NVIDIA Mellanox MFP7E10-N010 راه حل فنی: اتصال با قابلیت اطمینان بالا و بهینه سازی عملیات

1. پیشینه پروژه و تحلیل نیازهای

معماری های مدرن مرکز داده و شبکه های سازمانی در حال تغییر اساسی هستند. همگرایی خوشه های آموزش هوش مصنوعی / ML، پارچه های محاسبات با عملکرد بالا (HPC)و بار های کاری سازمانی سنتی بر روی زیرساخت های مشترک 400GbE و NVIDIA NDR (400Gb / s) InfiniBand خواسته های بی سابقه ای را در لایه فیزیکی معرفی کرده استدر حالی که معماران شبکه به دقت برنامه ریزی توپولوژی سوئیچ، الگوریتم های کنترل ازدحام و سیاست های مهندسی ترافیک را انجام داده اند،کارخانه کابل گذاری غیرفعال که اغلب به عنوان یک کالا مورد استفاده قرار می گیرد، به عنوان یک تنگنایی حیاتی در دستیابی به قابلیت اطمینان از انتهای تا انتهای و عملکرد قابل پیش بینی ظاهر شده است..

در سرعت داده 400G، بودجه های پیوند نوری به طور قابل توجهی محدود می شوند. and every manufacturing tolerance deviation in MPO trunk assemblies can introduce insertion loss that pushes a link from fully operational to marginal—triggering Forward Error Correction (FEC) overheadو در بدترين حالت، باعث افت پيوند مي شه که کل ساختار رو بي ثبات مي کنهچرخه های رفع مشکل ناشی از آن زمان گیر هستند و اغلب نتیجه گیری نمی کنند.، زیرا نظارت و تشخیص لایه فیزیکی در زمان واقعی دشوار است.

این راه حل فنی با قرار دادنNVIDIA Mellanox MFP7E10-N010به عنوان یک بلوک پایه ای برای طراحی لایه فیزیکی با قابلیت اطمینان بالا. این راه حل برای معماران شبکه در حال برنامه ریزی برای استقرار های جدید 400G، مهندسان پیش فروش در حال طراحی پیشنهادات مشتری،و عملیات منجر به کاهش MTTR و بهبود ثبات شبکه.

2طراحی معماری شبکه / سیستم

معماری توصیه شده از یک مدل استاندارد سه طبقه ستون فقرات پیروی می کند، با ویژگی های انعطاف پذیری لایه فیزیکی که ازMFP7E10-N010ویژگی های عملکرد گواهی شده کابل.

در این معماری:

• لایه ستون فقرات:استفاده از سوئیچ های NVIDIA Spectrum-4 یا Quantum-2 که هرکدام از آنها دارای پورت های QSFP-DD یا OSFP هستند که در سرعت 400GbE یا NDR کار می کنند.
• لایه برگ:سوئیچ های بالا (ToR) که به گره های محاسباتی، آرایه های ذخیره سازی و خوشه های GPU متصل می شوند.
• اتصال:تمام اتصال های ستون فقرات به برگ و برگ به ستون فقرات با استفاده ازکابل غیرفعال MFP7E10-N010 400GbE/NDR MMF MPO-12، ارائه یک پیوند فیزیکی ثابت و تایید شده توسط کارخانه از پورت سوئیچ به پورت سوئیچ.

اصل کلیدی معماری این استهمسان سازی لایه فیزیکیبا استاندارد سازی در یک نوع کابل اصلی MPO در سراسر پارچه، معماری تغییرات مرتبط با فروشندگان متعدد کابل، انواع مختلف پولش،و کیفیت پایان ناپایداراین همگراسازی مدیریت موجودی را ساده می کند، هزینه های صرفه جویی را کاهش می دهد،و تضمین می کند که هر پیوند در بافت دارای همان بودجه از دست دادن نوری باشد.

علاوه بر این، معماری شامل مسیرهای فیزیکی اضافی است:هر سوئیچ برگ به حداقل دو سوئیچ ستون فقرات با استفاده از کابل های جداگانه MFP7E10-N010 متصل می شود که از طریق سینی های مختلف کابل هدایت می شوند.این تنوع در برابر آسیب به کابل و آلودگی کانکتور محافظت می کند، زیرا یک پیوند تخریب شده می تواند جدا شود در حالی که ترافیک به راحتی به مسیر اضافی تغییر می کند.

3نقش و ویژگی های کلیدی NVIDIA Mellanox MFP7E10-N010 در راه حل

درNVIDIA Mellanox MFP7E10-N010به عنوان بافت اتصال فیزیکی عمل می کند که کل معماری را به هم متصل می کند. نقش خاص آن ارائه یک عملکرد بالا، کم ضرر،و مسیر نوری کاملاً منفعل بین گیرنده های 400G از طریق توپولوژی برگ ستون فقرات.

