10G SFP+ スイッチ: 適切なスイッチを選択する方法

10G SFP+ スイッチを評価している場合は、おそらく簡単な定義以上のものが必要です。実際のネットワークで実際に何を行うのか、環境に適合するかどうか、どのモジュールとケーブルを組み合わせるか、多くの購入者を不意を突く互換性の問題を回避する方法を理解したいと考えています。

10G SFP+ スイッチは、10 ギガビット イーサネット接続を提供する SFP+ ポートを備えたネットワーク スイッチです。 SFP+ は、業界のマルチソース アグリーメント（MSA）に基づいて定義され、データセンター、エンタープライズ ネットワーク、高速キャンパス環境に広く導入されている、コンパクトでホットスワップ可能なトランシーバ フォーム ファクタです。{6}{6} 10 ギガビット イーサネット規格自体は、もともと次のように定義されました。IEEE 802.3ae-2002、10 Gbps 動作のための物理層と MAC パラメータを確立しました。

10G SFP+ スイッチが固定メディア スイッチと異なる点は、モジュール性です。-各 SFP+ ポートは、1 つのケーブル タイプに固定されるのではなく、異なるモジュールまたはケーブル アセンブリを受け入れるため、接続する内容に応じて、同じスイッチ プラットフォームでファイバ アップリンク、短い銅線、直接接続接続に対応できます。この柔軟性が、これらのスイッチがサーバー ルーム、ストレージ ネットワーク、アグリゲーション レイヤで頻繁に使用される理由です。-

10G SFP+ スイッチとは何ですか?

10G SFP+ スイッチは、プライマリ 10GbE インターフェイスとして SFP+ スロットを使用します。ベアファイバーケーブルをスイッチに直接接続しないでください。代わりに、互換性のあるトランシーバーモジュールまたは終端済みのケーブル アセンブリであり、そのモジュールによってメディア タイプ、波長、リンクの到達距離が決まります。{0}

実際には、LR 光を使用してシングルモード ファイバー経由で 1 つのポートが別のスイッチに接続される場合があります。{0}}次のポートは、パッシブ DAC Twinax ケーブルを使用してサーバーに接続する場合があります。 3 つ目は、RJ45 SFP+ モジュールを使用して銅線専用デバイスに接続する場合があります。-。スイッチ プラットフォームは変わりません - メディアの選択はモジュール内にあります。

これは、すべてのポートが銅線用に永久的に配線されている固定 10GBASE-T RJ45 スイッチとは重要な違いです。これら 2 つのアプローチをさらに詳しく比較したい場合は、次のガイドを参照してください。10GBASE-T 対 SFP+ 10GbEトレードオフについて詳しく説明します。

10G SFP+ スイッチはどのように動作しますか?

スイッチの SFP+ ポートは電気インターフェイスを提供します。そのポートに取り付けるトランシーバーまたはケーブル アセンブリは、スイッチの内部信号と物理媒体 - (マルチモード ファイバー、シングルモード ファイバー、銅線など) との間の変換を処理します。

このポートとメディアの分離により、SFP+ に柔軟性が与えられます。スイッチは、ファイバーと銅線のどちらを使用するかを事前に知る必要はありません。挿入されたモジュールを検出し、リンクをネゴシエートし、サポートされている速度でポートを起動します。

光トランシーバーのオプション

最も一般的な 10G SFP+ 光モジュールは、IEEE 802.3ae PHY バリアントに従っています。

• 10GBASE-SR- は、マルチモード ファイバー上で 850 nm VCSEL レーザーを使用します。によると、Cisco 10GBASE SFP+ モジュールのデータシート, SR は、OM3 ファイバーで最大 300 m、OM4 で最大 400 m をサポートします。これは、キャンパスやデータセンターのファイバーを短期間で運用する場合に最適な選択肢です。-ファイバーのグレードが到達距離に与える影響の内訳については、OM1 ～ OM5 マルチモード ファイバーの距離ガイド.
• 10GBASE-LR- は 1310 nm レーザーを使用しますシングルモード ファイバー-(ITU-T G.652)。同じシスコのデータシートには、LR 到達距離が最大 10 km と記載されています。これは、建物間のリンクや、より長い構造のケーブル配線の場合の標準的な選択肢です。{6}
• 10GBASE-ER および ZR-: 拡張リーチ アプリケーション用。- ER はシングルモード ファイバで最大 40 km まで到達できますが、ZR（基本 IEEE 標準の一部ではなくシスコが定義したバリアント）は、プラットフォームに応じて最大 70 km 以上をターゲットとします。-これらはあまり一般的ではありませんが、キャンパスリングやメトロ規模の設計では重要です。{8}}

