現代の世界では「技術競争」が激化しており、既存のネットワークインフラは、ますます高まる速度と転送数のニーズに対応するためにアップグレードされ、改善されています。これらの進歩の中で、 100Gネットワークカード ハイエンドのネットワークソリューションには欠かせない要素となっています。このチュートリアルでは、100Gネットワークカードの知識を広げ、現在のデータセンターにおける100Gネットワークカードの機能、フレームワーク、目的について概説します。データスループットに対する世界的な需要の高まりや、データ転送リンクの強化、リンク遅延の減少など、100Gネットワークカードは、通信や通信などの多くの業界で不可欠です。 クラウドコンピューティングこの概要は、読者にこの浸透の高さを理解してもらい、100Gの戦略的有用性を示すものである。 ネットワーク技術 ネットワークパフォーマンスの最適化と、想定される高精細通信を実現します。
100G ネットワーク カードとは何ですか? どのように機能しますか?
100Gネットワークカードは、100 GbEネットワークインターフェースカード（NIC）とも呼ばれ、デバイスを最大100ギガビット/秒でネットワークに接続できるようにするハードウェアです。現在のトランシーバーと変調技術を導入することで、ネットワーク全体でデータ損失なしに高速ストリームをトラフィックすることで目的を達成します。 ネットワークアーキテクチャカードは PCIe スロットを介してマザーボードに接続し、データセンターとネットワーク デバイス間の通信にイーサネット プロトコルを使用します。
ネットワーク インターフェース カードの基礎を理解する
ネットワーク アダプタとも呼ばれるネットワーク インターフェイス カード (NIC) は、マシンがネットワークに参加して通信するために必要なハードウェア プロトコルをサポートできるため、今日の相互接続されたネットワーク構造に欠かせないパーツおよび要素になっています。これらのデバイスは、システムの CPU とネットワークとのデータ通信を容易にします。NIC は通常、Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) ポートに接続されたマザーボード コンポーネントです。各 NIC には、ネットワーク内のデバイスを識別するのに役立つメディア アクセス コントロール (MAC) アドレスが埋め込まれています。
NIC の動作に関しては、データが送信されたことを知るためのデータ フレームの形成、データの整合性のチェック、フロー制御、衝突の解決にも関与しています。100G カードなどの高性能カードでは、ダイレクト メモリ アクセス (DMA) アーキテクチャなどのより高度な設計が導入され、ネットワーク バッファからホスト メモリにデータを移動したり、その逆を行ったりすることで、CPU の負荷を最小限に抑えながらデータ転送を強化しています。これらの NIC を使用すると、ネットワーク全体のパフォーマンスが向上し、データ センターやエンタープライズ ネットワークなど、大量のデータ転送が要求される環境でデータをスムーズに転送できます。
100G NIC はデータセンターの運用をどのように強化するのでしょうか?
100G NIC は、データ転送に使用できる帯域幅が拡大し、レイテンシが低減してデータ スループットが向上するため、データ センターの機能が向上します。この能力向上は、大量のデータを効率的に処理する必要がある新時代のデータ センターにとって重要です。たとえば、100G NIC は DMA などのテクノロジを使用して、CPU サイクルを使用せずにデータを転送し、CPU が他のプロセスに集中できるようにします。これらの NIC は、負荷分散や輻輳管理などの重要な機能も提供し、ネットワークのパフォーマンスと信頼性のニーズを満たすのに役立ちます。このように、100G NIC は、データ トラフィックの効果的な管理、サーバーの効率性の向上、効率的でタイムリーなデータ サービスの確保に役立ちます。
28G イーサネット接続における QSFP100 ポートの役割
QSFP28 ポートは 100G イーサネット接続の重要なコンポーネントであり、小型でホットプラグ可能なトランシーバー インターフェイスとして機能します。このポートは、100 ギガビット/秒の速度でデータを送信できるため、サポートされているすべての 100G イーサネット アプリケーションに適しています。これは、それぞれが 25 Gbps のデータ レートを備えた 28 つの並列レーンを使用することで実現されます。これは、今日のネットワークのスループット ニーズを満たすために不可欠です。QSFP100 ポートは、XNUMX つの光ファイバーとさまざまな銅線との互換性により、データと通信に対応しているため、多くの用途があります。その設計は、信頼性を犠牲にすることなく低消費電力を促進します。これは、データ センターやその他の高性能環境でエイリアンの XNUMXG イーサネット リンクを提供する上で重要な役割を果たすため、重要な要件です。
適切な 100G ネットワーク カードを選択するにはどうすればよいでしょうか?
