SKAB-aK - Erneuerung der strukturierten Verkabelung an der Technischen Hochschule Lübeck – Aktive Komponenten


Istzustand

Zum LAN (kabelgebundenes lokales Datennetz) Anschluss der Computer an der TH Lübeck gibt es einen zentrales Backbone Cluster, das als Knotenpunkt für die 48 Gebäudeverteiler dient. Diese befinden sich jeweils in einem der beiden Rechenzentrumsräumen und nehmen die Lichtwellenlei-ter der von den Gebäudeverteilern kommenden Kabel auf. Die beiden Geräte sind auch unterei-nander verkabelt und arbeiten als aktiv/passiv Pärchen. Das bedeutet, wenn ein Cluster-Partner ausfällt (Wartung, Fehler u.a.) übernimmt der andere Cluster-Partner in Sekundenschnelle. Dieses Backbone Cluster wurde 2013 erneuert, allerdings wurden die inzwischen seit Jahren mit dem Sta-tus „End of Sale“ befindlichen Module zur Anbindung der 48 Gebäudeverteiler nur in neuere Ge-häuse mit einer neuen Steuereinheit (Management) wiederverwendet.

Die ca. 100 Datennetzwerkverteiler (Switche) in den Gebäudeverteilerräumen sind jeweils (wie eben beschrieben) mit einer 1 oder 10 Gigabit Lichtwellenleitung zu einem der beiden Backbones verbunden (Redundanz). Flächendeckend stehen allen Endgeräten auf dem Lübecker Hoch-schulcampus eine Geschwindigkeit von 1 Gigabit für den Datenverkehr bereit. Über die Hälfte der Gebäudeverteilerswitche sind inzwischen „End of Sale“ und sogar „End of Service“. Nur durch die eingeschränkte „Lifetime warranty“ (30 Jahre Gerätegarantie) und einem kleinen Vorrat an Swit-chen im Lager kann so in den letzten Jahren schnell bei einem Ausfall reagiert werden.

Vereinfachte Zeichnung zum aktuellen und auch zukünftigen Aufbau:

Vorhabenbeschreibung

Im Zuge der Erneuerung der strukturierten Verkabelung an der TH Lübeck soll auch die oben be-schriebene Hardware zur Verteilung des Datennetzes auf die einzelnen Gebäude erneuert wer-den. Diese kann parallel zur vorhanden Technik aufgebaut werden und dann Stück für Stück die alte Technik ersetzen (wenig bis gar kein Ausfall).
Im Backbone Bereich soll wieder ein Cluster Pärchen arbeiten, da sich dies in den letzten Jahren als absolut ausfallsicher erwiesen hat. Vom oben beschriebenen Aufbau her wird sich daher nichts ändern, da die Variante von den 2 Backbone Geräte aus jeweils Sternförmig an die 48 Gebäudever-teilerswitche zu gehen zu der hohen Stabilität beigetragen hat.

Durch den technischen Fortschritt im Bereich der Netzwerkgeräte kann hier ein Cluster eingesetzt werden, das den heutigen geringeren Energieverbräuchen angepasst ist. Die Anbindung der Ge-bäudeverteiler wird von derzeit 1 und teilweise 10 Gigabit auf flächendeckend 10 Gigabit erhöht. Der Anschluss des Backbone Clusters an die Firewall wird auf 25/40 Gigabit für die nächste Firewall Generation vorbereitet. Die Ausgleichsleitungen zwischen den beiden Backbone Switchen wird auf 25 Gigabit erhöht werden, da mit zunehmenden Datenverkehr auch der Datendurchsatz zwischen den beiden Backbones steigt. Die Lichtwellenleiter auf dem Campus müssen dafür nicht erneuert werden. Die für das Netzwerk der TH Lübeck kommenden Techniken wie flächendeckende Inter-net Protokol version 6 (IPv6) Versorgung und Anmeldung an der Anschlussdose (802.1x Authentifi-zierung), so wie Voice over Internet Protokol (VoIP) Telefonie werden bei der Auswahl der Geräte mitberücksichtigt.