シングルモード光学系とマルチモード光学系のどちらを選択する場合は、{0}}シングルモード SFP とマルチモード SFP の比較-実際の違いを説明します。

ケーブルアセンブリのオプション

• DAC (ダイレクトアタッチ銅線)- 両端に SFP+ コネクタが事前に取り付けられた Twinax ケーブル。- DAC はパッシブ (最大約 5 m) またはアクティブ (最大約 10 m) であり、ラック内または隣接するラック接続において最もコスト効率の高いオプションです。{{6}{7}}消費電力はほとんどなく、遅延はほとんど発生しません。
• AOC (アクティブ光ケーブル)- は概念としては DAC に似ていますが、内部でファイバーを使用します。 AOC は、別個のトランシーバやパッチコード。通常の到達距離は最大 100 m です。

RJ45 SFP+ 銅線モジュール

RJ45 10GBASE-T インターフェイスのみを備えたデバイスに SFP+ ポートを接続する必要がある場合、RJ45 SFP+ トランシーバーがギャップを埋めることができます。ただし、これらのモジュールは、ネイティブ 10GBASE{{8}T スイッチ ポートのドロップイン代替品ではありません。{6}のCisco SFP-10G-TX に関するよくある質問このモジュールは、Cat6a 以降のケーブル配線で最大 30 m まで 10 Gbps をサポートし、モジュールあたり最大消費電力は 2.5 W であると記載されています。この電力数値は重要です。Cisco では、ポートごとの電力消費によって展開上の制限が課せられ、すべてのスイッチ モデルが銅線モジュールを同時に取り付けたすべての SFP+ スロットを実行できるわけではないことに注意しています。

これは、SFP+ が混在する展開において最も一般的な失望の原因の 1 つです。購入者は、銅線 SFP+ モジュールが標準の 10GBASE-T ポートのように動作すると想定し、距離の制限、発熱、人口の制限を苦労して発見します。

10G SFP+ スイッチを選択するのはどのような場合ですか?

すべてのネットワークに 10G が必要なわけではなく、すべての 10G 展開に SFP が必要なわけではありません。+. 実際のボトルネックがどこにあるのか、インフラストラクチャに必要なメディア タイプは何かによって決定する必要があります。

10G SFP+ スイッチは、次の場合に非常に意味があります。

• 内部トラフィックが 1G リンクを飽和させています。大規模なバックアップ、VM の移行、共有 NAS アクセス、ビデオ編集ワークフロー、監視バックホールはすべて、持続的な東西トラフィックを生成し、すぐにギガビットの制限にさらされてしまいます。{0}モニタリングで 1G アップリンクが定期的に 60 ～ 70% を超えて実行されていることが示された場合、それは明らかなトリガーです。
• ファイバー接続が必要です。フロア、建物、またはキャンパス サイト間のファイバー アップリンクは、SFP+ ポートに自然に適合します。 LR または SR 光ファイバーを既存のファイバー タイプに適合させるのは簡単です。
• メディアの柔軟性が必要です。サーバー ラックでは、コンピューティング ノードに DAC、アップリンクにファイバ、管理デバイス - に銅線モジュールをすべて同じスイッチ上で使用する場合があります。
• アグリゲーション層またはコア層を構築またはアップグレードしています。SFP+ スイッチは、銅線のみのプラットフォームよりも効率的にトランク リンク、リンク アグリゲーション グループ、高密度アップリンクを処理します。-
• 将来のスケーラビリティが重要です。SFP+ ポートは、スイッチを交換することなく、ニーズの変化に応じてさまざまなモジュールを受け入れることができます。後で 25G に移行することが予想される場合、一部の SFP28 スイッチは SFP+ モジュールと下位互換性があります。-

10G SFP+ スイッチが適切ではない場合

SFP+ スイッチによって、比例したメリットが得られずに複雑さが増す場合があります。

• すべてのエンドポイントは銅線 RJ45 デバイスです。すべてのサーバー、ワークステーション、AP が 10GBASE-T を使用する場合、ネイティブ RJ45 スイッチはよりシンプルで、別個の光学系にかかるコストと管理のオーバーヘッドを回避できます。
• トラフィックは主にインターネットに向けられています。-ほとんどのユーザーが Web ブラウジング、電子メール、軽い SaaS 作業を行っており、WAN リンクが 1G をはるかに下回っている場合、10G バックボーンではエクスペリエンスが向上しない可能性があります。
• 予算が主な制約であり、量は少ないです。1 つまたは 2 つの 10G リンクの場合、1G アクセス スイッチ上にいくつかの SFP+ アップリンク ポートを備えたスイッチの方が、完全な SFP+ プラットフォームよりも実用的である可能性があります。

