L’IEEE travaille sur les standards 802.1Qbg et 802.1Qbh afin d’adresser les problèmes liés à la gestion de machines virtuelles dans les centres de données.

Un serveur n’est pas un switch

La virtualisation a pour effet pervers de placer une lourde responsabilité sur les switchs virtuels qui utilisent les ressources des cartes réseaux et des serveurs lames qui doivent maintenant gérer, entre autres, la sécurité du système, les stratégies et droits de chaque groupe et utilisateur et tout ce qui est associé au switching. Le but du standard 802.1Qbg et 802.1Qbh est de replacer cette charge de travail sur un switch Ethernet physique connectant les unités de stockage et les diverses ressources du réseau.
Pour cela, l’IEEE est en train de développer une fonctionnalité appelée VEPA (Virtual Ethernet Port Aggregation), une extension aux switching physiques et virtuels qui permet de réduire le nombre d’éléments ayant besoin d’être géré par un centre de données (configurations, adresses, sécurité, stratégies, etc.)

L’IEEE 802.1Qbg et 802.1Qbh seront nécessaires dans quelques années

Selon ESG Research, une majorité d’entreprises utilisent entre 5 et 10 machines virtuelles par serveur. Néanmoins, d’ici quelques années ce chiffre devrait grimper à 30, ce qui placera une charge de travail énorme sur le switch virtuel qui devra s’occuper des VLAN, des tags QoS, des zones de sécurités, etc. En permettant à l’hyperviseur de déléguer les tâches de switching à un switch physique, on déplace le problème et on permet aux serveurs de réaliser leur travail de base, offrir de la puissance de calcul pour les applications. Si ces deux standards ne sont donc pas très utiles pour le moment, on imagine que le 802.1Qbg et 802.1Qbh vont être indispensables dans les entreprises d’ici quelques années.

Lire l’article sur : Présence PC…

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L’inconvénient majeur de cette solution est de ne proposer qu’une solution mono-débit de bout en bout (ici du 100Mb/s) car il est impossible avec cette solution de passer à un débit moindre (10Mbit/s) ou plus important (gigabit). Or le temps de latence du switch “store & forward” annoncé comme problématique en 100Mb/s (ici de 120µs) est divisé par 10 en gigabit minimisant ainsi l’impact du transport sur le réseau automatisme et garantissant l’interopérabilité entre switchs de différents constructeurs respectant le standard. Par ailleurs, en intégrant le standard IEEE1588, le PTP : Precision Time Protocol, le temps de parcours de tout le réseau peut être mesuré précisément de bout en bout et permettre ainsi de déterminer les critères Temps Réel du réseau traversé.

Pour diminuer encore plus le temps de traversé du réseau, on peut aussi remplacer les switchs par des hubs (répéteurs) 100Mb/s (quitte a les “bidouiller” un peu pour éviter les collisions que la méthode CSMA/CD classique amène sur ce type de produit – ce que n’hésite pas à proposer certains constructeurs automatismes). En résumé, le choix sera de savoir si l’on souhaite une solution ouverte et pérenne ou une solution propriétaire… 

Store and forward, cut-through Ethernet switching

The performance of switching technology is greatly enhanced by use of cut-through switching technology rather than store-and-forward technology. (See figure 1.)
Neither will guarantee determinism, however, making both insufficient for many automation applications. Protocol prioritization for IEEE 802.1q also is ineffective because automation protocols compete with other protocols of the same and higher priority. The delays that can result are unacceptable for automation.

Two delay mechanisms are:

- Delays in the input port: If an input port’s queue (memory) is saturated with traffic from other protocols of the same or higher priority than the automation protocols, then the automation messages are delayed. (See figure 2.) This leads to unpredictable delays for automation protocols.

- Bottleneck in the output port: If the switch’s output port is saturated with messages, high priority automation protocols also have to wait for port release. (See figure 3.) A low priority message with a length of 1,500 bytes leaves the output port. The high priority automation message then has to wait up to 125 ?sec for port release.