In den 48 Gebäudeverteilern sollen alle aktive Verteilerswitche (Access Switche) erneuert werden und eben mit 10 Gigabit über der vorhandenen Lichtwellenleiter (sollen teilweise im Zuge der Er-neuerung der strukturierten Verkabelung noch getauscht werden) jeweils mit einer Leitung an die neuen Backbone Switche angeschlossen werden. Aus der Erfahrung heraus hat es sich dort be-währt auf Switche mit einer Bauhöheneinheit zu setzen, da man die Verkabelung strukturierter im Gebäudeverteiler aufbauen kann, was die Fehlersuche bei Störungen vor Ort sehr zugute kommt.
Neben den schon beim Backbone genannten Neuerungen ist es wichtig, dass in jedem Verteiler eine Switch eingebaut ist, die Anschlüsse besitzt die fähig sind 1, 2.5, 5 oder 10 Gigabit zu liefern (Multirate-Gigabit-Ports). Damit sollen dann die WLAN Geräte (Access Points, sind vorhanden) ver-sorgt werden, um den immer weiter steigenden Datenverkehr in diesem Bereich aufzunehmen. Derzeit werden diese noch mit 1 Gigabit versorgt, was in einigen Bereich langsam zu einem Engpass führt, da die Anzahl der Geräte die durch das WLAN Netz versorgt werden stetig steigt.
Aus Kostengründen werden im Gebäudeverteiler neben dieser einen Switch mit insgesamt 48 An-schlüssen (RJ45 Ports) inkl. den eben benannten Multirate-Gigabit-Ports für das WLAN keine, eine oder mehrere (je nach Menge der Anschlüsse im Verteiler) weitere Access Switche gleichen Typs aber ohne Multirate-Gigabit-Ports eingebaut. Diese weiteren Access Switche können dann flexibel im Verteiler eingebaut werden und sorgen so für eine aufgeräumte Kabelführung beim Verbinden der Gebäudeanschlüsse mit dem Switch (dem sogenannten Patchen). Die Access Switche in einem Verteiler werden untereinander verkabelt, so dass sie beim Verwalten wie ein Access Switch aus-sehen (Stack Technologie).

Zu diesem Konzept gehört ein Management Server (Hardware, auf der eine zugehörige Software läuft), dass es ermöglicht, Änderungen an allen Switchen gleichzeitig vorzunehmen, Auslastungen zu analysieren, Fehler an einem Ort zu sammeln, die virtuellen Netzes zu verteilen und bei den neuen Techniken zu unterstützen. Das in Teilen vorhandene Management wird ergänzt, damit der jährlich steigende Datenverkehr und die damit erhöhte Anfälligkeit besser kontrolliert werden können und ist ein weiterer Schritt hin zur Automatisierung der täglichen Vorgänge in einem Netz-werk. Dies sorgt für mehr Übersicht, schnelleres Eingreifen und Zeitersparnis.

Der Tausch der Technik, die Verkabelung und die Konfiguration der Access Switche werden durch das Personal der TH- Lübeck erledigt. Je nachdem welche Technik im Backbone Bereich eingesetzt wird, kann es dort zur Unterstützung einer Fremdfirma bei der Konfiguration kommen, die in der Berechnung im Posten des Backbones mit angegeben ist. Die Altgeräte werden wie es im Netz-werkbereich schon seit Jahren üblich ist mit einem „Trade In“ vom Systemhaus, bzw. vom Herstel-ler zur Wiederverwendung oder fachgerechten Entsorgung in Zahlung genommen. Verpackungs-materialien werden soweit für den Trade In nicht benötigt über die Recyclingwege der TH Lübeck entsorgt.

Dieser Austausch vermindert den Energiebedarf, bringt Nachhaltigkeit in das Netzwerk der TH Lübeck und spart Kosten und Zeit beim Betrieb des Datennetzes im Vergleich zu der bisherigen Lösung und ist ein wichtiger Schritt in Richtung Zukunft und zur Erhaltung der Arbeitsfähigkeit der ca. 500 Hochschulangehörigen und der Lehre der ca. 5000 Studierenden der Technischen Hochschu-le Lübeck.