Przełączniki cnMatrix – wydajność, automatyzacja i bezpieczeństwo

Rola przełączników Ethernet w sieciach

Cambium cnMatrix przełączniki Ethernet nowej generacji

• TX – dedykowaną operatorom, dostawcom usług internetowych WISP/ISP
• EX – dedykowaną dla sieci korporacyjnych, przemysłowych, oraz do firm i instytucji

Seria EX – przełączniki dla sieci enterprise (i nie tylko)

Seria TX – przełączniki dla operatorów

• Synchronizacja GPS (Cambium Sync). Wbudowany moduł GPS (oraz obsługa zewnętrznego sygnału sync, np. cnPulse) pozwala na precyzyjną synchronizację czasową urządzeń, co jest ważne przy zgraniu ram czasowych w sieciach radiowych. Dzięki temu operator może zapewnić lepszą koordynację punktów dostępowych (np. sektorów radiowych) i minimalizować interferencje.

• Zaawansowane zasilanie PoE. Pprzełączniki TX dostarczają zintegrowane rozwiązanie zasilania urządzeń poprzez Ethernet, obsługując zarówno standardy 802.3af/at, jak i najnowszy 802.3bt (do 90 W na port), a ponadto PoE pasywne 24 V i 54 V używane często w urządzeniach w sieciach operatorskich. Dzięki temu jednym przełącznikiem można zasilać szeroką gamę urządzeń, od kamer CCTV, poprzez punkty dostępowe Wi-Fi, aż po radiolinie punkt-wielopunkt, bez potrzeby stosowania oddzielnych injektorów PoE.

• Redundancja zasilania i odporność. Urządzenia serii TX w większości modeli są dostępne w wersjach z wymiennymi zasilaczami AC i DC. . Dodatkowo konstrukcja urządzeń jest przystosowana do pracy w wymagających warunkach – dostępne są modele o poszerzonym zakresie temperatur, do montażu w szafach zewnętrznych, na wieżach itp., co jest istotne dla operatorów instalujących sprzęt w terenie.

• Pełne wsparcie L2/L3. Seria TX to przełączniki oferujące pełną funkcjonalność L2 (VLAN, STP, agregacja łączy, QoS, itp.) oraz opcje L3 (routowanie między sieciami VLAN, protokoły routingu dynamicznego, listy ACL). Są to urządzenia non-blocking (brak blokowania na matrycy przełączającej) o wydajnej architekturze, która zapewnia pełną przepustowość na wszystkich portach.

Automatyzacja i łatwe zarządzanie siecią – przełączniki, które wybaczają błędy

• Wdrożenie Zero-Touch. Przełączniki cnMatrix potrafią automatycznie zarejestrować się w systemie zarządzania zaraz po podłączeniu do sieci i samoczynnie pobrać wstępną konfigurację, co niemal eliminuje potrzebę ręcznego konfigurowania urządzenia od zera. Taka automatyzacja skraca czas instalacji nowych węzłów i ogranicza liczbę błędów przy uruchamianiu. W efekcie nawet masowe wdrożenia (np. wielu switchy w terenie) mogą być przeprowadzone szybko i spójnie – instalator fizycznie podłącza przełącznik, a reszta dzieje się automatycznie.

