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NIC à ports optiques : présentation

L’autre extrémité de chaque liaison serveur est une carte réseau (NIC), et elle joue le même jeu que le commutateur — cages, voies SerDes, bus de gestion vers le module, politique sur les modules acceptés — avec deux différences : la politique réside dans un pilote, pas dans un NOS, et le goulot d’étranglement est souvent le bus PCIe, pas le port. Cette section couvre les NIC à cages de classe SFP/QSFP : les familles et les constructeurs, comment les ports se rapportent au PCIe, la compatibilité des transceivers et ses contournements au niveau du pilote, les outils qui lisent un module côté serveur, et les adaptateurs programmables (SmartNIC, DPU) qui brouillent la frontière entre carte et commutateur.

Chemin serveur : CPU, PCIe, contrôleur et pilote NIC, cage, module ou DAC, port de commutateur

Ce qu’est un NIC, en termes d’optique

ÉlémentSur un commutateurSur un NIC
Cages24–64 par boîtier1–4 par carte (1–2 typique)
SerDesASIC de forwardingASIC contrôleur du NIC (Intel E810, Broadcom BCM57508, Nvidia ConnectX-7…)
Gestion du moduleNOS via mux I²C et CPLDpilote/firmware via l’I²C du contrôleur
Politiqueliste blanche du NOS (Comment chaque NOS valide un module)liste blanche du pilote/firmware (Compatibilité optique sur les NIC)
Configuration débit/FECCLIethtool, outils constructeur, BIOS/UEFI, gestionnaire de périphériques de l’OS (Outils)
Liaison de transportASIC du fabricvoies PCIe vers le CPU (Ports et PCIe)
Alimentation3,3 V par cage depuis le châssisslot PCIe (25–75 W) plus connecteur auxiliaire sur les cartes haut de gamme

Facteurs de forme de la carte

Type de carteOùPorts
Carte d’extension PCIe (demi-hauteur demi-longueur, pleine hauteur)tout slot serveur1–2 × SFP28/QSFP28, 1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP
OCP NIC 3.0 (mezzanine SFF / LFF)slot OCP à l’arrière du serveurmêmes cages, accessibles par l’avant, échange à chaud sur certains châssis
LOM / intégrésur la carte mèregénéralement RJ45 ; SFP+ sur certains
Mezzanine / lameserveurs lamesse connecte au commutateur du châssis lames, pas de cages
SmartNIC / DPUPCIe ou OCP2 × 100/200/400G, cœurs Arm propres (SmartNIC et DPU)

Familles et constructeurs

ConstructeurFamilles (modèles à port optique)DébitsCagesPilote (Linux)
IntelX520 / X710 / XXV710 / E810 / E83010G / 10G / 25G / 25–100G / 200GSFP+, SFP28, QSFP28, QSFP56ixgbe, i40e, ice, idpf
Nvidia (Mellanox)ConnectX-4 Lx / -5 / -6 Dx / -6 Lx / -7 / -8 SuperNIC25G / 100G / 100–200G / 25–50G / 200–400G / 800GSFP28, QSFP28, QSFP56, QSFP112, OSFPmlx5_core
BroadcomNetXtreme-E BCM5741x / 5750x (P225, P425, P2100, P1400GD)25G / 100–200G / 400GSFP28, QSFP56, QSFP-DDbnxt_en
Marvell (QLogic)FastLinQ 41000 / 4500010–25G / 100GSFP28, QSFP28qede
AMD (Solarflare, Pensando)X2522 / X3522 ; Pensando DSC10–25G ; 100–200GSFP28 ; QSFP56sfc ; ionic
ChelsioT610–100GSFP28, QSFP28cxgb4
AutresSilicom, Napatech (FPGA), Xilinx/AMD Alveo, Netronome10–100Gmixte—

Les débits par modèle de carte sont fixés par le contrôleur et les cages ; « compatible 25G » signifie 10G et 25G, rarement 1G (Ports et PCIe).

Ce que le NIC exige d’un module

  • Codes de conformité pour un débit pris en charge par le contrôleur sur cette cage.
  • Identité acceptée par le pilote — les familles Intel sont les plus strictes (Compatibilité optique sur les NIC).
  • Comportement FEC/AN que le pilote peut faire correspondre : le DAC à 25G et plus exige l’AN clause 73 aux deux extrémités ; l’optique a besoin d’un débit forcé et d’une FEC correspondante (FEC et AN).
  • Classe de puissance dans le budget de la cage de la carte — la plupart des NIC acceptent le QSFP28 classe 4 (3,5 W) et le QSFP-DD jusqu’à 12–15 W ; vérifier pour les modules ZR/accordables (Puissance et consommation).
  • Refroidissement : le flux d’air du serveur traverse la carte de l’avant vers l’arrière ; les modules sur les cartes orientées vers l’arrière se trouvent dans l’air d’échappement (Classes de température).

Rôles typiques et leur optique

RôleNICLiaison
Hôte de virtualisation généraliste2 × 25G SFP28DAC vers le ToR (Rôles et topologies)
Stockage / NVMe-oF2 × 100G QSFP28DAC/AOC, RoCE avec PFC (Ethernet sans perte)
Serveur GPU4–8 × 400G OSFP/QSFP112 (un par GPU)AOC/DR4 vers les leaves de rail (Câblage d’un cluster IA)
HPCHCA InfiniBand 1–2 × NDR/XDRDAC/AOC (Câbles IB)
Edge / agence2 × 10G SFP+LR vers un cœur de campus
Gestion / OOB1G RJ45 ou SFP—

Pour aller plus loin

  • Ports NIC, débits et bande passante PCIe — cages sur les NIC, double débit, câbles d’éclatement, génération PCIe × voies contre total de ports, OCP 3.0, alimentation et refroidissement.
  • Compatibilité des transceivers sur les NIC — listes blanches des pilotes par constructeur, allow_unsupported_sfp d’Intel, comportement Windows/ESXi, FEC/AN avec DAC et optique, quoi coder.
  • Outils et diagnostics NIC — ethtool -m, mlxlink, bnxtnvm, outils Intel, commandes Windows et ESXi, lecture des DDM et des compteurs FEC depuis le serveur.
  • SmartNIC et DPU — BlueField, Pensando, IPU : ports et optique sur les adaptateurs programmables.

Dans CodingBox

Un module qu’un NIC rejette se diagnostique de la même façon qu’un module rejeté par un commutateur : lire l’identité et les codes de conformité sur le banc, comparer avec la liste du pilote, coder si la politique l’exige (Check transceiver, Verrouillage constructeur).


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