考慮すべき主な機能: Intel と他のブランドの比較
100G のキャピタを選択する際には、常に「Intel と他のブランド」を念頭に置き、注目すべき主な側面がいくつかあります。これらの側面は、パフォーマンス、互換性、効率の点でネットワーク インフラストラクチャに大きな影響を与える可能性があります。
- パフォーマンスとスループット: Intel ネットワーク カードは、パフォーマンスとスループット トーン比のレイテンシの点で例外的であり、要求の厳しい環境でも非常に低いです。他のブランドでも同じレベルのパフォーマンスを発揮できますが、ユーザーは特定のアプリケーションで宣伝されているスループット パフォーマンスを確認することをお勧めします。
- 互換性とドライバーサポート: Intel 製品はさまざまなオペレーティング システムとプラットフォームをサポートしているため、ユーザーは簡単に導入して使用できます。他のブランドは互換性のある範囲が狭く、より多くの調整が必要になる場合があります。
- 高度な機能： Intel NIC には、リモート ダイレクト メモリ アクセス (RDMA)、データ プレーン開発キット (DPDK)、効果的な負荷分散などの高度な機能が組み込まれています。他のブランドにも同様の機能が搭載されていますが、おそらくそれほど信頼性が高くなく、同じレベルではありません。
- エネルギー効率： NIC の電力消費量を常に念頭に置いてください。たとえば、エネルギー効率は Intel NIC の設計目標の 1 つですが、競合ブランドの中には独自の効率性を持つものもあります。
- 価格と価値: 関連するコストに対するメリットを評価します。Intel カードの欠点は、価格が常に高いことですが、追加機能によって妥当な利益が得られます。他のブランドはより安価な代替品を提供しているかもしれませんが、一部のハイエンド機能は利用できません。
- 評判とサポート: Intel は信頼性の高いネットワーク コンポーネントの実績があり、さらに顧客サポートと保証も充実しているため、多くの企業がこのブランドを選択しています。他のブランドを Intel と比較し、組織の目的に合ったサポートと保証を含む信頼性を求めてください。
組織は、これらの機能を総合的に評価することで、Intel または 100G イーサネット ネットワークに適した他のブランドのどちらを選択するかを判断できます。各特性は、ネットワークの運用の全体的な構成において重要です。
イーサネット ネットワークの互換性と遅延を理解する
ネットワーク システムの実装と運用に関連するその他の重要かつ相互に関連する領域は、ネットワーク標準としてのイーサネットのコンプライアンスとレイテンシです。コンプライアンスとは、ネットワーク要素またはネットワーク ノードが、複数のプロトコルと標準 (イーサネットは IEEE 802.3 標準の例) の追加サポートにより、相互に、および既存の要素またはネットワーク ノードと相互運用できる可能性を意味します。接続に関する潜在的な問題を回避することで、ネットワーク全体の効率も最大化されます。レイテンシ、つまりデータが宛先に到達するのにかかる時間は、100G イーサネットなどの標準を導入する際に考慮する必要がある、多くの場合有害な側面です。レイテンシの制御では、主に、低レイテンシのキューイングとバッファリング用に設計された NIC とネットワーク デバイスの選択に重点が置かれます。選択プロセスでプロトコルとパラメータに必要な重点を置くことで、組織はネットワーク運用が必要なレベルに達していることを保証できます。
PCI Express と X16 レーン: 知っておくべきこと
PCI Express (PCIe) は、グラフィックス カード、SSD、ネットワーク インターフェイス カードなど、コンピューター内のプラグイン周辺機器を相互接続するための業界標準です。「X16」という用語は、データ転送に使用できる独立したレーンの数を指し、X16 は 16 レーンを意味し、これにより、GPU などの高性能デバイスに適したより広い帯域幅が可能になります。さまざまな著名なソースからの最新の更新に基づくと、このような PCIe X16 スロットの帯域幅の能力は、PCIe バージョン 32 で最大 4.0 ギガバイト/秒、バージョン 64 で最大 5.0 ギガバイト/秒を達成できる可能性があり、大量のデータ転送の効率が実証されています。新しい PCIe バージョンが導入されて以来、それらは下位互換性があり、古い PCIe グラフィックス カードを速度を落として新しいスロットに取り付けることができます。これらの要因により、PCIe X16 は、短時間で大量のデータを処理する必要があるシステムを構成する際に不可欠なオプションになります。
100G イーサネット ネットワーク カードをインストールするにはどうすればいいですか?
