چگونه یک شبکه ۱۰ گیگابیت بسازیم؟

چرا زمان مهاجرت بزرگ فرا رسیده است؟

جهان کنونی به نفت وابسته است، ولی جهان آینده به داده‌ها وابسته خواهد بود. داده‌ها همانند نفت محرکه موتور کسب‌وکارها هستند و هیچ شرکت و تجارتی بدون داده‌ها قابل تصور نیست. کسب‌وکارها نیاز دارند حجم انبوهی از داده‌ها  را بین کامپیوترها، سرورها، تجهیزات ذخیره‌سازی و دستگاه‌های همراه رد و بدل کنند؛ مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند و انواع فرآیندهای پردازشی را روی آن‌ها انجام دهند تا همانند نفت خام در پتروشیمی‌ها، انواع محصولات و فرآورده‌ها از آن ها تولید شود. پس، بسترهای ارتباطی و تبادلی داده‌ها در شرکت‌ها باید به اندازه کافی سریع، مطمئن و پایدار باشد. نمی‌توان تصور کرد یک شرکت دارایی‌های معنوی ارزشمندی داشته باشد، ولی به دلیل نداشتن پهنای‌باند یا تجهیزات پردازش و انتقال اطلاعات مناسب، از آن ها صرف‌نظر کند. شبکه‌های ۱۰ گیگابیت راهکاری هستند که هر کسب‌وکار کوچکی دیر یا زود به سراغ‌شان خواهد رفت و البته کسب‌وکارهای متوسط و بزرگ، اگر تاکنون از این شبکه‌ها استفاده نکردند؛ قطعا متحمل ضررهایی شده‌اند. در این میان، کاربران خانگی هم برای استریم ویدیوهای 4K و بازی‌های آنلاین به سوی شبکه‌های ۱۰ گیگابیت مهاجرت کردند و از مزایای این نوع شبکه‌ها نهایت استفاده را می‌برند. 

شاید تا چند سال پیش، بزرگ‌ترین مانع برای مهاجرت به سوی شبکه‌های ۱۰ گیگابیت، هزینه بسیار بالای تجهیزات این شبکه‌ها بود. اما در سال‌های اخیر با عرضه انواع تراشه‌های ۱۰ گیگابیت هوشمند جدید برای طراحی و ساخت سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت ارزان‌قیمت مانند D-Link DXS-1210 و DXS-1100 و از سوی دیگر تصویب و رواج استانداردهای اترنت GBase-T2.5 و G-Base-T5 عملا موانع بزرگ و اساسی برای رسیدن به سرعت ۱۰ گیگابیت برداشته شدند(شکل ۱).

شکل ۳. یک شبکه ۱۰ گیگابیت از سوییچ ۱۰ گیگابیت، کارت شبکه ۱۰ گیگابیت برای پی‌سی‌ها، تجهیزات ذخیره‌سازی ۱۰ گیگابیت و کابل‌های فیبرنوری یا کابل مسی RJ45 تشکیل شده است.

شکل ۲. روترهای بی‌سیم با رسیدن به سرعت‌های چند گیگابیت، عملا راه را برای استفاده از شبکه‌های ۱۰ گیگابیت در خانه‌ها باز کردند.

زمانی که روترهای بی‌سیم از حداکثر سرعت ۳۰۰ مگابیت برخوردار بودند؛ شبکه‌های اترنت از سرعت ۱ گیگابیت استفاده می‌کردند. پس، طبیعی است که اکنون با داشتن روترهای بی‌سیم در سرعت‌های ۵ الی ۷ گیگابیت نیازمند شبکه‌های کابلی ۱۰ گیگابیت باشیم. مزیت دیگر شبکه‌های ۱۰ گیگابیت، استفاده کسب‌وکار از فناوری‌های مجازی‌سازی است. افزایش پهنای‌باند اجازه می‌دهد ظرفیت‌های شبکه توسعه یافته و ماشین‌های مجازی نصب و استفاده شوند. می‌توان از سیستم‌عامل‌های سرور حرفه‌ای بهره برد و ضمن بالا بردن امنیت، کابل‌کشی را کاهش داد یا برخی فرآیندهای شبکه را بهبود بخشید. 

