексном режиме, две станции могут отправлять и принимать данные одновременно. Обычно порты 10 Мбит/с работают в полудуплексном режиме, т. е. станции могут либо принимать, либо отправлять данные.

Невозможно настроить скорость портов модулей SFP, но можно настроить отмену согласования скорости (nonegotiate) при подключении к устройству, которое не поддерживает автоматическое согласование. Однако, когда модуль 1000BASE-T SFP находится в порту модуля SFP, можно настроить скорость 10, 100, 1000 Мбит/с или автоматически.

Невозможно настроить дуплексный режим портов модулей SFP, если только в порт не вставлен модуль 1000BASE-T SFP или 100BASE-FX MMF SFP. Все остальные модули SFP работают в полнодуплексном режиме.

• Когда в порт SFP вставлен модуль 1000BASE-T SFP, можно настроить дуплексный режим auto или full.

• Когда в порт SFP вставлен модуль 100BASE-FX SFP, можно настроить дуплексный режим half или full.

Примечание: Полудуплексный режим поддерживается интерфейсами Gigabit Ethernet. Однако невозможно настроить данные интерфейсы для работы в полудуплексном режиме.

Использование модулей SFP сторонних производителей

Использование трансиверов SFP сторонних производителей в устройствах Cisco не поддерживается Cisco. Одобренные компанией Cisco модули SFP имеют серийный EEPROM, который содержит серийный номер, имя и идентификатор поставщика, уникальный код безопасности и контрольную суммы CRC. Когда модуль SFP вставляется в коммутатор, программное обеспечение коммутатора считывает данные из EEPROM, чтобы проверить серийный номер, имя и идентификатор поставщика и пересчитать код безопасности и контрольную сумму CRC. Если неверен серийный номер, имя или идентификатор поставщика, код безопасности или контрольная сумма CRC, программное обеспечение создает данное сообщение об ошибке безопасности и переводит интерфейс в состояние «err-disable»:

Подключение модуля SFP к модулю GBIC

SFP и GBIC являются всего лишь подключением между реальным лазером и корпусом. Для подключения модуля SFP к модулю GBIC необходимо проверить следующее:

• Тип используемого оптоволоконного кабеля: Одномодовый или мультимодовый.

• Тип требуемого физического подключения: разъем SC, разъем ST и т.д..

Агрегация ссылок IEEE [ править ]

Процесс стандартизации

К середине 1990-х годов большинство производителей сетевых коммутаторов включили возможность агрегирования в качестве собственного расширения для увеличения пропускной способности между своими коммутаторами. Каждый производитель разработал свой метод, что привело к проблемам совместимости. На собрании в ноябре 1997 года рабочая группа IEEE 802.3 взяла на себя исследовательскую группу по созданию стандарта функционально совместимого канального уровня (т. Е. Охватывающего как физический, так и канальный уровни). Группа быстро согласилась включить функцию автоматической конфигурации, которая также добавит избыточности. Это стало известно как протокол управления агрегацией каналов (LACP).

802.3ad

Начиная с 2000 года , большинство схем объединения гигабитных каналов используют стандарт IEEE Link Aggregation, который ранее был пунктом 43 стандарта IEEE 802.3, добавленного в марте 2000 года целевой группой IEEE 802.3ad. Практически каждый производитель сетевого оборудования быстро принял этот общий стандарт над своими собственными стандартами.

802.1AX

В отчете рабочей группы по техническому обслуживанию 802.3 для проекта 9-й редакции в ноябре 2006 г. отмечалось, что определенные уровни 802.1 (например, безопасность 802.1X ) были расположены в стеке протоколов ниже Link Aggregation, который был определен как подуровень 802.3 . Чтобы устранить это несоответствие, была сформирована целевая группа 802.3ax (802.1AX) результатом которой стала формальная передача протокола группе 802.1 с публикацией IEEE 802.1AX-2008 3 ноября 2008 г.

Протокол управления агрегированием ссылок

В рамках стандартов IEEE Ethernet протокол управления агрегацией каналов (LACP) обеспечивает метод управления объединением нескольких физических каналов в одну логическую связь. LACP позволяет сетевому устройству согласовывать автоматическое объединение ссылок, отправляя пакеты LACP своему партнеру, напрямую подключенному устройству, которое также реализует LACP.

Особенности LACP и практические примеры

1. Максимальное количество связанных портов, разрешенных в канале порта: допустимые значения обычно от 1 до 8.
2. Пакеты LACP отправляются с MAC-адресом многоадресной группы 01: 80: c2: 00: 00: 02 (01-80-c2-00-00-02)
3. Во время периода обнаружения LACP
   • Пакеты LACP передаются каждую секунду
   • Механизм проверки активности для члена ссылки: (по умолчанию: медленно = 30 с, быстро = 1 с)
4. LACP может иметь режим балансировки нагрузки порт-канал:
5. Режим LACP:
   • Активно: безоговорочно включает LACP.
   • Пассивный: включает LACP только при обнаружении устройства LACP. (Это состояние по умолчанию)

Преимущества перед статической конфигурацией

• Отработка отказа происходит автоматически: при сбое соединения и наличии (например) медиаконвертера между устройствами одноранговая система не обнаружит никаких проблем с подключением. При статической агрегации каналов одноранговый узел будет продолжать отправлять трафик по каналу, вызывая сбой соединения.
• Динамическая конфигурация: устройство может подтвердить, что конфигурация на другом конце может обрабатывать агрегацию каналов. При статической агрегации каналов ошибка кабеля или конфигурации может остаться незамеченной и вызвать нежелательное поведение сети.

Практические заметки

LACP работает, отправляя фреймы (LACPDU) по всем ссылкам, на которых включен протокол. Если он обнаруживает устройство на другом конце ссылки, на котором также включен LACP, он также независимо отправляет кадры по одним и тем же каналам, позволяя двум устройствам обнаруживать множественные ссылки между собой, а затем объединять их в одну логическую ссылку. LACP можно настроить в одном из двух режимов: активном или пассивном. В активном режиме он всегда будет отправлять LACPDU по настроенным ссылкам. Однако в пассивном режиме он реагирует только как «говорить, когда к нему обращаются», и поэтому его можно использовать как способ управления случайными петлями (пока другое устройство находится в активном режиме).

Заключение

Для комбо-портов на коммутаторе Ethernet необходимо еще раз подчеркнуть, что оптические или электрические порты нельзя использовать одновременно. Обычно combo-порты маркируются поставщиками. Если вы не уверены, вы можете определить комбо-порт на основе идентификатора интерфейса на панели коммутатора. Если два порта имеют одинаковый идентификатор, но подключены к разным средам передачи, эти два порта мультиплексируются как комбо-порт. Из приведенного выше обсуждения, надеюсь, у вас есть общее представление о сетевом комбо-порте.

• 

  Сетевой коммутатор

• 

  Руководство для покупателя