ویژگی های فنی کلیدی که MFP7E10-N010 را برای این نقش مناسب می کند عبارتند از:

• کانکتورهای MPO-12 تولید شده در کارخانه:هر کابل در یک محیط تولید کنترل شده به پایان می رسد و پولیش می شود، که هندسه و تمیز بودن پای پای آن را تضمین می کند.این امر تغییرات کیفیت رایج با راه حل های پایان میدان را از بین می برد.
• ساخت فیبر چند حالت OM4:OM4 که برای برنامه های SR4 و NDR 400G بهینه شده است، پهنای باند بالاتری و ضخامت کمتری را در مسافت های طولانی تر نسبت به OM3 فراهم می کند.پشتیبانی از طول پیوند تا 100 متر در اکثر پیکربندی های مرکز داده.
• بودجه ضایعات تضمینی:بر اساسورق اطلاعات MFP7E10-N010، هر کابل آزمایش و گواهینامه داده شده است تا مشخصات ضایعات ورودی و ضایعات بازگشت را برآورده کند، که امکان محاسبه دقیق بودجه پیوند را در طول مرحله طراحی فراهم می کند.
• محفظه کانکتور تب فشار-کشید:طراحی پروفایل پایین، قرار دادن و برداشتن در پنل های پیچ با چگالی بالا را آسان می کند و خطر اختلال در بندر مجاور در طول عملیات نگهداری را کاهش می دهد.
• گزینه های قطبی (روش A/B/C):MFP7E10-N010 از پیکربندی های قطبی متعدد پشتیبانی می کند و آن را بدون نیاز به سفارش سفارشی با معماری های مختلف گیرنده و کاست سازگار می کند.

از منظر سازگاری،مطابقت با MFP7E10-N010این ماتریس شامل تمام ماژول های بزرگ نوری 400G است که از Pinouts MSA پیروی می کنند، و همچنین نمونه کار گیرنده NVIDIA.این تضمین می کند که کابل می تواند در محیط های فروشنده های مخلوط بدون به خطر انداختن عملکرد استفاده شود..

4توصیه های استقرار و مقیاس بندی (با توپولوژی معمولی)

یک توپولوژی استقرار معمولی برای یک مرکز داده متوسط (به عنوان مثال، 48 سوئیچ برگ، 8 سوئیچ ستون فقرات) به صورت زیر است:

• اتصال برگ به ستون فقرات:هر سوئیچ برگ مجهز به 8 پورت uplink است که هرکدام از طریق یک کابل جداگانه MFP7E10-N010 به یک پورت مربوطه در یکی از 8 سوئیچ ستون فقرات متصل می شوند..
• طول کابل:برای قفسه ها در یک ردیف (≤20 متر) ، کابل های استاندارد MFP7E10-N010 استفاده می شود. برای اتصال های متقاطع یا انتهای ردیف (تا 100 متر) ، نسخه های طولانی تر استفاده می شود.حفظ همان مشخصات عملکرد نوری.
• مدیریت کابل:کابل های اصلی MPO از طریق سینی های کابل های بالا با حداقل شعاع خم 30 میلی متر (به ازایمشخصات MFP7E10-N010) مدیران کابل عمودی با براکت های تخفیف فشار برای جلوگیری از فشار اتصال در پانل های پچ توصیه می شود.

برای مقیاس بندی معماری فراتر از یک پاد تک، طراحی می تواند در چندین پاد تکرار شود، با اتصال بین پاد توسط سوئیچ های ستون فقرات سطح بالا یا حمل و نقل نوری DWDM فراهم می شود.در هر تکه، همونMFP7E10-N010 راه حل کابل فیبر مرکزی MPOدر تمام مرکز داده ها، عملکرد یکپارچه لایه فیزیکی را تضمین می کند.

در هنگام گسترش ظرفیت، معماری از یک استراتژی استقرار "کابل اول" پشتیبانی می کند: تمام کابل های MFP7E10-N010 در طول مرحله کابل سازی اولیه نصب می شوند،با اضافه کردن فقط فرستنده های فعال به عنوان پورت های سوئیچ به تدریج به صورت آنلاین آورده می شونداین رویکرد زمان های پیش رو برای پیاده سازی آینده را کاهش می دهد و مدیریت تغییر را ساده می کند، زیرا کارخانه فیزیکی از قبل تأیید شده است.

برای برنامه ریزی خرید،قیمت MFP7E10-N010باید در زمینه هزینه کل مالکیت (TCO) ارزیابی شود. در حالی که قیمت واحد ممکن است کمی بالاتر از جایگزین های غیر گواهی شده باشد، MTTR کاهش یافته، نرخ شکست لینک پایین تر،و تدارکات صرفه جویی ساده به بازگشت سریع سرمایه گذاری منجر می شود.MFP7E10-N010 برای فروشدر دسترس بودن از طریق کانال های توزیع متعدد همچنین تضمین می کند که کابل های ذخیره در مدت کوتاهی خریداری می شوند و از مدل های موجودی فقط در زمان پشتیبانی می کنند.

