10 gigabit internet aanleggen: wat heb je nodig?

Lang was de drang naar een sneller netwerk erg sterk. De 100Mbit-apparatuur waar aan het begin van deze eeuw nog volop gebruik van werd gemaakt, was in veel opzichten een echte beperking. Met gigabit-ethernet was de druk bij zowel consumenten als kleine bedrijven van de ketel, netwerken konden daarmee opeens bijna even snel data overdragen als onze harde schijven het konden lezen en schrijven, met ruim 100 megabyte per seconde kon je praktisch alles wat je van een pc verwachtte wel comfortabel doen. En gigabit-apparatuur kostte al vroeg in het adoptieproces nauwelijks meer dan 100Mbit-apparatuur, dus voor de kosten hoefde je het niet te laten.

Hoewel de eerste 10Gbit-standaard (over glasvezel) al bestond in 2002, is de transitie naar 10 gigabit heel lang juist heel traag gegaan. Deels omdat dat de noodzaak voor snellere netwerken voor veel gebruikers niet aanwezig was, deels vanwege de veel hogere prijzen van een 10gigabit-netwerk. Tot een paar jaar geleden betaalde je al snel drie à vierhonderd euro om één enkel werkstation gereed te krijgen voor 10 gigabit, en zelfs een basale 10Gbit-switch kostte je al snel duizend euro of meer. Dus waar de enterprisemarkt, waar kosten veel minder wegen dan de drang naar betere prestaties, volop bleef groeien met 25, 40 en tegenwoordig zelfs 100gigabit-netwerken stond de tijd voor zowel de pc-liefhebber thuis als kleine bedrijven wat bedrade netwerken betreft al bijna twintig jaar stil.

De afgelopen twee jaar kwam de markt in een stroomversnelling. Dit werd deels gedreven door vraag. Zelfs de goedkoopste sata-ssd’s kunnen zo’n vijf keer sneller lezen en schrijven dan de gigabit-netwerken aankunnen. Ben je eenmaal gewend aan de snelheid van zo’n ssd, dan voelt het uitlezen van data over een gigabit-netwerk merkbaar traag. Daarbij hebben we tegenwoordig ook nvme-ssd’s die bij creatieve en IT-professionals populair zijn, die al snel een factor twintig of dertig sneller zijn dan een gigabit-netwerk aankan.

Ook verandert het kostenplaatje snel. Een werkstation heb je afhankelijk van je wensen en netwerk voor minder dan 100 euro gereed voor 10 gigabit. Een basale 10Gbit-switch heb je voor 150 euro in huis en zelfs uitgebreidere modellen voor een klein bedrijf kosten nu honderden euro’s in plaats van duizend of meer.

Voordelen van 10 gigabit internet

Voordat we onze netwerken upgraden, moeten we ons afvragen of het al zin heeft de overstap te maken. Voor iedereen die zijn netwerk primair inzet voor de internetverbinding, heeft 10 gigabit vooralsnog weinig zin. De kans is klein dat internetproviders dit of volgend jaar structureel snellere verbindingen dan 1 gigabit gaan leveren. Als je overweegt te upgraden voor een toekomstige internetverbinding, kun je beter gewoon wachten.

De meerwaarde van 10 gigabit moet je dus vooral zoeken voor snelle dataoverdracht binnen je eigen netwerk, als je bijvoorbeeld al je data op een server of nas hebt staan. Voor het laden van een paar vakantiefoto’s van je nas heb je ook geen 10 gigabit nodig. Werk je echter met veel grote raw- of videobestanden, datasets van vele gigabytes, dan is de overstap een significante upgrade. Ter illustratie, een paar uur video opnemen op 4K met 60 fps en een hoge bitrate levert ons al snel meer dan 100 GB aan data op.

1. Netwerkadapters

De overstap naar een 10Gbit-netwerk begint bij de netwerkadapters in je werkstations en vergelijkbare adapters in het systeem waar je data opgeslagen staat, oftewel je server of nas. De kans bestaat dat je reeds een 10Gbit-aansluiting op je werkstation hebt als je in de laatste twee jaar een high-end computer hebt gekocht. Althans, als je systeem een prijzig moederbord bevat, want de door elke moederbordfabrikant gebruikte Aquantia AQC107-chip kost tussen de 50 en 70 dollar.

Heeft je moederbord zelf geen snelle netwerkaansluiting, dan moet je een losse netwerkadapter kopen. Deze gaat dan in een pci-express-slot op je moederbord. De vraag is uiteraard: welke netwerkadapter? Voor ons werkstation hebben wij gebruik gemaakt van een op de Tehuti TN4010 gebaseerde kaart van Uptimed, een Nederlandse leverancier gespecialiseerd in betaalbare snelle netwerkapparatuur. Onze redenering om de Uptimed UP-10G-W-TN4010-1RJ45 in te zetten is eenvoudig: hij is met circa 85 euro de goedkoopste oplossing die we konden vinden.

