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Portas e uplinks

O painel frontal de um switch é um conjunto de papéis, não apenas um conjunto de furos: downlinks voltados para os dispositivos, uplinks voltados para o resto da rede, portas de stacking voltadas para switches irmãos, portas de gerenciamento voltadas para o operador. Cada papel tem uma velocidade, um meio, um módulo e um modo de falha típicos. Esta página organiza as portas por papel, explica a sobreposição confusa entre “access”, “trunk” e “uplink”, quantifica o oversubscription, e cobre os módulos de uplink, a agregação de enlaces em uplinks e como os módulos ópticos de uplink são escolhidos.

Papéis de porta

PapelVoltado paraMeio típicoVelocidadesQuantidade em um switch de acesso de 48 portas
Downlink / acessodispositivos finais, servidoresRJ45 (PoE), SFP/SFP+/SFP281G–25G (mGig 2,5/5/10G em cobre)24–48
Uplinkdistribuição/spineSFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP-DD10G–400G2–8
Stackingswitches irmãos em um stackcabo proprietário ou QSFP+/QSFP28 com firmware de stacking40–480 Gb/s por anel2
Gerenciamento (OOB)rede de gerenciamentoRJ45 (às vezes SFP)100M/1G1
ConsoleoperadorRJ45 (RS-232) e/ou USB-C/mini-USB1–2
USBarmazenamento de arquivos, imagens de ZTPUSB-A1
ComboRJ45 ou SFP, um ativo1G2–4 em switches pequenos

Em switches leaf/spine de data center, toda porta frontal é igual (32 × QSFP-DD); “uplink” é um papel de configuração, não uma classe de hardware (Papéis e topologias de switches).

TermoCamadaSignificadoConfusão
Porta de acesso (L2)2carrega uma VLAN não marcadavs. “switch de acesso” (um papel na hierarquia)
Porta trunk (L2)2carrega várias VLANs com tags 802.1Qvs. “trunk” da Juniper/HP = LAG em algumas CLIs
Uplinkfísico/papelo enlace em direção ao núcleo; geralmente um trunk L2 ou uma porta roteada L3um uplink pode ser uma porta de acesso (VLAN única) ou uma interface roteada
Downlinkfísico/papelem direção aos dispositivos ou à camada inferior
Porta roteada3tem um endereço IP, sem tag de VLANuplinks leaf–spine são roteados

Detalhes da camada de encaminhamento: Fundamentos de encaminhamento.

Oversubscription

ProjetoCapacidade de downlinkCapacidade de uplinkProporçãoUso típico
48 × 1G + 4 × 10G48 Gb/s40 Gb/s1,2 : 1acesso de campus
48 × 1G + 2 × 10G48202,4 : 1acesso de campus, econômico
48 × 10G + 6 × 40G4802402 : 1leaf de DC mais antigo
48 × 25G + 8 × 100G1 2008001,5 : 1leaf de DC, computação geral
48 × 25G + 6 × 100G1 2006002 : 1leaf de DC, econômico
32 × 100G dividido 16/161 6001 6001 : 1armazenamento, IA
64 × 400G dividido 32/3212 80012 8001 : 1back-end de IA

Proporção = soma das velocidades de downlink ÷ soma das velocidades de uplink. 3 : 1 é tolerável para tráfego de escritório, 1 : 1 é exigido onde o tráfego any-to-any roda na taxa de linha (Fabrics de GPU). Os uplinks geralmente são agregados (LAG ou ECMP), então seus módulos ópticos falham como um grupo de enlaces independentes, não como um único cano grande.