If traffic in the network is very low, then only the Ethernet transmission rate, the message length, and switch latency periods determine the message transition delay.

In this example, the minimum message transition delays are approximately 160 ?sec. An increase in Ethernet network load results in delays in the input ports and also creates bottlenecks in switch output ports. If a very long message leaves an output port on the above route and if a high-priority automation message leaves the switch on the same port, then the automation message has to wait for release of the port.

This effect can be repeated on the route and culminate in several milliseconds of delay. In a line, this can occur at one switch as both messages travel the same route. The automation message always follows the long message and, each time, would have to wait until after the long message leaves the ports. There is no passing lane. Probability of this undesired effect grows with network load.

With just 16 switches, message transition delays of several milliseconds occur.

Deterministic Ethernet with Fast Track Switching

Harting Fast Track Switching resolves this problem. The Fast Track Switch detects automation protocols and passes them on with priority over all other protocols. In this way, it gives automation priority over other Ethernet applications. The Fast Track Switch accelerates all detected automation messages using the integrated cut-through method and prevents delays.

Moreover, with Fast Track Switching, automation messages can overtake other messages occupying a required port, eliminating "waiting times." If an IT message is being sent and the port is occupied by an automation message, forwarding of the IT message is terminated in a controlled manner. The cut-through method forwards the automation message without delay. Afterward, the buffered IT message continues. Fast Track Switching guarantees message transition delays at a higher performance than fieldbus systems

Lire l’article complet sur : Control Engineering…

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Ainsi, remplacer 50 commutateurs de  240 ports chacun par 260 points d’accès wifi avec potentiellement 48 utilisateurs connectés par point d’accès, ne permet pas du tout les mêmes performances réseaux :

• Dans le cas du sans fil, un utilisateur ne disposera au mieux que d’une bande passante de 4 à 2 Mb/s (si on suppose que 24 à 48 connections utilisent le réseau simultanément sur un débit théorique sans fil de 300Mb/s en 802.11n – mais très peu d’ordinateurs sont équipés de cette technologie) en supposant, en outre, que le signal est au maximum et que les connectés sont tous proches les uns des autres (le débit global du point d’accès sans fil décroit à mesure que la distance avec l’abonné le plus lointain est importante). Il faudra qu’il soit seul sur le point d’accès pour avoir un accès similaire à la version filaire (sachant que les points d’accès sont habituellement raccordés à la dorsale réseau en 100Mb/s au lieu de 1 à 10 Gbit/s pour le filaire)
• Dans le cas du filaire, un utilisateur pourra disposer de la bande passante maximum allouée par le port (classiquement 100Mb/s) – à condition que la ressource qu’il cherche à accéder est sur le même commutateur. Sinon, la bande passante sera diminué par le nombre simultané d’utilisateurs transitant par la dorsale du réseau (qui devrait être d’un débit 10 à 100 fois supérieur sur un tel réseau)

Pour un réseau ne donnant qu’un accès à Internet, certes la solution sans fil est moins couteuse (en matériel) et apporte un bon service. Mais pour une entreprise avec des besoins d’accès à des serveurs, des bases de données et manipulant des gros fichiers, cela serait une aberration technique

En période de restrictions budgétaires, les directions informatiques se doivent de faire plus avec moins. Les budgets restent stables, lorsqu’ils ne sont tout simplement pas en repli, et les entreprises sont obligées de scruter leur réseau et de se demander s’il n’est pas surdimensionné, tant au niveau de l’infrastructure que des coûts qu’il génère.

Face à ce constat, les entreprises s’orientent davantage vers les réseaux sans fil 802.11n, en tant que principal levier d’économies sur les investissements et les charges d’exploitation. La migration vers le sans-fil est désormais répandue : les réseaux sans fil sont sécurisés, ils répondent aux besoins des collaborateurs qui demandent de la mobilité au sein des espaces de travail, et sont sources d’économies importantes même lorsque déployés en complément d’un réseau sans fil existant, à l’occasion de projets de rationalisation notamment (ou Rightsizing en V.O.)

