Passer en 10Gbe sans se ruiner – le switch.

Soyons clairs, la moyenne des ordinateurs de maison de nos jours ne tient pas un débit réseau de 10Gb/s. Pour cela, il faudrait pouvoir traiter 1.3 Go/s environ alors que le SSD moyen, en exploitant toute la capacité de son lien SATA, culminerait à 6 Gb/s ou 0,75 Go/s. Les NVMe sont quant à eux bien plus véloces car utilisant directement le PCIe, mais leur coût par Go reste prohibitif comparés aux bons vieux disque durs. Donc si vous souhaitez disposer de Téraoctets d’espace, accessible à une vitesse de ~1 Go/s sur le réseau, sans vous ruiner, vous n’aurez pas le choix que de faire du RAID ou du ZFS afin de paralléliser les performances des bon vieux disques durs. Et pour avoir une bonne performance en RAID/ZFS, mieux vaut s’appuyer sur une carte contrôleur digne de ce nom qui prendra à sa charge les calculs i/o de vos transferts.

CPU

Bien sûr, il faudra aussi un processeur rapide pour traiter toutes les trames, une carte réseau à 10 Gbe, des cables CAT6 de bonne qualité, des cables direct-attach (DAC) de préférence, et un beau switch capable de commuter les trames entre toutes les machines du réseau. Dans tout cela, la problématique est souvent une question de priorité d’achat. Qu’est-ce qu’il faudrait acheter au minimum afin d’avoir un gain de performance immédiat, et qu’est-ce qui peut attendre que le père Noël passe pour compléter notre architecture?

Switch

Si vous avez bâti, comme moi, un réseau domestique autour d’un switch Gigabit, avec comme uplink, un des ports de la box, vous avez dû vous rendre compte que toutes les machines partageaient ce même lien Gigabit pour avoir accès à internet. Cela ne pose pas de souci si votre débit internet est en dessous de 1 Gb/s, mais avec l’avènement de la fibre, nous nous retrouvons avec un réseau externe (10Gb/s) plus rapide que le réseau interne (1 Gb/s)! Il est donc primordial d’exploiter la voie la plus rapide de la box vers le réseau interne ou LAN.

Par la même occasion, en utilisant un switch rapide, on donnera la possibilité à toutes les machines d’accéder à la bande passante de commutation pour un meilleur transfert de fichier entre plusieurs machines à la fois. Ce cas de figure peut devenir récurrent si vous avec mis en place une stratégie de backup chez vous : à chaque backup, le réseau peut saturer et faire baisser le débit réseau de votre station de travail (phénomène aussi rencontré en entreprise, si la SI décide qu’une sauvegarde à 13h00 tous les jours, est une bonne idée!).

Connectique Delta

Dans mon cas, la Delta comporte un port SFP+ (c.à.d. 10 Gb/s) capable de livrer toute la bande passante de la connexion fibre au réseau interne. Pour en profiter, il faudra brancher ce port SFP+ sur un switch afin de commuter avec tous les appareils (dont d’autres switch POE par exemple, pour des fonctions séparées). Comme mentionné avant, un cable DAC est la meilleure solution pour 3 raisons principales :

1. le DAC consomme très peu de courant, ce qui nous arrange car la Freebox n’en délivre pas suffisamment pour utiliser un module SFP+ ethernet (cuivre),
2. le DAC est plus véloce que la connectique SFP fibre car ce dernier comporte des latences associées à la transformation du signal, et
3. c’est pas cher (en tout cas sur aliexpress).

Bien sûr, cela demande une proximité physique entre le switch et la box/routeur.

Contraintes

Cet article présente plusieurs switch capable d’accueillir une connexion SFP+. Nous n’en choisirons pas une à la fin car chaque utilisateur pourra poser ses propres contraintes et besoins en réseau afin d’adapter cette revue.

Nos contraintes sont les suivantes :

• Moins de EUR 400- (préférablement avec la livraison),
• Seconde-main acceptable si c’est pas cabossé et parfaitement fonctionnel (garantie requise),
• Administrable à distance,
• Il faut que le switch ait au moins 4 ports SFP+ : le premier sera connecté à la box, le second à la carte réseau 10 Gbe du NAS, le troisième à la carte réseau du serveur de sauvegarde, et le dernier en réserve et pouvant raccorder un PC rapide ou autre équipement,
• Les autres ports seront en Gigabit (cela va de soit) mais devront êtres en nombre suffisant afin d’effectuer du bonding ou LACP. Cela veut dire que si je veux combiner 2 ports Gigabit pour desservir un PC. J’ai cette contrainte car mon serveur Microserver Gen8 comporte 2 ports Gigabit, et un port PCI occupé par une carte contrôleur pour les disques durs. Donc, je vais simplement faire du bonding avec les ports Gigabit, en attendant de migrer le serveur. On va dire 24 ports pour bien se blinder des futures expansions de l’architecture réseau (on ne sait jamais),
• Du VLAN, pour isoler les traffic de différents sortes, ex. caméras, wifi, gestion, multi-média, etc.,
• Optionnel : Du POE serait pas de trop car si je peux faire converger mes liens caméra sur le même switch, ça me fera moins d’équipements à gérer,
• Optionnel : Rackable dans la mesure du possible, vu que ça équivaut à 2 oreilles en métal et quelques visses,
• Optionnel : PSU redondants, mais c’est du luxe car la disponibilité réseau n’est pas critique.

