Comment bien choisir ses prochains Switch Ethernet ?

Fonctionnement

Ethernet est le protocole de bas niveau utilisé pour déplacer les données sur les réseaux câblés. Il gère la façon dont les données sont placées sur le réseau physique, et dont les périphériques reliés à un même segment de réseau s'identifient et communiquent entre eux.

A ses débuts, Ethernet utilisait d'importantes longueurs de câble coaxial (des boucles) pour connecter un grand nombre d'appareils au réseau. Plusieurs appareils étaient ainsi reliés en chaîne sur un même segment.

Les boucles Ethernet ont ensuite laissé la place aux réseaux « en étoile », où chaque appareil était connecté individuellement à un concentrateur (hub) via un câble dédié. Les concentrateurs regroupaient tous les paquets d'informations reçus sur leurs différents ports, puis les redistribuaient aux autres ports.

Non seulement les réseaux en étoile simplifiaient le câblage, mais ils étaient aussi plus tolérants aux pannes, puisqu'une rupture de câble mettait hors service un seul périphérique et non tous ceux de la boucle.

A mesure que les appareils se multipliaient sur le réseau, l'encombrement est devenu problématique pour la technologie Ethernet. Les ordinateurs qui tentaient de dialoguer simultanément étaient trop nombreux, entraînant des performances réseau très variables et imprévisibles. Cette situation a conduit à la création de commutateurs (switch) Ethernet.

A l'instar du concentrateur, le commutateur Ethernet est au centre d'une topologie en étoile. Mais contrairement au concentrateur, il n'envoie les paquets qu'aux destinataires appropriés. Le commutateur mémorise en effet l'adresse physique (MAC) de chaque appareil qui y est connecté, et envoie à chacun uniquement les paquets qui leur sont destinés. (Les paquets destinés à des appareils non connectés au commutateur sont envoyés via une liaison montante vers un autre commutateur chargé de la livraison.) 

Caractéristiques des commutateurs réseau

Grâce aux switch, chaque poste de travail pouvait travailler avec plusieurs périphériques en réseau, ainsi qu'avec des applications sollicitant fortement la bande passante -- comme la visioconférence -- et qui se caractérisent par de forts taux de transmission de données et par une tolérance zéro en termes d'engorgement.

Les commutateurs marquent le début du réseau câblé moderne : ils fournissent la liaison par laquelle les ordinateurs, imprimantes et autres dispositifs se connectent, ainsi qu'à la périphérie des datacenters, zone à laquelle se connectent également les serveurs et systèmes de stockage.

Dans la plupart des réseaux et dans certains réseaux de datacenters, les commutateurs fournissent en outre la deuxième couche de fonction réseau, autrement dit la couche d'agrégation sur laquelle les commutateurs de périphérie s'interconnectent.

Compte tenu de l'aspect crucial des switch Ethernet, mais également de leur omniprésence et de leur durabilité, si vous prévoyez de les renouveler, vous avez tout intérêt à vous assurer que les prochains modèles répondront aussi bien aux exigences actuelles qu'aux besoins à venir. Avec notamment les réseaux à définition logicielle (SND) et l'Internet des objets (IoT), le secteur connaît une transformation telle, que les entreprises devront choisir avec le plus grand soin les caractéristiques appropriées de ce dispositif omniprésent, en réfléchissant autant au présent qu'à l'avenir.

Voici les éléments à prendre en compte pour déterminer le commutateur Ethernet le mieux adapté à votre système.

