Poorten en uplinks
Het frontpaneel van een switch bestaat uit rollen, niet alleen uit openingen: downlinks naar apparaten, uplinks naar de rest van het netwerk, stackingpoorten naar andere switches en beheerpoorten naar de beheerder. Elke rol heeft een gebruikelijke snelheid, medium, module en foutmodus. Deze pagina ordent poorten naar rol, verklaart de verwarrende overlap tussen ‘access’, ‘trunk’ en ‘uplink’, kwantificeert oversubscriptie en behandelt uplinkmodules, linkaggregatie op uplinks en de keuze van optische uplinkmodules.
Poortrollen
| Rol | Gericht op | Gebruikelijk medium | Snelheden | Aantal op een 48-poorts accessswitch |
|---|---|---|---|---|
| Downlink / access | eindapparaten, servers | RJ45 (PoE), SFP/SFP+/SFP28 | 1G–25G (mGig 2.5/5/10G op koper) | 24–48 |
| Uplink | distributie/spine | SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP-DD | 10G–400G | 2–8 |
| Stacking | andere switches in een stack | propriëtaire kabel of QSFP+/QSFP28 met stackingfirmware | 40–480 Gb/s per ring | 2 |
| Beheer (OOB) | beheernetwerk | RJ45 (soms SFP) | 100M/1G | 1 |
| Console | beheerder | RJ45 (RS-232) en/of USB-C/mini-USB | — | 1–2 |
| USB | bestandsopslag, ZTP-images | USB-A | — | 1 |
| Combo | RJ45 of SFP, één actief | — | 1G | 2–4 op kleine switches |
Op leaf/spine-switches in datacenters is elke frontpoort gelijk (32 × QSFP-DD); ‘uplink’ is een configuratierol en geen hardwareklasse (Switchrollen en topologieën).
Access, trunk, uplink: drie verschillende begrippen
| Term | Laag | Betekenis | Verwarring |
|---|---|---|---|
| Accesspoort (L2) | 2 | voert één VLAN zonder tag | tegenover ‘accessswitch’ (een rol in de hiërarchie) |
| Trunkpoort (L2) | 2 | voert meerdere VLAN's met 802.1Q-tags | tegenover Juniper/HP-‘trunk’ = LAG in sommige CLI's |
| Uplink | fysiek/rol | de link naar de core; doorgaans een L2-trunk of een gerouteerde L3-poort | een uplink kan een accesspoort (één VLAN) of gerouteerde interface zijn |
| Downlink | fysiek/rol | naar apparaten of lagere laag | — |
| Gerouteerde poort | 3 | heeft een IP-adres, geen VLAN-tags | leaf–spine-uplinks zijn gerouteerd |
Details over de forwardinglaag: Basisprincipes van forwarding.
Oversubscriptie
| Ontwerp | Downlinkcapaciteit | Uplinkcapaciteit | Verhouding | Gebruikelijke toepassing |
|---|---|---|---|---|
| 48 × 1G + 4 × 10G | 48 Gb/s | 40 Gb/s | 1,2 : 1 | campusaccess |
| 48 × 1G + 2 × 10G | 48 | 20 | 2,4 : 1 | campusaccess, beperkt budget |
| 48 × 10G + 6 × 40G | 480 | 240 | 2 : 1 | oudere datacenterleaf |
| 48 × 25G + 8 × 100G | 1 200 | 800 | 1,5 : 1 | datacenterleaf, algemene compute |
| 48 × 25G + 6 × 100G | 1 200 | 600 | 2 : 1 | datacenterleaf, beperkt budget |
| 32 × 100G gesplitst 16/16 | 1 600 | 1 600 | 1 : 1 | opslag, AI |
| 64 × 400G gesplitst 32/32 | 12 800 | 12 800 | 1 : 1 | AI-back-end |
Verhouding = som van downlinksnelheden ÷ som van uplinksnelheden. 3 : 1 is aanvaardbaar voor kantoorverkeer, 1 : 1 is vereist wanneer verkeer tussen willekeurige eindpunten op linesnelheid loopt (GPU-fabrics). Uplinks worden gewoonlijk geaggregeerd (LAG of ECMP), dus hun optische modules falen als een groep onafhankelijke links, niet als één grote verbinding.
Uplinkmodules en sleuven
Campusswitches gebruiken vaak een uitneembare uplinkmodule: 4 × SFP+, 2 × SFP28 + 2 × QSFP28, 4 × 25G, 2 × 40G/100G. Te controleren punten:
- de module heeft een eigen lijst met ondersteunde optische modules en soms een eigen vermogensbudget;
- poorten op de module ondersteunen mogelijk geen breakout of 1G;
- sommige modules zijn hot-swappable, andere vereisen een herstart;
- stacking kan uplinkpoorten of een aparte sleuf gebruiken (Stacking en MLAG).