Intel E810-CAM2 のステップバイステップのインストール手順
準備：
- システムの電源をオフにし、コンピューターからすべてのケーブルを外します。
- ファンを使用して、コンピューターのケースを開き、マザーボードを露出させます。
ネットワーク カードのインストール:
- マザーボード上で空いている PCIe X16 スロットを XNUMX つ見つけます。
- コンピューターの筐体から適切なスロット カバーを取り外します。
- E810-CAM2 カードを PCIe スロットにしっかりと挿入し、カードがスロットに正しく収まっていることを確認します。
カードの保護:
- カードを配置するためのスロットをカバーするために使用するネジを締めます。
コンピュータ ケース内のハードウェアの組み合わせを確定します。
- すでに説明した各手順の逆のプロセスを実行します。
- もう一度、すべてのケーブルが主電源と周辺機器インターフェース デバイスに接続されます。
ドライバーのインストール:
- コンピューターの電源を入れます。
- 製造元の Web サイトにアクセスし、Intel E810-CAM2 カードの最新ドライバーを入手してインストールします。
構成：
- ネットワーク設定に移動し、ネットワークのニーズに応じてカードを調整します。
一般的なインストールの問題とその解決方法
デバイスが認識されません:
- 解像度： カードが PCIe スロット内に正しく装着されていることを確認し、BIOS で PCIe デバイスをバイアスし、必要に応じて BIOS を更新します。
ドライバーのインストール失敗:
- 解像度： 問題の OS で動作する適切な最新のドライバーをダウンロードしたことを確認してください。以前に試したドライバーをすべて削除し、インストールのプロセスを再度開始してください。
ネットワーク接続の問題:
- 解像度： ネットワーク ケーブルと接続に損傷がないか調べます。ネットワーク設定をチェックし、コンピュータ システムの構成設定でネットワーク カードがアクティブになっていることを確認します。
電源不足:
- 解像度： コンピュータの電源ユニットの仕様を確認し、新しいネットワーク カードを含むすべてのコンポーネントに十分なワット数を供給できるかどうかを確認します。供給ワット数が不十分な問題が継続する場合は、PSU をより強力なものに交換することを検討してください。
これらの問題を解決すれば、担当者は Intel E810-CAM2 ネットワーク カードのインストールと構成を効率的に実行できるようになります。
デュアル QSFP28 ポート ネットワーク カードの利点は何ですか?
強化された帯域幅とデータ転送機能
デュアル QSFP28 ポート ネットワーク カードは、各ポートの転送速度が最大 100 Gbps となり、帯域幅を大幅に増加します。データ センター、クラウド ネットワーク、高性能コンピューティング環境など、多くの最新アプリケーションでは、最新のテクノロジとネットワークの使用が重要です。さらに、デュアル ポートを使用する組織は、冗長性と負荷分散を強化して、ネットワーク パフォーマンスを向上させることができます。
デュアルポートがクラウドコンピューティングと仮想化に与える影響
クラウド コンピューティングと仮想化環境は、デュアル ポート ネットワーク カードによって効率と信頼性が向上します。これは、28 つの QSFPXNUMX ポートの提供によって可能になります。これにより、XNUMX つのネットワークに接続して、常に一貫性が確保され、シームレスなフェイルオーバー機能が提供されることが保証されます。システムの冗長性は、ダウンタイムを排除し、一貫したサービス可用性を提供するため重要になります。これは、仮想化インフラストラクチャとクラウドベースのアプリケーションに不可欠です。また、デュアル ポート カードを使用すると、バルク データの転送が可能になり、仮想マシン間で負荷分散とリソース分散を効率的に行うことができます。この機能により、容量ポイントが増加し、レイテンシが短縮され、クラウドと仮想環境の一般的なパフォーマンスと全体的なスケーラビリティが向上します。
人気の 100G ネットワーク カードに関する顧客レビューとフィードバック
ユーザーによる評価の高いイーサネット ネットワーク インターフェイス カード モデル