Switches de campus costumam aceitar um módulo de uplink removível: 4 × SFP+, 2 × SFP28 + 2 × QSFP28, 4 × 25G, 2 × 40G/100G. Pontos a verificar:

  • o módulo tem sua própria lista de módulos ópticos suportados e, às vezes, seu próprio orçamento de energia;
  • as portas do módulo podem não suportar breakout ou 1G;
  • alguns módulos são hot-swappable, outros exigem um reload;
  • o stacking pode consumir portas de uplink ou um slot dedicado (Empilhamento e MLAG).
MétodoO que ofereceConsequência para a óptica
LAG / port-channel (LACP)N enlaces para um vizinho agem como um sótodos os membros na mesma velocidade e, idealmente, no mesmo tipo de módulo; um membro com erros de CRC degrada os fluxos que caem nele pelo hash
MLAG / vPC / VLTLAG entre dois vizinhosos membros ficam em dois switches — conte os módulos ópticos dos dois
ECMP L3N uplinks roteados, custo igualpadrão em leaf–spine; cada uplink independente, o BFD detecta falhas
Anel de stackingbackplane switch a switchcabos/módulos ópticos dedicados, não contados como uplinks

Um único uplink de 100G contra um LAG de 4 × 25G: mesma capacidade no papel, mas um único fluxo fica limitado à velocidade de um membro em um LAG, enquanto o de 100G o carrega inteiro (Cabeamento de breakout e MPO).

Um uplink QSFP28 de 100G dividido em 4 × 25G alcança quatro leaves a partir de uma porta de spine; uma porta de 400G dividida em 4 × 100G quadruplica o radix. Quais portas permitem isso, como os filhos são nomeados e o que o módulo precisa anunciar: Tipos de porta e gaiolas (cage), Nomenclatura de portas e LEDs.

PerguntaA resposta decide
Distância e tipo de fibraSR/SR4 em MMF ≤ 100–400 m; DR/FR/LR em SMF para 500 m–10 km; ER/ZR/CWDM/DWDM além disso (Tabelas de alcance)
Quantidade de fibras disponívelSR4/DR4 paralelos (MPO) exigem 8 fibras; FR4/LR4/CWDM4 duplex LC exigem 2
Gaiolas (cage) das duas pontas100G QSFP28 para 25G SFP28 → breakout; QSFP-DD para QSFP28 → módulo QSFP28 na gaiola (cage) DD
Política de FEC e velocidade dos dois NOSprecisam combinar (Receitas de configuração de porta)
Política de módulos dos dois fabricantesOEM, codificado ou de terceiros (Como cada NOS valida um módulo)
Orçamento de energia da gaiola (cage) de uplinkmódulos ER4 / ZR de 40 km podem excedê-lo (Potência e consumo)
Redundânciadois uplinks em dois módulos/caminhos diferentes; sobressalentes no local
  • PoE em portas de acesso de cobre: 15,4 / 30 / 60 / 90 W por porta (802.3af/at/bt); o orçamento de PoE divide a PSU com os módulos ópticos — um switch PoE totalmente carregado pode sofrer derating.
  • RJ45 multigig (2,5/5/10GBASE-T) usa PHYs USXGMII (SGMII e gigabit serial).
  • Downlinks de servidor em 25G/100G: DAC ≤ 3 m, AOC além disso, módulos ópticos raramente (DAC vs. AOC).
  • SFPs de cobre em downlinks SFP: modo SGMII necessário para clientes 10/100.

Falhas típicas de porta por papel

PapelProblema frequenteOnde procurar
Uplinkdescompasso de FEC/velocidade entre dois fabricantes; polaridade de fibra errada no MPOVelocidade e taxa, Sem enlace
Downlink (servidor)DAC sem AN, conflito de velocidade no grupo de porta de 25GTipos de porta e gaiolas (cage)
Downlink (SFP de cobre)cliente 10/100 não estabelece enlaceSGMII e gigabit serial
Stackingcabo/módulo que não é de stacking em uma porta de stackEmpilhamento e MLAG
ComboSFP inserido, mas o lado RJ45 está ativoajuste de media-type
Gerenciamentoin-band e OOB confundidos, VRF erradaGerenciamento e monitoramento

No CodingBox

Seja qual for o papel, cada porta de fibra lê primeiro a memória do seu módulo. Confirmar os códigos de velocidade, a classe de potência e a identidade de um módulo na bancada antes da instalação — especialmente em uplinks entre fabricantes diferentes — evita uma porta que fica fora do ar silenciosamente (Check transceiver).

Escolher o módulo para a fibra atrás da porta — tabela de correspondência por tipo de fibra e distância, orçamento do lado do módulo, regras de conector e polimento, descompassos comuns: Transceptores no enlace.


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