• Policy-Based Automation (automatyzacja oparta na politykach). Jest to inteligentny mechanizm automatycznej konfiguracji sieci, unikalny dla platformy cnMatrix. PBA pozwala definiować reguły, według których przełącznik rozpoznaje podłączane urządzenia i odpowiednio konfiguruje port, np. przypisuje do właściwego VLAN, ustawia priorytety ruchu, wymusza określone zabezpieczenia. Dzięki temu dodanie nowego urządzenia lub przeniesienie istniejącego na inny port nie wymaga manualnej interwencji administratora. Switch sam zastosuje odpowiednią politykę zgodnie z centralnie zdefiniowanymi zasadami. PBA eliminuje żmudne i podatne na pomyłki ręczne konfigurowanie portów podczas dodawania, przenoszenia czy zmiany urządzeń w sieci. Mało tego, mechanizm ten dba o bezpieczeństwo, jeśli do portu zostanie podłączone nieautoryzowane urządzenie, switch może automatycznie ograniczyć jego dostęp (np. umieszczając je w odseparowanej sieci VLAN lub blokując port. Wszystko to znacząco zwiększa odporność sieci na błędy ludzkie – nawet jeśli instalator zapomni ustawić jakiś parametr lub podłączy urządzenie pod zły port, polityki automatyczne zadbają, by ruch sieciowy trafił tam gdzie trzeba, a niezidentykowane urządzenia nie stanowiły zagrożenia bezpieczeństwa.

• Wygodne i spójne zarządzanie w chmurze z jendego pulpitu. Przełączniki cnMatrix są elementem koncepcji Cambium ONE Network, która zakłada zunifikowane zarządzanie całą infrastrukturą sieciową (przewodową i bezprzewodową) z poziomu jednego systemu. W praktyce odbywa się to poprzez platformę cnMaestro – chmurowy (lub opcjonalnie lokalny) system do zarządzania siecią lub sieciami. Z punktu widzenia operatora oznacza to jedno: wszystkie urządzenia, od radiolinii, przez punkty dostępowe Wi-Fi, po przełączniki Ethernet są widoczne w jednej konsoli i nadzorowane centralnie. Taki model zarządzania (single pane of glass) ułatwia pracę administratorom, eliminując np. uciążliwą konieczność przełączania się między różnymi platformami dla sieci przewodowej i bezprzewodowej czy przełączania pomiędzy kontrolerami różnych dostawców. cnMaestro udostępnia pełny podgląd stanu urządzeń, konfigurację, aktualizacje firmware oraz alerty o zdarzeniach. Wszystko to z dowolnego miejsca dzięki wygodnej i bezpiecznej chmurze. Warto podkreślić, że podstawowa wersja systemu (cnMaestro Essentials) jest dostępna bez dodatkowych opłat licencyjnych dla użytkowników sprzętu Cambium, co nie jest powszechne na rynku.

• Multi-tenancy czyli kontrolowany dostęp. Dla operatorów świadczących usługi zarządzane (Managed Services) lub obsługujących wielu klientów jednocześnie, platforma cnMaestro oferuje mechanizmy odseparowania i podziału zasobów. Umożliwia to tworzenie wielu logiczych kont lub obszarów w ramach jednego systemu. Dzięki czemu dostawca usług może np. odseparować sieci różnych klientów i udzielać im zdefiniowane poziomy dostępu do infrastruktury. Tego typu podejście znacząco ułatwia skalowanie usług zarządzanych. Daje to możliwość obsługi tysięcy urządzeń i wielu klientów z poziomu jednego klastra cnMaestro, bez kompromisów w zakresie bezpieczeństwa czy prywatności danych.

Wydajność i niezawodność

• Część modeli oferuje tzw. redundantne zasilanie w postaci możliwości prazy z zasilaczami AC i/lub DC. Operator wdrażając taki sprzęt powinien zawsze korzystać z obu źródeł zasilania jednocześnie tak, aby awaria jednego zasilacza lub jednej linii zasilającej nie spowodowała wyłączenia urządzenia. Redundancja zasilania znacząco podnosi dostępność węzłów, zwłaszcza tych położonych w trudno dostępnych lokalizacjach (np. maszty dachy, wieże).

• Urządzenia wspierają standardowe protokoły zapewniające nadmiarowość na poziomie sieci, np. spanning tree (STP/RSTP) do omijania uszkodzonych połączeń lub tworzenia pierścieni, protokoły agregacji łączy (LACP) do łączenia wielu fizycznych portów w jedno logiczne łącze o większej przepustowości, czy też protokoły routingu dynamicznego (OSPF, RIP) na wypadek awarii tras routingu. Dzięki temu przełączniki Cambium można wpiąć w istniejące architektury sieci z mechanizmami nadmiarowości i będą one współpracować z urządzeniami innych producentów w ramach przełączania awaryjnego.