Les indispensables

• Vitesse : la plupart des entreprises se tournent vers des ports de commutateurs à 1 Gbit/s, même si elles n'en voient pas clairement l'utilité sur le poste de travail actuel. Après tout, elles anticipent sept années de changements dans l'utilisation des réseaux. Et elles ne veulent pas non plus passer à côté d'une visioconférence en Full HDX multi-écrans intégrale, pilotée par VDI. D'ailleurs, il n'est pas seulement question d'ordinateurs et d'imprimantes, mais également de points d'accès (AP) WLAN et d'entreprises à la recherche d'un plus haut débit pour faire face aux vitesses sans cesse croissantes des réseaux sans fil. (Sans oublier la nécessité pour les services informatiques de s'assurer que la fabrication des câbles est conforme à la norme 1000 Base-T. Bienvenue aux audits de câbles !)
• Densité : si vous n'avez pas encore adopté la voix sur IP (VoIP) et si vous n'êtes pas prêt à lâcher les bons vieux téléphones, vous aurez besoin d'un grand nombre de ports pour faciliter la migration. Une forte densité de ports assortie d'une faible consommation électrique de base sera ainsi idéale. Outre la VoIP, la mobilité et l'Internet des objets (IoT, Internet of Things) contribueront eux aussi à augmenter la consommation au niveau des ports. Ajoutons à cela l'explosion du nombre d'appareils mobiles et l'évolution inexorable vers l'utilisation d'ordinateurs portables connectés via Wi-Fi, qui confirment la nouvelle tendance d'un usage exclusif du sans-fil. Cette évolution a ainsi donné naissance à des WLAN plus rapides (802.11n et 802.11ac) et affichant une plus grande densité de points d'accès. Davantage de points d'accès signifie davantage de ports Ethernet. Chaque point d'accès possède ainsi plusieurs ports pour faire face à cette accélération du WLAN. Dans le domaine de l'Internet des objets, la hausse spectaculaire du nombre d'appareils intelligents, allant du thermostat en réseau aux distributeurs automatiques connectés à Internet, demandera également des ports supplémentaires.
• Power Over Ethernet : la densité des ports n'est qu'une partie des éléments informatiques à évaluer. Téléphones VoIP, points d'accès WLAN et appareils connectés au réseau à distance ; autant d'exemples d'équipements qui ont tous besoin de courant pour leurs liaisons réseau. La technologie PoE (Power Over Ethernet, ou alimentation électrique par câble Ethernet) est donc essentiel pour nombre de commutateurs de périphérie. Les nouvelles générations d'appareils comptent sur la technologie PoE+ et sa plus grande puissance nominale par appareil. Etant donné qu'un commutateur PoE consomme entre cinq et vingt fois plus de courant lorsqu'il dessert des appareils compatibles, le service informatique devra évaluer soigneusement les circuits d'alimentation et les mesures de refroidissement des armoires de câblage afin de s'assurer qu'elles sont à la hauteur.
• SDN : la plus importante transition technologique, pour la plupart des réseau, est sans aucun doute l'introduction du réseau à définition logicielle (SDN, ou Software-Defined Network). Il peut s'agir d'un pur SDN classique, dont les contrôleurs centraux pilotent un réseau de bout en bout composé de périphériques génériques sur le plan des données, ces périphériques utilisant OpenFlow pour véhicule. Il peut également s'agir d'un « nouveau SDN », plus générique, qui prend en charge les réseaux virtuels, le provisioning automatique axé sur les services et la reconfiguration sans recours à OpenFlow. Par conséquent, les prochains commutateurs devront être compatibles SDN et il sera préférable qu'ils reconnaissent OpenFlow, v1.3 ou supérieure. Ces commutateurs devront également prendre en charge les technologies VXLAN et NVGRE pour la virtualisation de réseaux sans OpenFlow, ainsi que NetConf pour l'utilisation d'API de gestion à distance normalisées, ceci à des fins d'automatisation sans contrôleur SDN.

Les « plus »

• OpFlex : introduit par Cisco, ce protocole maison (mais appliqué à la communauté des normes ouvertes) prend en charge l'automatisation des périphériques réseau traditionnels (c.-à-d., dotés de leur propre plan de contrôle dédié) par le biais de stratégies. La prise en charge de ce protocole vous donnera davantage de souplesse en termes de choix, mais elle n'est en aucun cas indispensable, à moins que vous soyez engagé stratégiquement avec Cisco sur les sept années à venir.
• Infrastructure : les objectifs fondamentaux du SDN visent, en partie, à faire fonctionner les réseaux à la manière d'une structure de datacenter, en termes de simplicité de reconfiguration et de provisioning. Si le réseau est en mesure de prendre en charge cet objectif sans exiger le recours à des contrôleurs, à OpenFlow et consorts, c'est tant mieux. 

Ce qu'il faut retenir

Le nec plus ultra des commutateurs évolue rapidement pour faire face aux défis imposés par le SDN, la mobilité, un usage exclusivement sans fil et l'Internet des objets. Assurez-vous que vos prochains switch seront capables de relever ces défis de front.