L’adoption généralisée des équipements WPA2/802.1x a balayé les carences des protocoles sans-fil de génération précédente. Il est désormais reconnu qu’un réseau sans fil déployé dans les règles de l’art est plus sécurisé qu’un réseau filaire qu’il remplace. Denis Corée, le DSI du Conservatoire National des Arts et Métiers de Paris le résume d’ailleurs bien : « L’un de mes objectifs est de doter notre réseau filaire d’un niveau de sécurité comparable à celui de notre réseau sans fil ».

Lire l’article complet sur : ITRmanager.com

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• IP65 (IP67 pour l’Octopus),
• EN50155,
• 8 ports (qui semblent être en connectique M12 comme l’Octopus) dans cette version,
• QoS et 4 files d’attente hardware (idem avec une compatibilité niveau 2 et 3 pour l’octopus) avec gestion stricte ou par bande passante,
• et intégration dans un anneau redondant en 20ms,
• orientation temps réel et applications déterministes,
• Bien évidemment administrable…

Un "clone" qui montre l’intérêt des industriels pour ce secteur spécifique des switchs étanches.

Lire l’article anglais sur : The Industrial Ethernet Book…

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Un switch IP67 (c.a.d. étanchéité totale à la poussière et capable de fonctionner pendant 1/2h sous un mètre d’eau), capable de fonctionner par tout temps, sur une façade d’un bâtiment, avec une connectique adaptée (comme le M12)  permet une mise en service à coût réduit(installation et câblage).

Associez y des mécanismes de redondance spécifique au monde industriel, de contrôles d’accès et d’authentification, de commutation à vitesse filaire, de mécanisme de filtrage évolué (IGMP), de facilité de mise en oeuvre et d’administration (Web, SNMP), et vous aurez une solution pérenne, performante et fiable.

In future, standardised, low-cost transmission technologies such as Industrial Ethernet and TCP/IP will increasingly be used in the close-to-machine process levels which were previously dominated by field bus systems such as Profibus, CAN, or Interbus. The prerequisite for this is hardened Ethernet components which are able to cope with harsh factory floor conditions, and operate there fault-free over the long term.

In addition to an IP 67 switch, an appropriately robust and compact M12 connector is required to guarantee reliable real time transmission with high availability. This results in reduced installation and wiring costs, by using switches directly in the field. But this demands the appropriate intelligent, manageable, hardened Ethernet switches which are also able to provide redundancy mechanisms such as HIPER-Ring or network access control according to IEEE 802.1X

Standardized 4-pin M12-D technology for the connection of terminal equipment

Totally encapsulated design

Management via SNMP v1, v2, v3, Web GUI or Telnet

Support for autoconfiguration adapter

Redundancy mechanisms such as Rapid Spanning Tree and HIPER-Ring

Access control according to IEEE 802.1X

Port-based security

Flow control with prioritisation and traffic shaping

Fast "plug & play" commissioning

Redundant power supply for high availability

Metal housing

LED display for device and network status

External signaling of alarms via signal contact

Compatible with PROFINET, EtherNet/IP, Modbus/TCP etc

VIsitez le site : Hardened Ethernet

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Le principe consiste en deux mesures : 

• n’activer le port que si un équipement est connecté à l’ extrémité du câble (réduisant le besoin électrique quand 3 ports sont actifs sur un switch 24ports par exemple)
• mesurer la longueur de câble réelle pour adapter la puissance électrique (au lieu d’utiliser constamment la puissance nécessaire pour couvrir 100m alors qu’en bureautique TPE/PME cette distance est plutôt de 5/10m)

De bonnes idées pour diminuer l’impact électrique des équipements qu’il faudrait généraliser sur l’ensemble des équipements.

• Si les équipements connectés à ce switch sont éteints, la gamme Green Ethernet peut économiser jusqu’à 85.65% de puissance.
• Si la longueur du câble est inférieure à 20 m, La gamme Green Ethernet peut économiser jusqu’à 9.3% de puissance.

