Na superfície, parece que você só precisa de um switch Ethernet de camada 2. Esclareça para mim, no entanto, se você ainda não tem equipamento manipulando a conexão com a "nuvem" onde você hospeda o seu cluster do Cassandra replicado. Você precisará de um roteador (e, idealmente, um firewall e possivelmente um recurso de tradução de endereços de rede, já que pode usar "endereços IP internos") para conectar essa rede a outra (como a Internet) se ainda não tiver naquela. Um switch de camada 2 não fará isso para você e, muito provavelmente, o conjunto de recursos dos switches de camada 3 com preço mais moderado não será "rico" o suficiente para suportar tudo o que você precisa que seu roteador de Internet faça. Você pode estar em uma situação onde você precisa de um roteador e um switch (ou um roteador com algumas portas de switch).
Os aplicativos que você descreve não precisam necessariamente de um switch que suporte a funcionalidade de roteamento (um "switch da camada 3"). Qualquer switch da camada 2 pode alternar o tráfego IPv4 e IPv6 porque está operando em uma camada inferior e, felizmente, não está ciente das camadas acima. Se você precisar que o switch tenha uma interface de gerenciamento endereçável por IPv6, no entanto, isso será algo que você desejará comprar.
Quando você diz "Isso provavelmente exigirá o uso de endereços IP internos". isso me faz pensar que as máquinas em questão têm múltiplas interfaces de rede - internas e externas. Se for esse o caso, recomendo vivamente a aquisição de dois comutadores - um para hospedar a rede interna e outro para hospedar o externo. Você tecnicamente pode usar a funcionalidade de LAN virtual (VLAN) para "particionar" um único switch em múltiplos switches de camada lógica 2, mas há um risco diferente de zero de tráfego "cross-over" entre as VLANs. Se o tráfego interno não for adequado para expor à Internet, eu o colocaria em switches fisicamente separados dos switches que lidam com tráfego de Internet.
Eu sempre prefiro os switches gerenciados porque quero ver contagens de pacotes e bytes nas portas, ver a utilização da CPU do switch, obter logs, etc. Além disso, quero ser capaz de representar graficamente os fluxos de tráfego (usando ferramentas baseadas em SNMP como Cacti ou MRTG, tipicamente) para diagnosticar gargalos. Eu também quero ser capaz de olhar para a tabela de endereços MAC do switch quando estou diagnosticando problemas estranhos (NICs que enlouquecem e começam a inventar MACs malucos, etc). O custo de um switch gerenciado de baixo custo não é ruim e não o deixa "cego" como um switch não gerenciado faz.
re: um fabricante específico de switches - Não fazemos recomendações aqui. Como o @ syneticon-dj diz em sua resposta, cabe a você decidir o que é apropriado para suas necessidades. Os fabricantes "mais avançados" geralmente exigem contratos de manutenção para receber direitos de suporte (incluindo, em alguns casos, garantia de hardware). Pode ser mais barato comprar um sobressalente e deixá-lo na prateleira. Eu tive pouca necessidade de suporte dos fabricantes de switches para resolução de problemas de software fora de redes iSCSI dedicadas onde, sem dúvida, tudo que está no topo de sua solução de armazenamento reside e morre pela eficiência e confiabilidade de seus switches.