Anahtar rolleri ve topolojileri: her optik nereye gider
Aynı 100G modül; bir kabinde ucuz bir DAC, oda genelinde bir SR4, binalar arasında bir LR4 ve şehirler arasında bir DWDM kanalıdır. Bir portun hangisini alacağına, anahtarın ağdaki rolü ve etrafındaki topoloji karar verir. Bu sayfa; klasik kampüs kademelerini ve veri merkezi leaf-spine’ını, ima ettikleri optiklere, mesafelere ve sayılara eşler — böylece bir malzeme listesi tasarımdan okunabilir.
Kampüs: erişim, dağıtım, çekirdek
| Kademe | Rol | Tipik portlar | Alt bağlantılar | Üst bağlantılar ve optikler |
|---|---|---|---|---|
| Erişim | uç cihazları bağlar | 24–48 × RJ45 (1G/mGig, PoE) + 2–4 SFP+/SFP28 üst bağlantı | bakır | 10G/25G SR (bina içi MMF), LR (binalar arası), bazen 1G LX |
| Dağıtım / toplulaştırma | bina veya kat grubu başına erişim anahtarlarını toplulaştırır | 24–48 × SFP+/SFP28, 4–8 × QSFP28 | 10G/25G SR/LR | çekirdeğe 40G/100G SR4/LR4; fiber kıtsa CWDM/DWDM |
| Çekirdek | dağıtımı birbirine bağlar, yönlendirir | QSFP28/QSFP-DD | 100G/400G | sahalar arasında LR4/FR4/ER4; kiralık fiber üzerinden CWDM veya DWDM |
| Birleştirilmiş çekirdek | küçük sahalar: dağıtım + çekirdek bir arada | karma | — | — |
Kampüs mesafeleri metrelerden birkaç kilometreye kadardır: bina içinde OM3/OM4 üzerinde SR, aralarında tek modlu fiber üzerinde LR/LX; erişim sınıfları PMD referansı sayfasında.
Veri merkezi: leaf-spine (Clos)
| Rol | Diğer adı | Portlar | Alt bağlantılar | Üst bağlantılar |
|---|---|---|---|---|
| Leaf | ToR (top of rack), erişim | 48 × SFP28/SFP56 + 8 × QSFP28/QSFP-DD, veya 32 × QSFP-DD | sunucular: 25G/50G/100G — kabinde DAC (≤ 3 m), komşu kabinlere AOC/SR | her spine’a: 100G/400G SR4/DR4/AOC (≤ 100 m) |
| Spine | toplulaştırma, fabrik | 32–64 × QSFP28/QSFP-DD/OSFP | leaf’ler | süper-spine’a veya sınıra: DR4/FR4 (500 m–2 km) |
| Süper-spine / çekirdek | pod ara bağlantısı | yüksek radiksli 400G/800G | spine’lar | kampüs içinde DR/FR; DCI için ZR/ZR+ (Koherent) |
| Sınır leaf | WAN/internete kenar | karma | — | operatörlere LR/ER/CWDM/DWDM |
| Yönetim | bant dışı | 1G RJ45/SFP | BMC’ler, konsollar | OOB çekirdeğine 1G/10G LR |
Genel kurallar: leaf-spine bağlantılarının hepsi aynı hızda ve FEC’tedir; genel işlem için 3:1’lik bir oversubscription (alt bağlantı kapasitesi ÷ üst bağlantı kapasitesi) yaygındır, AI ve depolama için 1:1 (GPU fabrikleri).
Ray optimizasyonlu AI fabrikleri
GPU düğümleri her NIC’i farklı bir leaf’e bağlar, bu yüzden çoğu sunucu bağlantısı kabini terk eder — DAC yerine AOC ve optik — ve GPU başına kablo sayısı kademe başına birdir (AI kümesi kablolama).
Depolama ve SAN
Fibre Channel anahtarları, oda içinde 16/32/64GFC SW optikleriyle ve odalar arasında LW ile kendi fabriklerini (edge-core veya core-edge-core) oluşturur; Ethernet depolaması leaf-spine üzerinde kayıpsız sınıflarla taşınır (SAN tasarımı, Kayıpsız Ethernet).
Mesafe → optik
| Segment | Mesafe | Ortam | Optik |
|---|---|---|---|
| Sunucudan ToR’a | ≤ 3 m | bakır | DAC (Kablo iç yapısı) |
| Sunucudan end-of-row leaf’e | 3–30 m | AOC veya MMF | AOC, SR |
| Leaf’ten spine’a, aynı salon | 10–100 m | OM4 veya SMF | SR4/SR8, DR4/DR8 |
| Salonlar/binalar arası | 100 m – 2 km | SMF | DR, FR4, LR/LX |
| Kampüs / metro | 2–40 km | SMF | LR, ER, CWDM, 4WDM |
| Bölgesel DCI | 40–120 km | SMF, yükseltilmiş | ZR/ZR+, DWDM transponderleri |
| Uzun mesafe | > 120 km | SMF, yükseltilmiş | DWDM hat sistemleri (Ağ tasarımı ve OTN) |
Fiberin kıt olduğu güzergâhlar, tel başına kapasiteyi çoğaltmak için CWDM veya DWDM kullanır; yalnızca bir tel varsa tek fiber BiDi kullanılır.
Bir tasarımdan optikleri saymak
Örnek: 16 kabinlik bir pod, kabin başına 32 sunucu, sunucu başına 2 × 25G, 4 spine.
| Öğe | Sayı |
|---|---|
| Sunucu bağlantıları (2 × 25G × 32 × 16) | 1 024 DAC |
| Leaf üst bağlantıları (16 leaf × 4 spine × 2 × 100G) | 128 bağlantı → 256 QSFP28 SR4/DR4 + 128 MPO trunk |
| Spine’dan süper-spine’a (4 spine × 8 × 100G) | 32 bağlantı → 64 modül |
| Sınır + OOB | 8–16 LR modül, 48 1G |
| Yedek parça (5 %) | ~20 |
Tasarım dual-plane ise ikinci fabrik için ikiyle çarpın.
Roller ve ilke
Rol, aynı zamanda platformun optikler konusunda ne kadar katı olduğunu da belirler: operatör ve SAN ekipmanı genellikle OEM markalamasını zorunlu kılar; merchant silicon üzerindeki veri merkezi leaf-spine’ı çoğunlukla esnektir; kampüs erişimi satıcıya göre değişir (Her NOS bir modülü nasıl doğrular, Satıcı kilidi).
CodingBox’ta
Role dayalı bir malzeme listesi, PMD’lerin ve parça numaralarının bir listesidir; CodingBox, teslim edilen her modülü buna göre doğrular (tür, erişim mesafesi, dalga boyu, PN) ve tasarımın OEM uyumlu modüller gerektirdiği yerlerde kimlikleri kodlar (Check transceiver, Code database).
Bir tasarımı satın almaya ve çalışan bir kabine dönüştürmek — seçim kriterleri, optik malzeme listesi, devreye alma kontrol listesi ve kabul testi: Seçim ve devreye alma; bu topolojilerin arkasındaki L2/L3 mekaniği: Yönlendirme temelleri.
Bu topolojilerin altındaki kablolama — yapılandırılmış kablolama hiyerarşisi, veri merkezi düzenleri (EoR, MoR, ToR, trunk’lar ve kasetler), fiber sayısı planlaması: Fiber ağ topolojileri.