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NICs com portas ópticas: visão geral

A outra ponta de todo enlace de servidor é uma placa de interface de rede (NIC), e ela joga o mesmo jogo que o switch — gaiolas (cage), lanes SerDes, um barramento de gerenciamento para o módulo, uma política sobre quais módulos aceita — com duas diferenças: a política mora num driver, não num NOS, e o gargalo costuma ser o barramento PCIe, não a porta. Esta seção cobre NICs com gaiolas (cage) classe SFP/QSFP: as famílias e fabricantes, como as portas se relacionam com o PCIe, a compatibilidade de transceptores e seus contornos em nível de driver, as ferramentas que leem um módulo do lado do servidor, e os adaptadores programáveis (SmartNICs, DPUs) que borram a linha entre placa e switch.

Caminho do servidor: CPU, PCIe, controlador de NIC e driver, gaiola (cage), módulo ou DAC, porta do switch

O que é uma NIC, em termos de óptica

ElementoNo switchNa NIC
Gaiolas (cage)24–64 por caixa1–4 por placa (1–2 típico)
SerDesASIC de encaminhamentoASIC controlador da NIC (Intel E810, Broadcom BCM57508, Nvidia ConnectX-7…)
Gerenciamento de móduloNOS via mux I²C e CPLDdriver/firmware via I²C do controlador
Políticawhitelist do NOS (Como cada NOS valida um módulo)whitelist do driver/firmware (Compatibilidade de ópticas em NICs)
Configuração de velocidade/FECCLIethtool, ferramentas do fabricante, BIOS/UEFI, gerenciador de dispositivos do SO (Ferramentas)
BackhaulASIC de fabriclanes PCIe até a CPU (Portas e PCIe)
Energia3,3 V por gaiola (cage), a partir do chassislot PCIe (25–75 W) mais conector auxiliar em placas de ponta

Fatores de forma da placa

Tipo de placaOndePortas
Placa PCIe add-in (half-height half-length, full-height)qualquer slot de servidor1–2 × SFP28/QSFP28, 1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP
OCP NIC 3.0 (mezanino SFF / LFF)slot OCP na traseira do servidormesmas gaiolas (cage), acessíveis pela frente, hot-swap em alguns chassis
LOM / embarcadona placa-mãegeralmente RJ45; SFP+ em alguns
Mezanino / bladeservidores bladeconecta ao switch do chassi blade, sem gaiolas (cage)
SmartNIC / DPUPCIe ou OCP2 × 100/200/400G, núcleos Arm próprios (SmartNICs e DPUs)

Famílias e fabricantes

FabricanteFamílias (modelos com porta óptica)VelocidadesGaiolas (cage)Driver (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
OutrosSilicom, Napatech (FPGA), Xilinx/AMD Alveo, Netronome10–100Gmistas

As velocidades por modelo de placa são fixadas pelo controlador e pelas gaiolas (cage); “compatível com 25G” significa 10G e 25G, raramente 1G (Portas e PCIe).

O que a NIC precisa de um módulo

  • Códigos de conformidade para uma velocidade que o controlador suporte naquela gaiola (cage).
  • Identidade que o driver aceita: as famílias Intel são as mais rígidas (Compatibilidade de ópticas em NICs).
  • Comportamento de FEC/AN que o driver consiga acompanhar: DAC a 25G+ exige AN da Clause 73 nas duas pontas; ópticas precisam de velocidade forçada e FEC compatível (FEC e AN).
  • Classe de potência dentro do orçamento da gaiola (cage) da placa: a maioria das NICs permite QSFP28 classe 4 (3,5 W) e QSFP-DD até 12–15 W; verificar módulos ZR/sintonizáveis (Potência e consumo).
  • Refrigeração: o fluxo de ar do servidor vai da frente para trás através da placa; módulos em placas voltadas para trás ficam no ar de exaustão (Classes de temperatura).

Papéis típicos e suas ópticas

PapelNICEnlace
Host de virtualização geral2 × 25G SFP28DAC até o ToR (Papéis e topologias)
Armazenamento / NVMe-oF2 × 100G QSFP28DAC/AOC, RoCE com PFC (Ethernet sem perdas)
Servidor GPU4–8 × 400G OSFP/QSFP112 (um por GPU)AOC/DR4 até os leaves de rail (Cabeamento de um cluster de IA)
HPCHCA InfiniBand 1–2 × NDR/XDRDAC/AOC (Cabos IB)
Borda / filial2 × 10G SFP+LR até um núcleo de campus
Gerenciamento / OOB1G RJ45 ou SFP

Leitura adicional

No CodingBox

Um módulo que uma NIC rejeita é diagnosticado da mesma forma que um que um switch rejeita: ler a identidade e os códigos de conformidade na bancada, comparar com a lista do driver, codificar se a política exigir (Check transceiver, Bloqueio do fabricante).


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