Prestatietechnisch hebben we geen significante verschillen gezien tussen de genoemde goedkopere kaart, Aquantia AQC107-oplossingen en de Intel X520-kaart die we in onze server hebben gezet. Met één uitzondering: de Tehuti- en Aquantia-oplossingen kunnen met 2,5 en 5 gigabit overweeg over ouderwetse Cat5e-bekabeling. De X520 heeft SPF+-connectors en is daarmee uitsluitend een 10gigabit-oplossing.

Waarom dan toch deze duurdere Intel-oplossing voor de server? Intel-netwerkchips hebben zich al vele jaren bewezen en voor een productieserver zou zelfs een korte downtime duurder zijn dan de paar tientjes meerprijs voor de adapter. Enkel de gedachte van driverproblemen bezorgt een IT-professional al nachtmerries. En dit gaat zeker ook op voor gebruikers van VMware of andere virtualisatieopties. De meerprijs valt, zeker zakelijk gezien, enorm mee: circa 185 euro voor onze Uptimed Intel X520 SPF+ kaart met twee 10Gbit SPF+-poorten. Dat is minder dan de helft van de meeste andere aanbieders van deze Intel-oplossingen. Wil je per se RJ45-aansluitingen aanhouden en 2,5G en 5G op je server ondersteunen, zou je de Intel X540/X550-kaarten kunnen overwegen. Die kosten echter wel wat meer.

Wil je 10 gigabit op je laptop, dan zul je een thunderbolt-aansluiting moeten hebben en daarvoor een relatief prijzige thunderbolt-adapter moeten kopen. Hiervoor ben je minimaal 200 euro kwijt. Een circa 50 euro kostende adapter van usb-c naar 2,5 Gbit (zoals de Club3D CAC-1520, zie onder) zou een leuke tussenstap kunnen zijn.

2. Switches

In theorie zouden we met de bovengenoemde adapters een 10gigabit-netwerk zonder switch kunnen opzetten. De X520-kaart in de server heeft tenslotte twee aansluitingen. Normaliter zijn die bedoeld voor teaming of redundancy, maar je kunt er ook twee werkstations direct op aansluiten voor snelle toegang tot de opslag. Wil je iets neerzetten waar je nog op kunt uitbreiden, dan is een switch onvermijdelijk. Switches zijn er in alle soorten en maten, en de juiste switch is vooral een kwestie van je eigen eisen in kaart brengen, het is niet iets dat we eenzijdig kunnen adviseren.

Wij richten ons daarom op twee specifieke scenario’s: de goedkoopste oplossing om drie werkplekken te combineren en een iets duurder alternatief met ruimte voor zeven werkplekken en wat flexibiliteit wat gekoppelde apparaten betreft. Voor beide gevallen gaat geldt: om 10 gigabit mogelijk te maken, hoef je zelf bijna niets te doen. Je zet de switches neer en zolang de clients 10 gigabit aankunnen, ben je klaar.

De MikroTik CRS305-1G-4S+IN is één van de allergoedkoopste 10gigabit-switches op de markt. Hij is met 140 euro echt een prijsbreker, er is geen ander product dat vier snelle SPF+-poorten biedt voor deze prijs. Hij is als een domme switch te gebruiken, maar kan ook managed gebruikt worden en dat zelfs met L3-functionaliteit die menig zakelijke switch niet eens biedt. Het voornaamste nadeel is dat je met vier poorten beperkt bent tot drie werkplekken plus één server, en dat je circa twee tientjes per poort moet uitrekenen voor een transceiver of een paar euro meer voor een RJ45-converter als je pc’s op RJ45 gebaseerd zijn.

Dan nog is deze MikroTik spotgoedkoop, en gezien het ook één van de weinige passief gekoelde en dus stille 10Gbit-switches is, is de kans groot dat je zelfs binnen een groter 10gigabit-netwerk enkele van deze kastjes wilt overwegen.

Voor circa 400 euro, feitelijk ook nog een prijsbreker in de markt, hebben wij zelf gekozen voor de Netgear XS508M. Een switch met acht RJ45-poorten, iets wat zeker in een serverrack toch handig zal zijn (LC-glasvezelkabels door muren trekken is geen leuke bezigheid) waarvan één gedeeld met een SPF+-poort voor je snelle fileserver die ernaast staat. In sommige opzichten is deze Netgear een stap achteruit, zo verliezen we de managed functionaliteit en komt deze wel met een ventilator (een relatief stille, maar wel hoorbare). Het is dus vooral een dom kastje om meer apparaten op aan te sluiten.

