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NIC con puertos ópticos: visión general

El otro extremo de todo enlace de servidor es una tarjeta de interfaz de red (NIC), y juega el mismo juego que el conmutador —jaulas, carriles SerDes, un bus de gestión hacia el módulo, una política sobre qué módulos acepta— con dos diferencias: la política vive en un driver, no en un sistema operativo de red, y el cuello de botella suele ser el bus PCIe, no el puerto. Esta sección cubre las NIC con jaulas de clase SFP/QSFP: las familias y fabricantes, cómo se relacionan los puertos con el PCIe, la compatibilidad de transceptores y sus anulaciones a nivel de driver, las herramientas que leen un módulo desde el lado del servidor, y los adaptadores programables (SmartNIC, DPU) que difuminan la línea entre tarjeta y conmutador.

Ruta del servidor: CPU, PCIe, controlador y driver de la NIC, jaula, módulo o DAC, puerto del conmutador

Qué es una NIC, en términos de óptica

ElementoEn un conmutadorEn una NIC
Jaulas24–64 por chasis1–4 por tarjeta (habitualmente 1–2)
SerDesASIC de reenvíoASIC controlador de la NIC (Intel E810, Broadcom BCM57508, Nvidia ConnectX-7…)
Gestión de módulosNOS a través de un multiplexor I²C y CPLDdriver/firmware a través del I²C del controlador
Políticalista blanca del NOS (Cómo valida cada NOS un módulo)lista blanca del driver/firmware (Compatibilidad de óptica en NICs)
Configuración de velocidad/FECCLIethtool, herramientas del fabricante, BIOS/UEFI, administrador de dispositivos del sistema operativo (Herramientas)
BackhaulASIC del fabriccarriles PCIe hacia la CPU (Puertos y PCIe)
Alimentación3,3 V por jaula desde el chasisranura PCIe (25–75 W) más conector auxiliar en tarjetas de gama alta

Factores de forma de la tarjeta

Tipo de tarjetaDóndePuertos
Tarjeta de expansión PCIe (media altura media longitud, altura completa)cualquier ranura del servidor1–2 × SFP28/QSFP28, 1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP
OCP NIC 3.0 (mezzanine SFF / LFF)ranura OCP en la parte trasera del servidorlas mismas jaulas, accesibles por el frente, hot-swap en algunos chasis
LOM / integradaen la placa basehabitualmente RJ45; SFP+ en algunas
Mezzanine / bladeservidores bladese conecta al conmutador del chasis blade, sin jaulas
SmartNIC / DPUPCIe u OCP2 × 100/200/400G, núcleos Arm propios (SmartNICs y DPUs)

Familias y fabricantes

FabricanteFamilias (modelos con puerto óptico)VelocidadesJaulasDriver (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
OtrosSilicom, Napatech (FPGA), Xilinx/AMD Alveo, Netronome10–100Gmixtas—

Las velocidades por modelo de tarjeta están fijadas por el controlador y las jaulas; «capaz de 25G» significa 10G y 25G, rara vez 1G (Puertos y PCIe).

Qué necesita la NIC de un módulo

  • Códigos de conformidad para una velocidad que el controlador admita en esa jaula.
  • Identidad que acepte el driver — las familias Intel son las estrictas (Compatibilidad de óptica en NICs).
  • Comportamiento de FEC/AN que el driver pueda igualar: el DAC a 25G+ requiere AN de la cláusula 73 en ambos extremos; la óptica necesita velocidad forzada y FEC coincidente (FEC y AN).
  • Clase de potencia dentro del presupuesto de la jaula de la tarjeta — la mayoría de las NIC admiten QSFP28 clase 4 (3,5 W) y QSFP-DD hasta 12–15 W; verificar en el caso de módulos ZR/sintonizables (Potencia y consumo).
  • Refrigeración: el flujo de aire del servidor atraviesa la tarjeta de delante hacia atrás; los módulos en tarjetas orientadas hacia atrás quedan en el aire de salida (Grados de temperatura).

Roles típicos y su óptica

RolNICEnlace
Host de virtualización general2 × SFP28 25GDAC hacia el ToR (Roles y topologías)
Almacenamiento / NVMe-oF2 × QSFP28 100GDAC/AOC, RoCE con PFC (Ethernet sin pérdidas)
Servidor GPU4–8 × OSFP/QSFP112 400G (uno por GPU)AOC/DR4 hacia los leaves de rail (Cableado de un clúster de IA)
HPCHCA InfiniBand 1–2 × NDR/XDRDAC/AOC (Cables IB)
Edge / sucursal2 × SFP+ 10GLR hacia un núcleo de campus
Gestión / OOBRJ45 1G o SFP—

Para seguir leyendo

En CodingBox

Un módulo que rechaza una NIC se diagnostica igual que uno que rechaza un conmutador: lea la identidad y los códigos de conformidad en el banco, compárelos con la lista del driver, y codifique si la política lo exige (Check transceiver, Bloqueo de fabricante).


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