Trends im Enterprise-Switching-Markt

Ethernet Fabrics und mehr Wettbewerb

01. Dezember 2011, 07:00 Uhr   |  Dr. Wilhelm Greiner

Ethernet Fabrics und mehr Wettbewerb

Viele Unternehmen betreiben heute Multi-Tier-Server-Farmen sowie Echtzeitanwendungen wie Voice und Video über Ethernet-Infrastrukturen, andere verknüpfen die Fibre-Channel- und die Ethernet-Welt mittels FCoE, wieder andere versuchen sich an dynamischen, automatisierten Cloud-Rechenzentren. Hier hat das gute alte LAN mit seinem Spanning Tree Protocol (STP) ausgedient: Ethernet Fabrics sind gefragt. Auch die Anbieterschaft im Switching-Umfeld zeigt sich vor diesem Hintergrund dynamischer als früher.Server-Farmen mit komplexen Abhängigkeiten zwischen den Servern und der Betrieb von Multimedia-Anwendungen über Ethernet/IP sind in den Rechenzentren vieler Unternehmen heute schon Standard. Immer mehr IT-Organisationen befassen sich zudem mit dem Aufbau von Cloud-Umgebungen, also möglichst autonomen, dynamischen Server- und Storage-Infrastrukturen, die es seitens des Netzwerks ebenfalls möglichst automatisiert zu unterstützen gilt. Angesichts der damit verbundenen hohen Anforderungen bezüglich Ausfallsicherheit, Automation, Verwaltbarkeit und möglichst geringer Latenz geraten traditionelle Ethernet-Infrastrukturen schnell an ihre Grenzen. Am oberen Ende des Switching-Marktes hat deshalb ein architektonischer Umbau der Netzwerke begonnen, der früher oder später auch vor dem Gros der Rechenzentren und Server-Räume nicht Halt machen wird.

In einem herkömmlichen LAN konfiguriert der Administrator die Netzwerkgeräte im Access?, Aggregation- und Core-Layer, um eine (hoffentlich) nahtlose Kommunikation der Endgeräte mit der Server-Infrastruktur zu gewährleisten - und dies oft in mühevoller Arbeit, LANline-Leser können ein Lied davon singen. Immer mehr Datenverkehr findet allerdings aufgrund von Multi-Tier- und Cloud-Architekturen zwischen den Servern statt. Damit verändern sich auch die Anforderungen an das Netz.

Aus Gründen der Hochverfügbarkeit legt der Administrator Verbindungen zwischen den Switches redundant aus, zur Vermeidung von Layer-2-Loops setzte er traditionell auf das bekannte Spanning Tree Protocol (STP). Ein Problem dabei: Die Reorganisation der LAN-Verbindungen kann beim Ausfall eines Switches mit STP bis zu 30 Sekunden dauern, was für heutige Anforderungen an die Verfügbarkeit von Applikationen längst nicht mehr zeitgemäß ist. Deshalb wurde STP inzwischen durch den Nachfolger RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) ersetzt, im Zusammenspiel mit VLANs sind dank MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) auch parallele Mehrfachverbindungen möglich. All dies ist jedoch aufwändig zu konfigurieren und zu verwalten - und damit eine Fehlerquelle.

Als weiterer Hemmschuh herkömmlicher Ethernet-Netze gilt, dass jeder beteiligte Switch die eingehenden Ethernet-Frames selbst inspiziert und abhängig von den Access Control Lists sowie Zuordnungen zu VLAN, QoS-Queue etc. eigenständige Forwarding-Entscheidungen trifft. Dies kann in manchen Szenarien nützlich und wichtig sein (Stichwort: Defense in Depth), doch in den meisten Fällen entstehen damit vor allem zusätzliche Latenzen, was die Antwortzeiten der Applikationen unnötig ausdehnt.