• Producent zadbał również o odporność sprzętową udostępniając wersje rugged przełączników, które charakteryzują się podwyższoną tolerancją na temperatury, wilgotność czy zakłócenia EMI, co pozwala instalować je w mniej sprzyjających warunkach środowiskowych (szafy zewnętrzne, słabo klimatyzowane obudowy na wieżach itp.) bez obawy o nadmierne awarie.

• Jakość zasilania PoE. Warto podkreślić, że wydajność dotyczy nie tylko przepustowości, ale i zdolności do zasilania urządzeń. Wysokobudżetowe punkty dostępowe, kamery PTZ czy inne urządzenia mogą potrzebować znacznej mocy. Przełączniki cnMatrix obsługując standard 802.3bt (PoE++) pozwalają dostarczyć nawet 90 W na port, co pokrywa zapotrzebowanie najbardziej wymagających urządzeń (np. kamery 4K z grzałkami, oświetlacze IR, czy zaawansowane AP Wi-Fi 6/6E). Jeden switch może zasilić wiele urządzeń bez dodatkowej infrastruktury elektrycznej, a dzięki inteligentnemu zarządzaniu PoE (priorytetyzacja portów, pomiary poboru mocy) można zapewnić nieprzerwane działanie krytycznych urządzeń nawet w sytuacjach przeciążenia budżetu PoE.

Interoperacyjność i otwarte standardy

Przykładowe zastosowania przełączników Ethernet cnMatrix w sieciach

• Węzły dostępowe w sieciach bezprzewodowych (WISP). Operatorzy sieci bezprzewodowych często instalują sprzęt na masztach lub dachach budynków, gdzie potrzebne jest połączenie wielu urządzeń radiowych. Przełącznik serii TX umieszczony w stacji bazowej może zasilić punkt dostępowy (AP) oraz backhaul poprzez PoE, zapewniając równocześnie synchronizację GPS do koordynacji transmisji. Dzięki automatycznej konfiguracji PBA, każdy port może być wstępnie przypisany do roli np. port dla sektorowego AP vs. port uplink do anteny szkieletowej. To zmniejsza ryzyko nieprawidłowego podłączenia kabli przez techników. Obsługa zero-touch ułatwia wymianę lub dodanie kolejnego przełącznika na wieży bez konieczności każdorazowej wizyty wysoko wykwalifikowanego inżyniera. Te cechy sprawiają, że zarządzanie siecią WISP staje się prostsze i bardziej odporne na błędy, a sieć działa stabilniej nawet przy rozbudowie o kolejne sektory.

• Agregacja ruchu i szkielet sieci. W większych sieciach pojawia się potrzeba łączenia wielu segmentów w jedną całość z dużą przepustowością. Tutaj wkraczają przełączniki agregacyjne, takie jak EX3024F z 24 portami 10Gb/s. Pozwalają one zebrać ruch z kilkunastu węzłów dostępowych (gigabitowych) i skierować go dalej do rdzenia sieci z dużą prędkością. Taki przełącznik agregacyjny może stanąć np. w serwerowni operatora obsługującego kilkanaście osiedli, zamiast doprowadzać każdy budynek oddzielnym łączem do routera centralnego. Lokalne switche z każdego osiedla łączą się światłowodowo z EX3024F, a ten zapewnia uplink np. 2×40 Gb/s do głównego routera lub ring 2×10 Gb/s w zależności od architektury. Operatorzy wskazują, że tego typu rozwiązanie jest bardzo opłacalne w porównaniu do typowych rozwiązań operatorskich. Można w ten sposób uzyskać wysoką przepustowość szkieletu przy relatywnie niższym koszcie sprzętu. Dodajmy, że przełączniki cnMatrix wspierają również funkcje hierarchicznej jakości usług (QoS), dzięki czemu przy agregacji ruchu można priorytetyzować usługi krytyczne (np. VoIP) ponad zwykły ruchem internetowy.