ارزیابی نیازها

در یک شبکه، همه‌چیز به «سرعت» و «قابلیت اطمینان» ختم می‌شود. زمانی می‌توانید در یک شبکه برنامه‌های کاربردی خودتان را اجرا کنید و از مزایای شبکه سود ببرید که به پهنای‌باند و سرعت بالایی دسترسی داشته باشید و البته شبکه پایدار باشد. یک شبکه ۱۰ گیگابیت می‌تواند سرعت بیشتری به شما بدهد و ترافیک بالاتری از دستگاه‌های مختلف را روی شبکه مدیریت کند. شبکه ۱۰ گیگابیت فیبر نوری تاخیر را به حداقل رسانده و قابلیت اطمینان شبکه را افزایش می‌دهد. تمام این اتفاق‌ها منجر به بهره‌وری بیشتر شما می‌شوند. اما باید پیش از هر کار و تصمیم، برای استقرار یک شبکه ۱۰ گیگابیت دست به نیازسنجی و ارزیابی نیازهای کسب‌وکارتان بزنید. 
در شبکه شما چند دستگاه کامپیوتر رومیزی کار می‌کند و کدام‌یک به کارت شبکه ۱۰ گیگابیت نیاز دارند؟ چند دستگاه موبایل، در چه نوع و سرعتی به شبکه متصل می‌شوند؟ چه مقدار از ترافیک شبکه باید روی ارتباطات بی‌سیم باشد؟ کدام تجهیزات جانبی باید به شبکه متصل شوند؟ چند دستگاه ذخیره‌سازی اطلاعات در شبکه نصب می‌شود؟ چند دستگاه ذخیره سازی اطلاعات نیاز دارید؟ آیا تمام کاربران باید به آن‌ها دسترسی داشته باشند؟
پاسخ‌گویی به این سوالات می‌تواند یک نقشه و طرح فرضی را در ذهن‌تان ترسیم کند تا دقیقا برنامه‌ریزی کنید، چگونه یک شبکه فیبر نوری ۱۰ گیگابیت پر سرعت و قابل اطمینان بسازید. این نیازسنجی به شما می‌گوید چه امکانات و تجهیزاتی برای راه‌اندازی شبکه نیاز دارید و هزینه‌های کلی چگونه خواهد بود؟

اجزای شبکه فیبر نوری ۱۰ گیگابیت

یک شبکه 10G Ethernet باعث استریم و انتقال سریع‌تر فایل‌ها در شبکه محلی می‌شود. اغلب شبکه‌های ۱۰ گیگابیت مبتنی بر استاندارد GBASE-T10 هستند، چون مصرف انرژی کمتری دارد و با تجهیزات و امکانات موجود بالاترین سازگاری را نشان می‌دهد. برای ساخت یک شبکه فیبر نوری ۱۰ گیگابیت چندین قطعه یا دستگاه نیاز دارید. در ابتدا، هسته شبکه را یک سوییچ ۱۰ گیگابیت تشکیل می‌دهد. البته، می‌توانید از سوییچ‌هایی با درگاه‌ها و آپ‌لینک‌های ۱۰ گیگابیت هم استفاده کنید. در مرحله بعدی، باید کامپیوترها به کارت شبکه ۱۰ گیگابیت مجهز شده باشند. همین‌طور، دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند NAS باید کارت شبکه و درگاه ۱۰ گیگابیت داشته باشند. (شکل ۳)

شکل ۳. یک شبکه ۱۰ گیگابیت از سوییچ ۱۰ گیگابیت، کارت شبکه ۱۰ گیگابیت برای پی‌سی‌ها، تجهیزات ذخیره‌سازی ۱۰ گیگابیت و کابل‌های فیبرنوری یا کابل مسی RJ45 تشکیل شده است.

توجه کنید که تنها خرید یک سوییچ ۱۰ گیگابیت و استقرار آن در شبکه، سرعت انتقال اطلاعات را افزایش نمی‌دهد و حتما باید سمت کلاینت هم تجهیزات شبکه ۱۰ گیگابیت نصب شود. اگر سوییچ شبکه شما ۱۰ گیگابیتی باشد، ولی روی کامپیوترها از کارت شبکه 1 یا ۲.۵ و۵ گیگابیت استفاده شده باشد؛ سرعت نهایی شبکه را کارت شبکه تعیین می‌کند، نه سوییچ. این موضوع برای تجهیزات ذخیره‌سازی و دیگر دستگاه‌هایی که باید در شبکه شما فعال باشند؛ مصداق خواهد داشت.
در سال‌های اخیر، برای شبکه‌های ۱۰ گیگابیت سوییچ‌های بسیار مناسب و ارزان‌قیمتی عرضه شده تا کاربران خانگی و کسب‌وکارهای کوچک بتوانند به این شبکه‌ها مهاجرت کنند. برای مثال، سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت برندهایی مانند  Ubiquiti Unifi و Eageswitch زیر۲۰۰ دلار است. سوییچ‌های شبکه FS 10G مانند S3800-48T4S تنها۴۸۰ دلار قیمت دارد، در حالی‌که ۴۸ درگاه 100/1000Base-T و ۴ درگاه GE SFP+10 به شما می‌دهد. (شکل ۴)