Ethernet Fabrics sollen es richten

Vor diesem Hintergrund setzen immer mehr Switch-Hersteller auf so genannte Fabric-Architekturen, ein Konzept, das man schon seit längerer Zeit aus der Fibre-Channel-Welt her kennt. Ein solches Fabric - das englische Wort bedeutet auf Deutsch übrigens nicht etwa "Fabrik", sondern "Gewebe" oder "Struktur" - verfolgt den Zweck, ein Netzwerk mit möglichst flacher Hierarchie aufzubauen: Statt einer Vielzahl von Geräten mit jeweils eigener Daten?, Kontroll- und Management-Ebene (Data Plane, Control Plane, Management Plane) zentralisiert ein Fabric die Kontroll- und Management-Funktionen. Das gesamte Netzwerk erscheint damit als ein einziger großer modularer Switch, dem sich Top-of-Rack-Switches und zusätzliche Ports einfach hinzufügen lassen, wie der Administrator dies von Einschüben seiner Chassis-Switches her kennt. Ein Ethernet Fabric soll dadurch für deutlich bessere Performance, Auslastung, Verfügbarkeit und Verwaltbarkeit sorgen. Ein derartiges Ethernet Fabric zeichnet sich durch folgende Features aus:

Eingebaute Intelligenz: Fabric-Switches erkennen sich gegenseitig, etablieren selbsttätig die Verbindungen zwischen den beteiligten Geräten und finden automatisch den kürzesten Pfad für den Ethernet-Verkehr. Dabei verzichten sie auf Layer-3-Routing-Protokolle und die Loop-Detection-Mechanismen von (R/M)STP; vielmehr setzen sie auf die Protokolle Shortest Path Bridging (SPB) oder TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links).

Flache Hierarchie: Dank dieser Intelligenz sind auch keine Aggregation Layers mehr notwendig: Forwarding-Entscheidungen fallen einmal gemäß Policy, die Fabric-Switches reichen die Frames dann nur möglichst latenzarm durch.

Hohe Performance und Skalierbarkeit: Anders als bei STP stehen sämtliche Pfade einer redundanten Verbindung für den Datentransport zur Verfügung, das Load Balancing zwischen den Pfaden übernehmen die Switches des Fabrics automatisch, ebenso das schnelle Umschalten auf den zweiten Pfad, sobald der erste ausfällt.

Einfacheres Management: Aus Management-Sicht erscheint das Fabric als ein großer logischer Switch. Dies hilft, Konfigurationsfehler zu vermeiden, wie sie bei der Administration zahlreicher individueller Netzwerkgeräte immer wieder auftreten können.

Ethernet-Fabric-Angebote findet man inzwischen bei sämtlichen Switch-Herstellern, die sich der Ausstattung großer Rechenzentren widmen: Marktführer Cisco setzt auf sein Unified-Fabric-Portfolio, das neben dem Nexus 5500 und Nexus 3000 auch den jüngst vorgestellten Nexus 7009 mit dem Fabric-2-Modul umfasst. Konkurrent HP hat kürzlich angekündigt, das Fabric-Konzept mit seiner Flexfabric-Architektur vom Data Center auf das gesamte Campus-LAN ausweiten zu wollen. Einen ähnlichen Ende-zu-Ende-Ansatz verfolgt auch die Siemens-Enterprise-Communications-Tochter Enterasys mit dem Ziel, das Netzwerk-Management noch stärker zu vereinfachen. Juniper - im Carrier-Geschäft Ciscos schärfster Konkurrent, im Switching-Markt immerhin eine (wenn auch weit abgeschlagene) Nummer 3 - verfolgt mit dem im Frühjahr vorgestellten Qfabric einen eigenen, proprietären Ansatz. Fabric-Pionier Brocade hat jüngst sein Ethernet-Fabric-Portfolio auf der Basis der hauseigenen VCS-Technik um automatische VM-Discovery für Cloud-Umgebungen erweitert. Bei Extreme Networks heißt der hauseigene Ansatz Open Fabric.

