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NIC con porte ottiche: una panoramica

L’altra estremità di ogni collegamento al server è una scheda di interfaccia di rete (NIC), che svolge lo stesso ruolo dello switch — gabbie, lane SerDes, un bus di gestione verso il modulo, una policy su quali moduli accetta — con due differenze: la policy risiede in un driver, non in un NOS di rete, e il collo di bottiglia è spesso il bus PCIe, non la porta. Questa sezione tratta le NIC con gabbie di classe SFP/QSFP: famiglie e produttori, come le porte si relazionano al PCIe, la compatibilità dei ricetrasmettitori e le sue eccezioni a livello di driver, gli strumenti che leggono un modulo lato server, e gli adattatori programmabili (SmartNIC, DPU) che sfumano il confine tra scheda e switch.

Percorso del server: CPU, PCIe, controller e driver della NIC, gabbia, modulo o DAC, porta dello switch

Cos’è una NIC, in termini di ottica

ElementoSu uno switchSu una NIC
Gabbie24–64 per apparato1–4 per scheda (1–2 tipico)
SerDesASIC di forwardingASIC del controller NIC (Intel E810, Broadcom BCM57508, Nvidia ConnectX-7…)
Gestione del moduloNOS su mux I²C e CPLDdriver/firmware sull’I²C del controller
Policywhitelist del NOS (Come ogni NOS convalida un modulo)whitelist di driver/firmware (Compatibilità ottica sulle NIC)
Configurazione velocità/FECCLIethtool, strumenti del produttore, BIOS/UEFI, gestione dispositivi del sistema operativo (Strumenti)
BackhaulASIC del fabriclane PCIe verso la CPU (Porte e PCIe)
Alimentazione3,3 V per gabbia dallo chassisslot PCIe (25–75 W) più connettore ausiliario sulle schede di fascia alta

Fattori di forma della scheda

Tipo di schedaDovePorte
Scheda PCIe add-in (half-height half-length, full-height)qualsiasi slot del server1–2 × SFP28/QSFP28, 1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP
OCP NIC 3.0 (mezzanine SFF / LFF)slot OCP sul retro del serverstesse gabbie, accessibili dal fronte, hot-swap su alcuni chassis
LOM / embeddedsulla scheda madredi solito RJ45; SFP+ su alcune
Mezzanine / bladeserver bladesi collega allo switch dello chassis blade, senza gabbie
SmartNIC / DPUPCIe o OCP2 × 100/200/400G, core Arm propri (SmartNIC e DPU)

Famiglie e produttori

ProduttoreFamiglie (modelli con porte ottiche)VelocitàGabbieDriver (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
AltriSilicom, Napatech (FPGA), Xilinx/AMD Alveo, Netronome10–100Gmisto—

Le velocità per modello di scheda sono fissate dal controller e dalle gabbie; «capace di 25G» significa 10G e 25G, raramente 1G (Porte e PCIe).

Cosa serve alla NIC da un modulo

  • Codici di conformità per una velocità supportata dal controller su quella gabbia.
  • Identità accettata dal driver — le famiglie Intel sono le più rigide (Compatibilità ottica sulle NIC).
  • Comportamento FEC/AN che il driver può soddisfare: un DAC a 25G+ richiede AN Clause 73 su entrambe le estremità; le ottiche richiedono velocità forzata e FEC corrispondente (FEC e AN).
  • Classe di potenza entro il budget della gabbia della scheda — la maggior parte delle NIC ammette QSFP28 classe 4 (3,5 W) e QSFP-DD fino a 12–15 W; verifica per i moduli ZR/sintonizzabili (Potenza e consumo).
  • Raffreddamento: il flusso d’aria del server attraversa la scheda dal fronte al retro; i moduli sulle schede rivolte verso il retro si trovano nel flusso d’aria di scarico (Classi di temperatura).

Ruoli tipici e le loro ottiche

RuoloNICCollegamento
Host di virtualizzazione generico2 × 25G SFP28DAC verso il ToR (Ruoli e topologie)
Storage / NVMe-oF2 × 100G QSFP28DAC/AOC, RoCE con PFC (Ethernet lossless)
Server GPU4–8 × 400G OSFP/QSFP112 (uno per GPU)AOC/DR4 verso i leaf di rail (Cablaggio di un cluster AI)
HPCHCA InfiniBand 1–2 × NDR/XDRDAC/AOC (Cavi IB)
Edge / filiale2 × 10G SFP+LR verso un core di campus
Gestione / OOB1G RJ45 o SFP—

Per approfondire

In CodingBox

Un modulo rifiutato da una NIC si diagnostica come uno rifiutato da uno switch: leggi identità e codici di conformità al banco, confronta con l’elenco del driver, codifica se la policy lo richiede (Check transceiver, Blocco del produttore).


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