• Duże wdrożenia Wi-Fi i sieci korporacyjne – coraz częściej przełączniki Cambium sprawdzają w projektach dla klientów biznesowych (zarządzane Wi-Fi, usługi dla samorządów itp.) ze względu na wysoką stabilność i integrację z systemami bezprzewodowymi. Przykładem może być nowoczesna sieć Wi-Fi 6 na stadionie żużlowyw w Krośnie, w której do pokrycia całego obiektu wystarczyły zaledwie cztery przełączniki cnMatrix EX (jako szkielet i zasilanie PoE) współpracujące z trzynastoma punktami dostępowymi Wi-Fi rozmieszczonymi na terenie stadionu. Z kolei w jednej ze szkół podstawowych wdrożono sieć obejmującą 30 punktów dostępowych Wi-Fi oraz 5 switchy (modeli EX2052 i EX2028), zapewniając komfortowy dostęp do internetu dla setek uczniów i nauczycieli. Te realne przykłady pokazują, że urządzenia cnMatrix radzą sobie znakomicie w środowiskach o dużym zagęszczeniu użytkowników i urządzeń, zachowując stabilność i wydajność i upraszczając zarządzanie (jedna platforma do Wi-Fi i switchy). Dla operatora świadczącego usługę zarządzanej sieci u klienta oznacza to mniejsze nakłady pracy (dzięki automatyzacji PBA np. nowe punkty dostępowe mogą automatycznie otrzymać właściwą konfigurację VLAN na porcie) oraz zadowolenie klienta końcowego z jakości usługi.

• Sieci miejskie i publiczne (Smart City). Przełączniki Ethernet znajdują też zastosowanie w infrastrukturach miejskich, np. do łączenia kamer monitoringu, stacji pomiarowych czy miejskich hotspotów . Dzięki obsłudze PoE++ i pasywnego PoE, jeden przełącznik TX na słupie może zasilić kilka kamer CCTV oraz punkt dostępowy, jednocześnie agregując ich ruch do centrum zarządzania miastem. Automatyczna segmentacja (VLAN per urządzenie/podsystem) zapewnia bezpieczeństwo, np. kamery mogą być automatycznie odizolowane od sieci publicznej miasta, nawet jeśli fizycznie podłączone są do tego samego switcha. W zastosowaniach miejskich doceniana jest też możliwość zdalnego zarządzania i diagnostyki. Działy IT mogą z centrali sprawdzić status każdego urządzenia (portu) i przeprowadzić diagnostykę (ping, traceroute, podgląd ruchu) zdalnie przez cnMaestro, bez wysyłania technika w teren. Tutaj należy podkreślić wagę bezpłatnych licencji wersji cnMaestro dla urzędów i instytucji publicznych. Nowe przełączniki agregacyjne Cambium pozwalają z kolei budować niedrogie węzły szkieletowe w ratuszu czy centrum przetwarzania z dużą przepustowością i z obsługą wielu sieci jednocześnie (monitoring, Wi-Fi publiczne, sieć urzędu) na jednym urządzeniu. Bezpieczeństwo publiczne to kolejna dziedzina, w której takie rozwiązania znajdują zastosowanie, np. w systemach łączności dla służb czy miejskich systemach alarmowych, gdzie wymagana jest niezawodność i możliwość priorytetyzacji ruchu (QoS), co przełączniki cnMatrix zapewniają w standardzie.