Toch heeft de Netgear iets wat de MicroTik niet heeft en dat is ondersteuning voor 2,5- en 5Gbit-apparaten. Heb je bijvoorbeeld een wifi6-accesspoint of een client op 2,5 gigabit, dan kun je die hier dus wel op kwijt zonder terug te gaan naar 1Gbit-snelheden.

3. Internetkabels

Naast geschikte hardware, heb je ook geschikte kabels nodig. Traditionele Cat5e-bekabeling is officieel gemaakt om tot 1gigabit-snelheden te halen. Desondanks is het soms mogelijk om, op zeer korte afstanden, praktisch 10gigabit-snelheden neer te zetten. Toch raden we dat sterk af, want de dataoverdracht is ook met korte kabels meetbaar en merkbaar minder stabiel. Het laatste wat je wilt is tijd verspillen aan het troubleshooten van prestatieverlies door een matige kabel. Er zijn meerdere manieren om het goed te doen, wij richten ons op de twee meest praktische en betaalbare voor de bovengenoemde hardware.

Voor de meeste apparaten met een traditionele RJ45-aansluiting dien je Cat6a-bekabeling te gebruiken (let op de a-toevoeging). Deze kabels worden aan hogere kwaliteitseisen onderworpen en zijn in staat om 10gigabit-verbindingen tot 100 meter mogelijk te maken. Je kunt deze kabels bij praktisch alle online kabelverkopers aanschaffen in kant en klare vorm, of in grote rollen om je eigen kabels aan te leggen. Gezien de geringe verschillen in dikte is het meestal geen probleem om Cat6a-kabels door dezelfde goten te trekken als waar nu Cat 5e ligt.

In onze Uptimed Intel X520 kaart en op menig switch zit echter een SPF+-aansluiting, hiermee kun je gebruikmaken van Direct Attached Copper (DAC) kabels, maar wat praktischer en veelal goedkoper is zijn Fiber LC-kabels, glasvezel dus. We gaan ervan uit dat je een SPF+-netwerkkaart hebt met de benodigde tranceivers, meestal worden die in bundels verkocht. Deze LC-kabels zijn zowel praktischer om aan te leggen en goedkoper dan de DAC-kabels met grote vaste aansluiting. Een korte LC-glaskabel tussen je switch en server kost je nog geen tientje, voor twee kabels van tien meter waren we nog geen dertig euro kwijt.

Eventuele bottlenecks

Eigenlijk zijn we er dan al en komt er niet meer kijken bij de aanleg van je 10gigabit-netwerk. Onze installatie liep soepel en we hoefden niets in te stellen. Plug & Play zoals het bedoeld is dus. We plaatsen wel de kanttekening dat oudere besturingssystemen wellicht wat aanpassingen aan de buffers en cpu- en geheugenallocatie vereisen. Een test met een matig kabeltje wees uit dat je alert op de kabelkwaliteit moet zijn.

Maar gaat er vervolgens ook daadwerkelijk data met een snelheid van 10 Gbit/s (grofweg 1 GB/s) over je netwerk? Hoewel het aanleggen van ons snelle netwerk eenvoudig was, hebben we in feite vooral de bottleneck verlegd. Schrijf of lees je van mechanische harde schijven, dan zul je zelfs met de snelste schijven niet veel hoger komen dan 200 MB/s. Een prima verdubbeling, maar niet de vertienvoudiging die mogelijk is. Zelfs populaire sata-ssd’s komen individueel niet veel hoger dan 500 á 600 MB/s, grofweg de helft van wat ons nieuwe netwerk kan. En dat is dus in de veronderstelling dat zowel je werkstation als je server daar gebruik van maakt.

De volgende stap is dus vooral zelf nadenken over wat voor jou relevant is. Wil je vooral de hoogste snelheden tussen je server en één werkstation, dan kun je overwegen om naar nvme-ssd’s over te gaan: vlotte varianten schrijven meer dan 3 GB/s, en hiermee trekken we de nieuwe verbinding dus wel helemaal vol met snelheden rond de 1,1 GB/s. Een alternatief is sata-ssd’s in RAID 0. Hiermee verdubbelt grofweg de snelheid en kom je dus ongeveer op de limiet van je nieuwe netwerk, maar vergeet niet dat de uitval van één ssd dan het einde van je data op beide schijven betekent.

Tot slot is het dus vooral puzzelen met de snelheid van je opslag, of genoegen scheppen in het feit dat een groter aantal actieve werkstations elkaar niet langer in de weg zit.