Nicht nur die Switching-Layers wachsen dabei zusammen, sondern auch LAN und SAN (Stichwort: Fibre Channel over Ethernet) und damit die Server?, Storage- und Netzwerkaspekte einer Cloud-Infrastruktur. Nicht umsonst hat sich Netzwerkgigant Cisco mit UCS ins Server-Plattformgeschäft gestürzt, während umgekehrt IBM im Herbst 2010 den Switching-Partner Blade Network Technologies (BNT) akquirierte und HP sein Procurve-Portfolio durch die Übernahme von 3Com/H3C enorm erweiterte beziehungsweise ersetzte. Im Sommer dieses Jahres zog schließlich Dell nach und kaufte den 10-Gigabit-Ethernet-Spezialisten Force10 Networks. Die großen Server-Hersteller können damit alle auf eigene Netzwerkangebote verweisen. Sie haben sich von der langjährigen Partnerschaft mit Cisco emanzipiert, nachdem der ehemalige Partner ihnen mit UCS den Fehdehandschuh hingeworfen hatte.

Markt in Bewegung

Der Switching-Markt formiert sich damit nicht nur in technischer, sondern auch in Business-Hinsicht neu. Cisco ist nach wie vor der dominante Player im Switch-Markt - aber eben nicht mehr der "unangefochtene" Marktführer. Insbesondere HP hat inzwischen die Integration der 3Com- und H3C-Produkte in sein Portfolio abgeschlossen, sich neu sortiert und damit als starke Alternative zu Cisco aufgestellt.

Die verschärfte Konkurrenzsituation zeigt sich insbesondere durch ein Abrutschen der Preise im Switch-Markt. So hat der Umsatz mit Gigabit-Ethernet-Switches im zweiten Quartal 2011 (die aktuellsten Zahlen, die bis Redaktionsschluss vorlagen) laut dem Analystenhaus Dell?Oro Group im Quartalsvergleich um sieben Prozent zugelegt, die Zahl ausgelieferter Ports aber stieg sogar um 9 Prozent. Ein noch drastischeres Bild ergibt sich bei den 10GbE-Switches: Hier wuchs der Umsatz um elf Prozent, während die Zahl der ausgelieferten Ports um 20 Prozent zunahm. Die Dell?Oro-Analysten gehen von anhaltend starker Nachfrage im Data-Center-Bereich aus und konstatierten: "Wir glauben, dass der Wettbewerb unter den Anbietern im Segment von zirka 100 Millionen Dollar (Umsatz, d. Red.) pro Quartal in den nächsten Quartalen recht intensiv ausfallen wird." Denn neben den großen Anbietern ringen schließlich auch kleinere Player wie Avaya, Extreme oder Huawei um ein Stück des Kuchens. Laut Infonetics Research konnten Cisco und HP im zweiten Quartal ihre Marktanteile behaupten; doch Juniper, Enterasys und Extreme hätten dank zweistelligen Umsatzwachstums die Konkurrenz hinter sich gelassen - wenn auch prozentual gesehen und damit auf deutlich niedrigerem Niveau als Cisco.

"Ethernet-Switch-Käufer haben jetzt das Sagen, da die Anbieter sich einen heftigen Wettbewerb um ihr Geschäft liefern", urteilt auch Matthias Machowinski, Directing Analyst für Enterprise Networks und Video bei Infonetics Research. "Während sich der Kampf vor allem zwischen Cisco und HP abspielt, geraten andere Anbieter in die Schusslinie, mit sinkenden Verkaufspreisen als Nebenwirkung. Im Switch-Markt erwarten wir deshalb im Jahr 2011 einen stagnierenden Umsatz trotz robuster Nachfrage." Wenn das keine guten Nachrichten sind: Der Netzwerkmarkt wird umgekrempelt, und der Kunde profitiert.

Der Autor auf LANline.de: wgreiner

Mit seinen Flexfabric-Produkten - im Bild der Switch A5830AF - will HP dem nach wie vor dominierenden Player Cisco künftig stärker Paroli bieten. Bild: HP
Ethernet Fabrics sollen die Netzwerkverwaltung im Data Center deutlich vereinfachen. Enterasys weitet dies sogar zu einer Ende-zu-Ende-Architektur aus. Bild: Enterasys
LANline.

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