Uplinks aggregeren
| Methode | Wat het biedt | Gevolg voor optische modules |
|---|---|---|
| LAG / port-channel (LACP) | N links naar één buur werken als één | alle leden hebben dezelfde snelheid en bij voorkeur hetzelfde moduletype; één lid met CRC-fouten verslechtert gehashte stromen |
| MLAG / vPC / VLT | LAG over twee buren | leden landen op twee switches; tel optische modules voor beide |
| L3 ECMP | N gerouteerde uplinks met gelijke kosten | standaard voor leaf–spine; elke uplink is onafhankelijk, BFD detecteert fouten |
| Stackingring | switch-naar-switchbackplane | aparte kabels/optische modules, niet als uplinks geteld |
Een enkele uplink van 100G tegenover een LAG van 4 × 25G biedt op papier dezelfde capaciteit, maar in een LAG is één stroom begrensd door de snelheid van één lid, terwijl 100G die stroom volledig vervoert (Breakout & MPO-bekabeling).
Breakout als uplinkstrategie
Een QSFP28-uplink van 100G, gesplitst in 4 × 25G, bereikt vier leafs vanaf één spinepoort; een poort van 400G, gesplitst in 4 × 100G, verviervoudigt de radix. Welke poorten dit toestaan, hoe deelpoorten heten en wat de module moet adverteren: Poorttypen en cages, Poortnamen en leds.
Optische uplinkmodules kiezen
| Vraag | Bepaalt |
|---|---|
| Afstand en vezeltype | SR/SR4 op MMF ≤ 100–400 m; DR/FR/LR op SMF voor 500 m–10 km; ER/ZR/CWDM/DWDM daarboven (Bereiktabellen) |
| Beschikbaar aantal vezels | parallelle (MPO) SR4/DR4 vereisen 8 vezels; duplex LC FR4/LR4/CWDM4 vereist 2 |
| Cages aan beide uiteinden | 100G QSFP28 naar 25G SFP28 → breakout; QSFP-DD naar QSFP28 → QSFP28-module in de DD-cage |
| FEC- en snelheidsbeleid van beide NOSes | moeten overeenkomen (Recepten voor poortconfiguratie) |
| Modulebeleid van beide fabrikanten | OEM, gecodeerd of van derden (Hoe elk NOS een module valideert) |
| Vermogensbudget van de uplinkcage | modules van 40 km ER4 / ZR kunnen dit overschrijden (Vermogen en verbruik) |
| Redundantie | twee uplinks via twee verschillende modules/paden; reserveonderdelen op locatie |
Bijzonderheden van downlinks
- PoE op koperen accesspoorten: 15,4 / 30 / 60 / 90 W per poort (802.3af/at/bt); het PoE-budget deelt de PSU met de optische modules, dus een volledig bezette PoE-switch kan worden teruggeschakeld.
- Multigig RJ45 (2.5/5/10GBASE-T) gebruikt USXGMII-PHY's (SGMII en seriële gigabit).
- Serverdownlinks op 25G/100G: DAC ≤ 3 m, daarboven AOC, zelden optische modules (DAC versus AOC).
- Koperen SFP's in SFP-downlinks: voor 10/100-clients is de SGMII-modus nodig.
Gebruikelijke poortfouten per rol
| Rol | Veelvoorkomend probleem | Waar te kijken |
|---|---|---|
| Uplink | FEC-/snelheidsmismatch tussen twee fabrikanten; verkeerde vezelpolariteit op MPO | Snelheid en bitrate, Geen link |
| Downlink (server) | DAC zonder AN, conflict in snelheid van een 25G-poortgroep | Poorttypen en cages |
| Downlink (koperen SFP) | 10/100-client maakt geen link | SGMII en seriële gigabit |
| Stacking | geen stackingkabel/-module in een stackingpoort | Stacking en MLAG |
| Combo | SFP geplaatst, maar RJ45-zijde actief | instelling voor mediatype |
| Beheer | in-band en OOB verward, verkeerde VRF | Beheer en monitoring |
In CodingBox
Ongeacht de rol leest elke glasvezelpoort eerst het geheugen van zijn module. Bevestiging van de bitratecodes, vermogensklasse en identiteit van een module op de werkbank vóór installatie, vooral bij uplinks tussen verschillende fabrikanten, voorkomt een poort die ongemerkt inactief blijft (Check transceiver).
De module kiezen voor de glasvezel achter de poort: een koppeltabel op vezeltype en afstand, budget vanuit de module, connector- en polijstregels en veelvoorkomende mismatches: Transceivers in de link.