5نظارت بر عملیات، رفع مشکل و توصیه های بهینه سازی

تیم های عملیاتی اغلب برای به دست آوردن دید در لایه فیزیکی تلاش می کنند، زیرا ابزارهای سنتی نظارت بر شبکه بر معیارهای لایه 2 و لایه 3 تمرکز می کنند.راه حل شامل چندین روش عملیاتی است:

• ثبت قدرت نوری پایه:در زمان استفاده، سطوح قدرت دریافت نوری برای هر پیوند ثبت می شود. این مقادیر با مقادیر تولید کننده مقایسه می شوند.ورق اطلاعات MFP7E10-N010بودجه های زیان برای تایید سلامت پیوند.
• تمیز کردن و بازرسی دوره ای اتصال:کانکتورهای MPO در معرض آلودگی از گرد و غبار و جفت گیری مکرر هستند. یک برنامه بازرسی و تمیز کردن برنامه ریزی شده (به عنوان مثال، هر 6 ماه) با استفاده از میکروسکوپ های آخر، توصیه می شود.با پوشک های قابل برداشت گرد و غبار MFP7E10-N010 که به جلوگیری از آلودگی کمک می کند.
• نظارت بر تخریب پیوند:سوئیچ هایی که از نظارت نوری دیجیتال (DOM) پشتیبانی می کنند، خواندن قدرت Rx را در زمان واقعی فراهم می کنند.5 دبیل در میان پیوندهای متعدد متصل به یک کابل MFP7E10-N010 ممکن است نشان دهنده آلودگی کانکتور یا آسیب کابل باشد.، که هشدار مربوط به تعمیرات فعال را فعال می کند.
• ردیابی نسبت FEC:نسبت تصحیح خطای جلو یک شاخص اولیه از استرس لایه فیزیکی است.افزایش مداوم رویدادهای اصلاح FEC (> 1٪ از کل بیت ها) در یک پیوند باید باعث بازرسی فیزیکی کابل MFP7E10-N010 و گیرنده های متصل شده آن شود..

برای جداسازی سریع خطای، هر کابل MFP7E10-N010 با یک شماره سریال منحصر به فرد و شناسه گزارش آزمایش برچسب گذاری شده است.اجازه می دهد تا تیم های عملیاتی به سرعت یک پیوند خراب شده را به کابل خاص خود ردیابی کنند و برای مقایسه داده های آزمایش گواهی شده توسط کارخانه را مشاهده کنند..

توصیه های بهینه سازی برای استقرار های موجود شامل:

• جایگزینی صندوق های MPO با یک استانداردMFP7E10-N010 کابل فیبر اصلی MPOموجودی برای حذف تغییرات عملکرد.
• اجرای مدیریت شعاع خم شدن کابل با استفاده از راهنماهای عمودی و قفسه های نردبان، به حداقل رساندن فشار مکانیکی بر روی فیبر های MMF.
• بازنگریمطابقت با MFP7E10-N010در هنگام ارتقاء ترانسسیورها برای اطمینان از تداخل مداوم.

6خلاصه و ارزیابی ارزش

درNVIDIA Mellanox MFP7E10-N010بیشتر از یک کابل منفعل است، این یک ابزار کاهش ریسک لایه فیزیکی است که به طور مستقیم به قابلیت اطمینان مرکز داده، کارایی عملیاتی و سادگی معماری کمک می کند.با استاندارد سازی روی این کابل فیبر اصلی گواهی شده MPO، سازمان ها به دنبال:

• بودجه های مرتبط قابل پیش بینی:ضایعات ورودی و ضایعات بازگشت مورد آزمایش کارخانه امکان برنامه ریزی دقیق ظرفیت را فراهم می کند.
• کاهش هزینه های رفع مشکل:ویژگی های یکنواخت کابل و مستندات آزمایش تجزیه و تحلیل علت ریشه را تسریع می کند.
• مدیریت موجودی ساده:یک SKU واحد باعث کاهش پیچیدگی و هزینه های خرید می شود.
• معماری مقیاس پذیر:عملکرد MFP7E10-N010 به طور مداوم در پوسته ها و مراکز داده مقیاس بندی می شود.
• تضمین قابلیت همکاری:سازگاری تأیید شده با فروشندگان اصلی ترانسسیور عدم اطمینان های ادغام را از بین می برد.

برای معماران شبکه، MFP7E10-N010 یک پایه اثبات شده و مستند برای پارچه های 400G و NDR را فراهم می کند. برای مهندسان پیش فروش، این یک پیشنهاد ارزش واضح ارائه می دهد:یک راه حل لایه فیزیکی که مزایای عملیاتی قابل اندازه گیری را ارائه می دهدو برای رهبران عملیات، این به مداخله های اضطراری کمتر و رفتار قابل پیش بینی شبکه تبدیل می شود.

با افزایش سرعت مراکز داده، اصل اعتباربخشی لایه فیزیکی به طور فزاینده ای مهم می شود. MFP7E10-N010 برای پاسخگویی به این چالش امروز طراحی شده است،در حالی که استانداردهای سختگیرانه تولید و آزمایش آن را به عنوان یک جزء سازگار با آینده برای ارتقاء 800G قرار می دهدبرای سازمان هایی که به دنبال یکMFP7E10-N010 راه حل کابل فیبر مرکزی MPO، این چارچوب فنی یک مرجع عملی برای دستیابی به اتصال با قابلیت اطمینان بالا و بهینه سازی عملیات در محیط های شبکه مدرن فراهم می کند.