10G SFP+ スイッチ vs 10GBASE-T RJ45 スイッチ

この比較は、10G インフラストラクチャを評価する購入者にとって最も一般的な決定点です。 2 つのアプローチは異なる展開プロファイルに対応しており、間違った方法を選択すると、不必要な複雑さまたは予期しない制限が発生します。

重要な点が 1 つあります。SFP+ スイッチ ポートに接続された RJ45 SFP+ モジュールは、ネイティブ 10GBASE-T ポートと同じではありません。銅線モジュールの到達距離は 30 m、消費電力が高く、人口制限があるため、これは普遍的な銅線戦略ではなく、対象を絞ったソリューションになります。より詳細な内訳については、「10GBASE-T と SFP+ の比較.

どのようなモジュールとケーブルが必要ですか?

適切なモジュールは、エンドポイント間の距離、すでに設置されているファイバーまたはケーブルの種類、遠端デバイスのインターフェースの 3 つの要素によって決まります。{0}}スイッチのマーケティング ページではなく、リンクから始めてください。

ファイバー パッチ コードを選択するときは、必ずコネクタのタイプとトランシーバー インターフェイスを一致させてください。ほとんどの 10G SFP+ 光ファイバーはデュプレックス LC コネクタを使用します。コネクタの種類の違いがよくわからない場合は、光ファイバーコネクタのタイプガイド主要なオプションについて説明します。また、マルチモード ファイバーとシングルモード ファイバーを混同しないでください。-、これらは互換性がありません。-。 SR 光ファイバーをシングルモード ファイバーに接続したり、LR 光ファイバーをマルチモードに接続したりしても、リンクは動作しません。-単一モードの選択については、-OS1とOS2の比較助けることができます。

SFP+ ポートで 1G SFP を使用できますか?

この質問は常に出てきますが、多くの記事では答えが単純化されすぎています。 SFP モジュールと SFP+ モジュールの物理フォーム ファクタは同じです - 両方とも同じケージに収まります。しかし、電気的な互換性は別の問題です。

10G SFP+ モジュールは、ない1G SFP のみをサポートするポートで動作します。ホスト インターフェイスは異なる信号レートで動作し、モジュールは単純にネゴシエートしません。

1G SFP を 10G- 対応 SFP+ ポート - に挿入する逆の - は機能しますが、これはスイッチが明示的にサポートしている場合に限られます。一部のプラットフォームではこれが許可されており、ポートが 1G で起動されます。モジュールを完全に拒否する人もいます。シスコのトランシーバ互換性ドキュメントでは、特定の 1G SFP モジュールがサポートされているプラ​​ットフォームの SFP+ ポートで動作し、1G 接続を提供できることが確認されていますが、これはプラットフォームに依存するため、ベンダーの互換性マトリックスと照らし合わせて検証する必要があります。-

モジュールの物理的形状に基づいて互換性を想定しないでください。購入する前に、必ずスイッチのデータシートまたはトランシーバー互換性リストを確認してください。これらのフォームファクターの違いの詳細については、次の記事を参照してください。SFP と SFP+.

適切な 10G SFP+ スイッチを選択する方法

仕様シート上のスイッチ モデルの比較は、適切な質問をしていないと誤解を招く可能性があります。ポート数やスループットの数値だけでなく、実際の展開に影響を与えるものに焦点を当てます。

ポート数と増加

現在の 10G エンドポイント、アップリンク、管理接続をカウントします。次に、成長の余地を追加します。よくある間違いは、今日のデバイス数に正確に適合するスイッチを購入し、拡張、フェールオーバー ポート、またはテストの余地を残さないことです。少なくとも 20 ～ 30% の予備容量の予算を確保します。

管理対象と非管理対象

スイッチが VLAN、リンク アグリゲーション、QoS、ACL、または何らかのセグメンテーションを処理する場合は、マネージドを選択します。アンマネージド スイッチは、ネットワークが小規模でフラットで、ビジネス クリティカルなトラフィックを伝送しない場合にのみ適しています。-ほとんどの 10G 導入では、サーバー、ストレージ、アグリゲーションを提供する傾向がある - を管理する - がより安全な選択です。

レイヤ 2 とレイヤ 3

スイッチ上でレイヤ 3 ルーティングが常に必要なわけではありません。ただし、スイッチがディストリビューション レイヤまたはコア レイヤに配置されており、VLAN またはサブネット間でルーティングする必要がある場合は、基本的なレイヤ 3 機能（スタティック ルーティング、OSPF、または VLAN 間ルーティング）により、そのパスに別のルーターを設ける必要がなくなります。