Il n’est cependant pas indiqué quel est l’impact sur un switch administrable (le port est il vu par SNMP ou non si il n’est pas connecté).

Bien sur, il faudra penser à éteindre les PC en quittant son poste ! 
Devrait t’on, d’ailleurs, envisager un label « green employee » pour nos employés qui auraient le réflexe d’éteindre le PC en quittant son poste le soir (rarement le cas) pour que cette technologie soit réellement utile? Sans parler de tous les autres qui restent allumer en permanence comme les imprimantes, écrans, scanner…

Pour passer du « green Ethernet » au « green net », il s’agira de changer les mentalités en plus de changer les produits.

« Les solutions Green Ethernet de D?Link font date, pour l’environnement comme pour nos clients », a déclaré Thierry Doualan, chef de produits chez D?Link France. « D?Link a constaté qu’il existait une importante demande pour des équipements réseau économes en énergie et prend l’initiative de faire de Green Ethernet une réalité accessible aux particuliers et aux PME. Parallèlement, les structures de plus grande taille doivent elles aussi prendre en compte leurs responsabilités écologiques. S’équiper de solutions Green Ethernet D?Link leur permettra de réduire leurs émissions de dioxyde de carbone et nous conférera une avance technologique et écologique sur ce marché. »

En savoir plus … sur le site de D-Link

Plus d’info sur le Green Ethernet (en anglais)…

Mots clés Technorati : green,écologie,switch

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Le plus implanté sur le marché est sans conteste Hirschmann qui a vu apparaître, en 2006, 2 concurrents que sont Moxa et Westermo. L’année 2008 sera marqué par l’arrivée d’un autre concurrent et de taille : le fabricant de routeur bien connu du marché bureautique – Cisco qui sort une gamme de produits spécifiquement conçue pour ce monde particulier.

Cisco précise que ces produits seront durcit, simple à utiliser et permettant une infrastructure sécurisée pour les environnements difficiles.

• Design industriel et conformités spécifiques
• Outils pour un déploiement, une administration et un remplacement simplifié
• Sécurité réseaux basé sur des standards ouverts.

 

Cisco lance une nouvelle gamme de commutateurs, Industrial Ethernet 3000, spécialement conçue pour l’automatisation des usines, les systèmes de transports intelligents, les transformateurs et l’appareillage électriques à haute tension, et tout autre environnement critique.

Cette série IE 3000 supporte jusqu’à 150 configurations différentes de ports, fonctionne dans tout type d’environnement et offre une infrastructure simple d’accès et hautement sécurisée.

Cette nouvelle gamme devrait être disponible au second trimestre 2008, avec plusieurs configurations disponibles.

Cisco lance une nouvelle gamme de commutateurs Ethernet – Global Security Mag Online – novembre 2007  par marc.jacob {at} globalsecuritymag(.)com">Marc Jacob

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Pour info, il était valorisé à 124Mio$ en 2004 et à 260Mio$ en 2006 et devrait avoir une croissance annuel de 29%. Parmi les plus gros marché industriel à conquérir : la chine et d’autres pays d’Asie en forte expansion manufacturière.

Source :  The Industrial Ethernet Book – 16/11/2007 (traduction)

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Selon les tests effectués, le classement des mécanismes de redondance par ordre de performance sur un réseau 100Mb/s est le suivant :

1. Agrégation de lien (de 0 à 200ms de recouvrement)
2. Redondance en anneau (de138ms à 600ms)
3. Rapid Spanning Tree (de 1,4s à 3.06s)
4. Spanning Tree (de 31s à 51s)

En réseau industriel, il sera donc interessant de priviligier la redondance de l’agrégation de lien à toutes les autres. L’idéal étant de cumuler l’agrégation sur un anneau qui permet une permet une tolérance de plusieurs pannes.

Source : The Industrial Ethernet Book – Issue 41:35

Mots clés Technorati : redondance,RSTP,Anneau,STP,Agrégation,mesure

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