Najlepsze praktyki wdrożeniowe

• Wykorzystaj automatyzację od samego początku. Jeszcze przed instalacją urządzeń przygotuj szablony konfiguracji i profile PBA w systemie cnMaestro. Skorzystaj z funkcji zero-touch, aby nowe przełączniki po włączeniu automatycznie pobierały podstawową konfigurację (adresy IP, VLAN zarządzający itp.). Pozwoli to uniknąć wielu błędów przy uruchamianiu i przyspieszy cały proces wdrożenia. Zdefiniuj polityki automatyczne dla typowych urządzeń (AP, radio, kamera, klient) – dzięki temu instalator w terenie nie będzie musiał zastanawiać się nad konfiguracją portu, a ewentualne pomyłki zostaną wychwycone i skorygowane przez system.

• Utrzymuj spójne polityki bezpieczeństwa. Zaplanuj centralne polityki dostępu i VLAN dla różnych segmentów sieci (usługi dla klientów, usługi wewnętrzne, zarządzanie) i zaimplementuj je globalnie w systemie. Przełączniki cnMatrix pozwalają wymusić jednolite ustawienia na wszystkich portach. Skorzystaj z tego, by np. wszędzie obowiązywały te same listy kontroli dostępu (ACL) czy mechanizmy uwierzytelniania 802.1X. Dzięki temu niezależnie gdzie podłączony zostanie dany użytkownik czy urządzenie, sieć zachowa oczekiwany poziom bezpieczeństwa. Warto też włączyć dostępne mechanizmy monitorowania naruszeń np. wykrywanie obcych urządzeń, monitorowanie podatności. Centralny system zarządzania Cambium cnMaestro potrafi w trybie 24/7 nadzorować stan sieci i alarmować o potencjalnych zagrożeniach, co pozwala reagować proaktywnie.

• Zapewnij redundancję i planuj pojemność. Projektując topologię, wykorzystuj możliwości redundantnego okablowania i zasilania. Jeśli to możliwe, twórz pętle/ringi światłowodowe między węzłami i włączaj protokół RSTP/MSTP, by sieć była odporna na przerwanie jednego łącza. W krytycznych lokalizacjach stosuj przełączniki z dwoma zasilaczami i podłącz je do niezależnych źródeł prądu (np. sieć elektryczna + UPS/agregat). Pamiętaj o tzw. headroomie wydajności tzn. lepiej zastosować switch z portami 10G/s i wykorzystać go w 40-50%, niż założyć urządzenie, które od startu będzie pracować na 90% obciążenia. W razie planowanego wzrostu ruchu (np. więcej abonentów lub nowych usług jak IPTV) rozważ wdrożenie przełącznika agregacyjnego o większej przepustowości już na początku, co oszczędzi kłopotliwych migracji w przyszłości.

• Korzystaj z centralnego zarządzania i aktualizuj oprogramowanie. Platforma cnMaestro umożliwia kompleksowe zarządzanie urządzeniami, więc używaj jej do bieżącego nadzoru i utrzymania. Zaplanuj regularne aktualizacje firmware switchy (Cambium udostępnia je bezpłatnie), które usuwają znalezione podatności i dodają nowe funkcjonalności. Dzięki centralnej konsoli możesz zaktualizować dziesiątki urządzeń jednym kliknięciem w oknie serwisowym, co znacząco podnosi bezpieczeństwo całej sieci. O oszczędności czasu już nie wspominając. Monitoruj również statystyki wydajności np. takie jak wykorzystanie portów uplink i odpowiednio wcześnie zwiększaj przepustowość (poprzez link aggregation lub upgrade sprzętu), zanim pojawi się zator. Dokumentuj strukturę sieci w cnMaestro (nazwy lokalizacji, opis portów) – to ułatwi zarządzanie zespołowe i przyspieszy rozwiązywanie ewentualnych problemów czy też przekazania w momencie rozwoju struktur sieciowych.

Podsumowanie

• Pełna oferta przełączników cnMatrix do zobaczenia na naszych stronach produktowych:
  • przełączniki dla Operatorów
  • przełączniki Enterprise

• Poznaj możliwości i wszystkie funkcje platformy zarządzania Cambium cnMaestro

Cambium Networks