騒音、風量、電力

これは最も見落とされている要因の 1 つです。多くの 10G スイッチは、制御された冷却と許容可能なノイズ フロアを備えたラック ルーム向けに設計されています。適切な換気のないオープンオフィス、会議室、または小さな IT クローゼットに設置する予定がある場合は、まず音響および熱の仕様を確認してください。ファンの騒音、エアフローの方向（前-から-対後ろ-から-）、総消費電力は、多くの購入者の予想よりも重要です。

トランシーバーの互換性

購入する前に、ベンダーに確認してください。

• 公式にサポートされている SFP+ 光ファイバーとケーブルのタイプ
• 1G SFP フォールバックが SFP+ ポートで許可されるかどうか
• サードパーティ製トランシーバーが受け入れられるかロックアウトされるか
• 高電力モジュール（特に銅製 SFP+）の実装数制限-

ここは、大きな間違いを犯しやすい場所の 1 つです。物理的に挿入されたモジュールは、スイッチのファームウェアが認識しない場合、動作するリンクを保証しません。

-購入前チェックリスト

10G SFP+ スイッチを注文する前に、次の確認を行ってください。

1. すべてのリンクをマッピングします。10G を必要とする各デバイス、スイッチまでの距離、メディア タイプ (ファイバー、銅線、または DAC) を特定します。
2. ファイバーの種類を確認してください。既存のファイバー プラントがマルチモードかシングルモードか、およびどのグレード（OM3、OM4、OS2 など）かを確認します。{0}}ファイバーと光が一致していないと機能しません。
3. エンドポイントインターフェイスを確認します。各遠端デバイスに SFP+ ポート、RJ45 ポート、またはその他のポートがあるかどうかを確認します。{0}
4. 互換性マトリックスを確認してください。計画されているすべてのトランシーバーまたはケーブルをスイッチ ベンダーの公式サポート リストと照合します。
5. 電源と冷却を確認してください。複数の銅線 SFP+ モジュールを使用している場合は、スイッチが総電力消費と発熱に対処できることを確認してください。
6. 管理機能を決定します。VLAN、SNMP、sFlow/NetFlow、リンクアグリゲーション、またはレイヤー 3 が必要かどうかを判断します。
7. 予備品の計画を立てます。トラブルシューティングや将来の拡張のために、少なくともいくつかの追加のトランシーバーとケーブルを注文してください。

10G SFP+ スイッチをセットアップする方法

クリーンな導入は、最も一般的なコミッショニングの問題を回避するシーケンスに従います。初めてファイバーを扱う場合は、光ファイバーケーブル取り付けガイド物理層の基礎について説明します。

1. まずリンクをマッピングします。どのデバイスに 10G が必要か、各リンクにどのようなメディアが必要か、どのコネクタが関係するかを決定します。
2. 正しいモジュールまたはケーブルを取り付けます。トランシーバーのタイプをファイバーのタイプと距離に合わせてください。たとえば、シングルモードの実行では SR 光学素子を使用しないでください。また、定格長を超えてパッシブ DAC を使用しないでください。
3. エンドポイントを接続します。両端で波長が一致する互換性のある光学系を使用していることを確認してください。ファイバー リンクでは、極性を確認してください - Tx/Rx ペアが交差しているとリンクアップが妨げられます。-それを確認してくださいLCコネクタ清潔で完全に座っています。
4. 電源を入れてリンクステータスを確認します。各ポートが予想される速度 (10G、またはフォールバック SFP を使用している場合は 1G) で起動していることを確認します。 CRC エラーやフラッピングがないか確認します。
5. 管理されている場合はスイッチを構成します。管理 IP を設定し、VLAN を作成し、トランクと LAG を構成し、必要に応じて QoS または ACL ルールを適用します。
6. 実際のトラフィックをテストします。リンク ライトはパスが正常であることを意味するものではありません。スループット テスト (iperf など) を実行して、実際の 10G パフォーマンスがエンドツーエンドで得られていることを確認します。

7. 

