NICs mit optischen Ports: eine Übersicht
Das andere Ende jeder Serververbindung ist eine Netzwerkkarte (NIC), und sie spielt dasselbe Spiel wie der Switch — Käfige, SerDes-Lanes, ein Management-Bus zum Modul, eine Richtlinie darüber, welche Module akzeptiert werden — mit zwei Unterschieden: Die Richtlinie steckt in einem Treiber, nicht in einem Netzwerk-Betriebssystem, und der Flaschenhals ist oft der PCIe-Bus, nicht der Port. Dieser Abschnitt behandelt NICs mit Käfigen der Klasse SFP/QSFP: die Familien und Hersteller, das Verhältnis von Ports zu PCIe, die Transceiver-Kompatibilität und ihre treiberseitigen Overrides, die Tools, die ein Modul von der Serverseite aus auslesen, sowie die programmierbaren Adapter (SmartNICs, DPUs), die die Grenze zwischen Karte und Switch verwischen.

Was eine NIC in Optik-Begriffen ist
| Element | Beim Switch | Bei der NIC |
|---|
| Käfige | 24–64 pro Gerät | 1–4 pro Karte (typisch 1–2) |
| SerDes | Forwarding-ASIC | NIC-Controller-ASIC (Intel E810, Broadcom BCM57508, Nvidia ConnectX-7…) |
| Modulverwaltung | NOS über I²C-Mux und CPLD | Treiber/Firmware über das I²C des Controllers |
| Richtlinie | NOS-Whitelist (Wie jedes NOS ein Modul prüft) | Treiber-/Firmware-Whitelist (Transceiver-Kompatibilität bei NICs) |
| Speed-/FEC-Konfiguration | CLI | ethtool, Hersteller-Tools, BIOS/UEFI, Geräte-Manager des Betriebssystems (Tools) |
| Backhaul | Fabric-ASIC | PCIe-Lanes zur CPU (Ports und PCIe) |
| Stromversorgung | 3,3 V je Käfig vom Chassis | PCIe-Steckplatz (25–75 W) plus Zusatzstecker bei High-End-Karten |
| Kartentyp | Wo | Ports |
|---|
| PCIe-Steckkarte (Half-Height Half-Length, Full-Height) | beliebiger Server-Steckplatz | 1–2 × SFP28/QSFP28, 1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP |
| OCP NIC 3.0 (SFF-/LFF-Mezzanine) | OCP-Steckplatz an der Rückseite des Servers | gleiche Käfige, von vorn zugänglich, bei manchen Gehäusen Hot-Swap |
| LOM / eingebettet | auf dem Mainboard | meist RJ45; bei manchen SFP+ |
| Mezzanine / Blade | Blade-Server | verbindet sich mit dem Blade-Chassis-Switch, keine Käfige |
| SmartNIC / DPU | PCIe oder OCP | 2 × 100/200/400G, eigene Arm-Kerne (SmartNICs und DPUs) |
Familien und Hersteller
| Hersteller | Familien (Modelle mit optischen Ports) | Geschwindigkeiten | Käfige | Treiber (Linux) |
|---|
| Intel | X520 / X710 / XXV710 / E810 / E830 | 10G / 10G / 25G / 25–100G / 200G | SFP+, SFP28, QSFP28, QSFP56 | ixgbe, i40e, ice, idpf |
| Nvidia (Mellanox) | ConnectX-4 Lx / -5 / -6 Dx / -6 Lx / -7 / -8 SuperNIC | 25G / 100G / 100–200G / 25–50G / 200–400G / 800G | SFP28, QSFP28, QSFP56, QSFP112, OSFP | mlx5_core |
| Broadcom | NetXtreme-E BCM5741x / 5750x (P225, P425, P2100, P1400GD) | 25G / 100–200G / 400G | SFP28, QSFP56, QSFP-DD | bnxt_en |
| Marvell (QLogic) | FastLinQ 41000 / 45000 | 10–25G / 100G | SFP28, QSFP28 | qede |
| AMD (Solarflare, Pensando) | X2522 / X3522; Pensando DSC | 10–25G; 100–200G | SFP28; QSFP56 | sfc; ionic |
| Chelsio | T6 | 10–100G | SFP28, QSFP28 | cxgb4 |
| Andere | Silicom, Napatech (FPGA), Xilinx/AMD Alveo, Netronome | 10–100G | gemischt | — |
Die Geschwindigkeiten je Kartenmodell sind durch Controller und Käfige festgelegt; „25G-fähig“ bedeutet 10G und 25G, selten 1G (Ports und PCIe).
Was die NIC von einem Modul braucht
- Compliance-Codes für eine Geschwindigkeit, die der Controller an diesem Käfig unterstützt.
- Identität, die der Treiber akzeptiert — Intel-Familien sind die strengsten (Transceiver-Kompatibilität bei NICs).
- FEC-/AN-Verhalten, das der Treiber abbilden kann: DAC ab 25G verlangt Clause-73-AN auf beiden Seiten; Optik braucht erzwungenen Speed und passendes FEC (FEC und AN).
- Leistungsklasse innerhalb des Käfig-Budgets der Karte — die meisten NICs erlauben QSFP28 Class 4 (3,5 W) und QSFP-DD bis 12–15 W; bei ZR-/durchstimmbaren Modulen prüfen (Leistung und Verbrauch).
- Kühlung: Der Server-Luftstrom verläuft von vorn nach hinten durch die Karte; Module auf nach hinten weisenden Karten sitzen im Abluftstrom (Temperaturklassen).
Typische Rollen und ihre Optik
| Rolle | NIC | Link |
|---|
| Allgemeiner Virtualisierungs-Host | 2 × 25G SFP28 | DAC zum ToR (Rollen und Topologien) |
| Storage / NVMe-oF | 2 × 100G QSFP28 | DAC/AOC, RoCE mit PFC (Verlustfreies Ethernet) |
| GPU-Server | 4–8 × 400G OSFP/QSFP112 (eine pro GPU) | AOC/DR4 zu Rail-Leaves (Verkabelung eines KI-Clusters) |
| HPC | InfiniBand-HCA 1–2 × NDR/XDR | DAC/AOC (IB-Kabel) |
| Edge / Zweigstelle | 2 × 10G SFP+ | LR zum Campus-Core |
| Management / OOB | 1G RJ45 oder SFP | — |
- NIC-Ports, Geschwindigkeiten und PCIe-Bandbreite — Käfige auf NICs, Dual Rate, Breakout-Kabel, PCIe-Generation × Lanes vs. Port-Summen, OCP 3.0, Leistung und Kühlung.
- Transceiver-Kompatibilität bei NICs — Treiber-Whitelists nach Hersteller, Intel
allow_unsupported_sfp, Verhalten unter Windows/ESXi, FEC/AN bei DAC und Optik, was zu kodieren ist. - NIC-Tools und Diagnose —
ethtool -m, mlxlink, bnxtnvm, Intel-Tools, Windows- und ESXi-Befehle, DDM- und FEC-Zähler vom Server auslesen. - SmartNICs und DPUs — BlueField, Pensando, IPU: Ports und Optik auf programmierbaren Adaptern.
In CodingBox
Ein Modul, das eine NIC ablehnt, wird genauso diagnostiziert wie eines, das ein Switch ablehnt: Identität und Compliance-Codes auf der Werkbank auslesen, mit der Liste des Treibers vergleichen, bei Bedarf gemäß der Richtlinie kodieren (Check transceiver, Herstellersperre).