شکل ۴. در تصویر نمونه سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت شرکت FS را مشاهده می‌کنید. تلاش کنید سوییچ‌های ۱۰ گیگابیتی تهیه شود که به اندازه کافی درگاه 1G و 10G برای توسعه شبکه در آینده داشته باشند. 

کاربرانی که تعداد درگاه‌های کمتری نیاز دارند می‌توانند سراغ سوییچ‌های سری FS S3800 این شرکت بروند که مثلا ۲۴ درگاه شبکه اترنت 1 گیگابیت و ۴ درگاه ۱۰ گیگابیت در اختیارشان قرار می‌دهد. این سوییچ‌های ترکیبی برای کاربران خانگی بسیار مناسب هستند، چون اجازه می‌دهند دستگاه‌ها و کامپیوترهای دیگر هم با سرعت‌هایی پایین‌تر از ۱۰ گیگابیت در شبکه فعال باشند.

کانکتور و کابل‌کشی شبکه ۱۰ گیگابیت

ارتقای یک شبکه از 1G به 10G می‌تواند بسیار ساده باشد. همان‌طور که سوییچ‌های 10G از استاندارد 10GBASE-T پشتیبانی می‌کنند؛ شما می‌توانید از کانکتور و کابل‌های شبکه RJ45 برای سوییچ‌های 10G استفاده کنید. یعنی همین کابل‌های معمولی موجود در شبکه و اطراف ما می‌توانند برای کابل‌کشی یک شبکه ۱۰ گیگابیت با سوییچ، سرور، تجهیزات ذخیره‌سازی و کامپیوترها استفاده شوند. تنها تفاوت در استفاده از کابل Cat6a به جای Cat5e و Cat6 یا انتخاب ماژول 10GBASE-T SFP+ با مصرف انرژی ۲.۵ وات و حداکثر طول ۳۰ متر است. 
برای سوییچ‌های ۱۰ گیگابیتی که از درگاه و کانکتور G SFP+10 پشتیبانی می‌کنند می‌توانید از این درگاه استفاده کنید، به شرط این که دستگاه‌های دیگر هم درگاه G SFP+10 را داشته باشند یا این که سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت دیگری با فاصله ۱۰۰ متر داشته باشید. درگاه‌های SFP+ با درگاه‌های SFP در سوییچ‌های ۱ گیگابیت هیچ تفاوتی ندارند، ولی در سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت می‌توانند سرعت انتقال اطلاعات ۱۰ گیگابیت را داشته باشند، اما مبتنی بر فیبر نوری هستند. بنابراین، برای استفاده از آن‌ها باید کابل‌کشی فیبر نوری انجام دهید. راهکار اقتصادی و ساده‌تر استفاده از 10G DAC برای سرورها و تجهیزات ذخیره‌سازی است. DAC همانند یک مبدل می‌تواند کانکتور SFP+ را به یک کانکتور کابل مسی با طول‌های مختلف تبدیل کند. البته، این راهکار برای مسافت‌های زیر ۱۰۰ متر مناسب است و برای اتصال دستگاه‌ها به سوییچ‌های ۱۰ گیگابیت با فاصله بیشتر از ۱۰۰ متر باید از کابل فیبر نوری و کانکتور  SFP+ استفاده شود. برای فواصل بیشتر تا ۳۰۰ متر براساس نیاز شبکه شما می‌توانید از ماژول‌های 10GBASE SR SFP استفاده کنید. (شکل ۵)

شکل ۵. نمونه کانکتورها و مبدل‌های GBASE SR SFP10

یک سناریو

کسب‌وکار کوچکی می‌خواهد شبکه خود را به ۱۰ گیگابیت ارتقا دهد. در این شبکه ۱۰ کامپیوتر دسکتاپ، یک سوییچ 1G، یک NAS و روتر بی‌سیم وجود دارد. تمام کامپیوترها به سوییچ از طریق کابل‌های مسی RJ45 متصل شدند. روتر بی‌سیم و دستگاه ذخیره‌سازی از طریق سوییچ در شبکه قابل دسترسی هستند. حالا می‌خواهیم بررسی کنیم، چگونه می‌توان این شبکه را به ۱۰ گیگابیت ارتقا داد. 