購入者が犯すよくある間違い

これらは実際のデプロイメント - で繰り返し発生する問題であり、そのほとんどは少し計画を立てることで回避可能です。

リンクメディアを計画する前にスイッチを購入してください。当然のことのように聞こえますが、多くの購入者はポート数と価格に基づいてスイッチを選択し、どのモジュールが必要かを慌てて見つけます。これにより、土壇場での互換性に関する予期せぬ事態や、急遽光学部品を注文した場合の過剰な出費が発生します。-

SFP と SFP+ の互換性が混同されています。モジュールはほぼ同じに見え、同じケージに収まります。ただし、10G SFP+ ポートの 1G SFP モジュールは、プラットフォームによっては動作する場合と動作しない場合があります。 - が常にベンダーの互換性マトリックスをチェックするとは決して考えないでください。

繊維の種類は無視します。マルチモード ファイバーとシングルモード ファイバーには、異なる波長で異なる光学系が必要です。-シングルモード ファイバ上の SR モジュールはリンクを生成しません。-。マルチモードの LR モジュールも同様です。違いが不明な場合は、次のガイドをお読みください。シングルモード SFP トランシーバとマルチモード SFP トランシーバの比較-.

銅線 SFP+ モジュールがネイティブ 10GBASE-T ポートのように動作すると仮定します。これは、100 メートルの銅線到達範囲を期待していた購入者からの最も頻繁な苦情です。銅線 SFP+ モジュールは通常、最大 30 m に達し、より多くの電力を消費し、より多くの熱を発生します。また、多くのスイッチ プラットフォームでは実装数に制限がある場合があります。

トランシーバーの互換性チェックをスキップします。モジュールが物理的に適合しても、スイッチがそれを受け入れるとは限りません。ベンダーによっては、サードパーティの光学系をロックアウトしたり、特定のトランシーバーで特定のファームウェア バージョンのみをサポートしたりしている場合があります。-

ラック以外の環境での騒音と熱を過小評価する。{0}}55 dBA のスイッチ定格はサーバー ルームでは許容できるかもしれませんが、小規模オフィスでは耐えられません。スイッチを人の近くに設置する場合は、必ず音響仕様を確認してください。

実際の使用例

小規模オフィスの 10G バックボーン

NAS、ビデオ編集または CAD を行ういくつかのワークステーション、および 1 つまたは 2 つのワイヤレス アクセス ポイントを備えた小規模オフィスでは、コンパクトな 10G SFP+ スイッチを高速バックボーンとして使用できます。- NAS とワークステーションは 10G (DAC またはショート ファイバー) で接続しますが、オフィスの残りの部分は既存のアクセス スイッチを介して 1G に留まります。 10G スイッチは、インフラストラクチャ全体の見直しを必要とせずに、トラフィック集中型のセグメントを処理します。{8}}

サーバー-から-ストレージへのリンク

ボトルネックが夜間のバックアップまたは大規模なデータベースのレプリケーションである場合、短い DAC ケーブルを使用してサーバーをストレージ アレイに接続する 10G SFP+ スイッチにより、最も一般的なチョークポイントが排除されます。これは、ユーザーと管理者が最も不満を抱いているワークロードを直接加速するため、多くの場合、ROI が最も高い 10G アップグレードです。{3}

建物-から-へのファイバー アップリンク

キャンパス内の 2 つの建物を接続するには、シングルモード ファイバー経由で LR 光学系を備えた SFP+ スイッチが自然な選択になります。- 1 組の LR モジュールとシングルモード ファイバーの実行距離は最大 10 km - で、ほとんどのキャンパス レイアウトには十分です。このような長距離ランでのファイバーの選択を理解するために、OS1 と OS2 のガイド正しいケーブルの選択に役立ちます。

データセンターの集約

データセンターでは、10G SFP+ スイッチがアグリゲーション層またはリーフ層に配置され、トップオブラック スイッチをスパイン スイッチまたはコア ルーターに接続することがよくあります。-- DAC と SR 光学系はラック内接続とラック間接続のコストとレイテンシを低く抑えます。-、LR 光学系はコアまでの長い実行を処理します。 10G を超えて拡張することを計画している組織にとって、その方法を理解することは価値があります。QSFP-DD テクノロジーより高速なアップグレード パスに適合します。-

最終的な考え

10G SFP+ スイッチは、単に高速なスイッチであるだけではありません -。ファイバー、短い銅線、直接接続リンクを介して 10 ギガビット接続を構築するためのより適応性の高い方法です。- SFP+ のモジュール性は、スイッチを交換せずに接続アプローチを変更できることを意味します。これにより、トラフィック需要とメディア要件が時間の経過とともに変化する環境にとって、強力な長期投資になります。-

最良の購入決定は、製品ページではなく、リンク マップから始まります。各接続がどのくらいの距離まで到達する必要があるか、すでに設置されているファイバーまたはケーブルのタイプ、およびエンドポイントが持つインターフェイスがわかれば、適切なスイッチと適切なモジュールを選択することは、推測ゲームではなく簡単なプロセスになります。