Il semble évident que tous les switchs ne sont pas présentés ici. Cependant, notre échantillon est basé sur la variété matérielle présente sur le marché plutôt que les marques. Les même puces peuvent êtres trouvées dans plusieurs marques, et offrent a peu de choses près, les même performances.

Candidat # 1 : Mikrotik CRS305-1G-4S+IN

Candidat # 2 : T1700G-28TQ

Candidat # 3 : MikroTik CRS309-1G-8S+in

Candidat # 4 : MikroTik CRS328-24P-4S+RM

Candidat # 5 : MikroTik CRS328-4C-20S-4S+RM

Candidat # 6 : FS S3900-24T4S

Candidat 7 : FS S3400-24T4FP

Candidat 8 : Zyxel XGS1930-28

Candidat 9 : QNAP QSW-M408S

Candidat 10 : Trendnet TEG-30284

Conclusion

Si un indice de confiance existait pour ces fabricants de switch, et que cet indice dépendait de la transparence des spécifications techniques, je dirais que :

• le TP-LINK, le TrendNet, le Qnap et le Zyxel sont les plus obscures en terme de données disponibles. On n’y connais ni les processeurs utilisés, ni les débits de commutation détaillés, ni le MTBF. On connais la réputation et on décide de faire confiance ou pas. Une grande tendance de ces constructeurs est de marteler ce que le switch peut faire (stacking, L3, LACP, etc.) au lieu de nous laisser en décider,
• A l’inverse, les Mikrotik et FS sont très bien documentés et j’ai une préférence pour le premier car on peut voir parfaitement les limites et forces de chaque switch, et on comprend les compromis prix-performance affichés.

Il faut savoir que les FS ne se vendent que sur le site du fabriquant, en Allemagne.

Le Candidat # 1 (Mikrotik CRS305-1G-4S+IN) semble une bonne entrée dans le monde 10 Gbe, mais si vous avec déjà un vieux switch Gigabit comme moi, il ne sera pas possible de profiter aux appareils branchés dessus, de la bande passante ou des fonctionnalités avancées du Mikrotik.

En comparant les switch 24 ports RJ45 à 1 Gb + 4 ports 10Gb SFP, on retrouve les mêmes gammes de prix, en ajustant pour les différences hardware, ce qui permet d’en faire une analyse par rapport à son budget. D’ailleurs, les puces utilisés pour cette gamme de switch (24 RJ45 + 4 SFP+) sont capable de livrer en standard, 48 – 128 Gb/s en commutation, ont un processeur 32bit ARM pour les meilleurs et sont fanless. La différence de prix se fera sur des « features » spécialisés, notamment la redondance d’alimentation et le POE+.

Les variables qui impactent le prix global :

• Le CPU utilisé pour le switch,
• Le nombre de ports 10Gb, en RJ45 ou SFP+,
• La capacité POE.

Le qualificatif L2+ ou « L3 » ou routeur

A moins d’y mettre plus de EUR400- on ne peut prétendre à une performance de routeur (ou L3) convenable. Il suffit de regarder les performances du Candidat 5 : CRS328-4C-20S-4S+RM, pour voir qu’en Ethernet, si vous voulez faire un bridging simple (fast path), la performance chute à 229 – 1266 Mbps. Si vous faites du routing avec 25 règles IP, on tombe à 33.7 – 786.9 Mb/s!! Autant dire que le processeur (et mémoire) est dans ces cas bien trop surchargé.

Personnellement, je n’ai pas de souci à faire que du L2 pure et de laisser le rôle de routeur à la freebox. Donc pour conclure et basé sur mes besoins personnels, je trouve que les Candidats #3, #4 et #5 méritent une bonne réflexion. S’il se trouve que les 3 sont des Mikrotik, ce n’est pas un hasard car leur rapport qualité-prix sont très agressifs. Avec un MTBF au delà de 20 ans, et des features pour s’adapter aux besoins de chacun, je pense qu’on a trouvé la marque gagnante du moment.