در بررسی‌های اولیه متوجه می‌شویم فقط ۲ کامپیوتر نیاز به سرعت ۱۰ گیگابیت دارند و کامپیوترهای دیگر با همان سرعت ۱ گیگابیت می‌توانند کارهای روزانه خود را انجام دهند. به علاوه، به یک NAS با درگاه ۱۰ گیگابیت برای ذخیره‌سازی و پردازش سریع اطلاعات نیاز داریم. بنابراین، بهترین راهکار خرید یک سوییچ ۸ پورت با ۲ درگاه SFP+ به همراه خرید یک NAS با 2درگاه ۱۰ گیگابیت است. کامپیوترهایی که باید به سرعت ۱۰ گیگابیت مجهز شوند، با توجه به نیاز شبکه می‌توانند با کابل فیبر نوری یا کابل مسی به درگاه‌های SFP+ سوییچ متصل و کامپیوترهای دیگر به درگاه‌های 1G متصل شوند. در غالب اوقات، راهکار ترکیبی شبکه‌های 1G و 10G مقرون به‌صرفه‌ و راحت‌تر است. ضمن این که ارتقای شبکه در این شرایط ساده‌تر انجام می شود. فراموش نکنید باید برای کامپیوترهای ۱۰ گیگابیت، کارت شبکه ۱۰ گیگابیت هم تهیه شود. در این شرایط تعویض مادربرد، کارت گرافیک و کارت شبکه این سیستم‌ها بهتر از ارتقای کارت شبکه است. دستگاه NAS جدید می‌تواند از طریق کانکتورهای 10G به کامپیوترهای 10G متصل شود. دیگر کامپیوترهای شبکه روی همان NAS قدیمی باقی می‌مانند. با توجه به دستگاه‌هایی که باید از وای‌فای استفاده کنند می‌توان روتر بی‌سیم را ارتقا داد و یک روتر جدید مبتنی بر استانداد 802/11ac Wave 2 خریداری کرد. سرعت و محدوده پوشش‌دهی روتر بی‌سیم به طور کامل وابسته به نیاز کاربران است. در این سناریو، کمترین تغییر دستگاه و ارتقای سیستم به همراه کمترین کابل‌کشی صورت می‌گیرد. ارتقای تمام کامپیوترها به 10G مستلزم نصب کارت شبکه ۱۰ گیگابیت روی تمام سیستم‌ها و تغییر کل کابل‌کشی شبکه است. اگر در آینده کامپیوترهای بیشتری به سرعت ۱۰ گیگابیت نیاز  خواهند داشت، بهتر است سوییچی خریداری شود که از درگاه‌های  SFP+ بیشتری پشتیبانی می‌کند.

جمع‌بندی

ارتقای شبکه 1G به 10G می‌تواند مرحله به مرحله اتفاق بیفتد و به تدریج کامپیوترها و سیستم‌های بیشتری به کارت شبکه ۱۰ گیگابیت مجهز و به سوییچ ۱۰ گیگابیت متصل شوند. انتخاب میان کابل مسی یا کابل فیبرنوری برعهده شما است.  کابل مسی هزینه‌های کمتر و محدودیت‌های بیشتری برای توسعه شبکه دارد، اما کابل فیبر نوری گران‌تر و ظرفیت مقیاس‌پذیری بیشتری دارد. ترسیم یک نقشه کلی از شبکه به همراه نیازمندی‌های آن برای شروع ارتقا به شبکه‌های ۱۰ گیگابیت ضروری است و می‌تواند بسیاری از چالش‌ها و گره‌های احتمالی را هنگام استقرار دستگاه‌های جدید کاهش دهد. در نهایت باید شبکه ۱۰ گیگابیت  سرعت، قابلیت اطمینان و پایداری مناسبی به شما بدهد تا بتوانید از مزایای آن بهره ببرید.