ユーザーの間では、ピアレビューサイトがイーサネットネットワークインターフェイスカードをいくつかのカテゴリで評価しており、上位5位はイーサネットネットワークインターフェイスカードで、いくつかのカテゴリでは、イーサネットネットワークインターフェイスカードのトップ5は、スタメンモデルで、メロンックスコネクト710がベストコネクトです。最高のユーザーレビューは、高スループット環境向けの効率的な機能とテクノロジーにより、メロンックスコネクトXNUMXに与えられました。Broadcom Netxtreme eシリーズは、強力な設計と多くのオペレーティングシステムとの互換性が高く評価されており、このシリーズは複数のエンタープライズ用途に効果的です。Intel xlXNUMXは、その機能と優れたコア処理が高く評価されています。
データセンターで Intel E810-CAM1 を使用するメリットとデメリット
長所：
- 高帯域幅– 大量のデータや高トラフィックを処理するデータセンターの運用には、Intel E100-CAM810 による 1G のサポートが不可欠です。
- 高度な機能セット– アプリケーションの全体的なパフォーマンスを向上させ、ネットワークをより効率的にするのに役立つ、動的デバイス パーソナライゼーション (DDP) やアプリケーション デバイス キュー (ADQ) などの高度な機能が含まれています。
- エネルギー効率– このカードは低消費電力設計になっており、十分なパフォーマンスを提供しながらデータセンターの運用エネルギー費用を削減するのに役立ちます。
- 包括的な互換性– さまざまなオペレーティング システムと仮想化プラットフォームを通じて幅広い互換性を提供し、既存のデータ センター内での統合を容易にします。
短所：
- 費用– 高度な機能と高いパフォーマンスに伴う価格は、一部の組織にとって初期コストを高くする要因となります。
- 複雑– 高度な設定の実装と最適化には、熟練した人員と追加のトレーニングが必要になるため、多くのリソースを必要とするプロセスになる可能性があります。
- ベンダーロックインのリスク– ほとんどのハイテク コンポーネントと同様に、ベンダー ロックインのリスクがあり、データ センター インフラストラクチャの将来の拡張性と柔軟性に影響を及ぼす可能性があります。
SFP および光ファイバー接続のユーザー エクスペリエンス
ユーザーによると、SFP モジュールは光ファイバー接続のセットアップに役立ち、信頼性が高く効果的です。高く評価されている主な特徴の 1 つは、SFP の汎用性です。これにより、さまざまなハードウェアに接続して、さまざまなシステムで使用できます。さらに、光ファイバー接続により、今日のデータ センターにとって重要な、より高速なデータ伝送とより優れた帯域幅を実現できることをユーザーは指摘しています。ただし、一部のユーザーは、銅線と比較して光ファイバー インフラストラクチャに関連する費用が高いことや、システムから最高のパフォーマンスを確保するために定期的なメンテナンスが必要であることなど、特定の欠点を指摘しています。結論として、長距離で高いデータ伝送要件がある環境では、SFP と光ファイバー接続が非常に効果的であるため、その使用に対する需要が高まっています。
参照ソース
よくある質問（FAQ）
Q: 100G ネットワーク カードの特徴は何ですか?
A: 100G ネットワーク カードまたは Mellanox® ConnectX-4 EN ネットワーク カードは、最高の帯域幅、最小のレイテンシ、および SR-IOV、パケット処理、光ファイバー ネットワーク互換性などの高度な機能を備えています。これらは 100GbE 接続を可能にし、シングル ポート QSFP28 やデュアル ポート QSFP28 などの構成で提供されます。
Q: システム用に 100G ネットワーク カードを購入する際に考慮すべき点は何ですか?
A: 適切な 100G ネットワーク カードには、アダプタ タイプ (シングル ポート QSFP28 またはデュアル ポート)、PCIe x16 (できれば PCIe 4.0 インターフェイス サポート)、カードに InfiniBand、iWARP、または RoCEv2 オプションがあるかどうかなど、いくつかの重要なパラメータが含まれています。カードがインフラストラクチャと、接続ソリューションに必要な DAC またはトランシーバと互換性があることを確認してください。
Q: シングルポート QSFP28 ゲージとデュアルポート QSFP28 ゲージの違いは何ですか?
A: シングルポート QSFP28 カードは、28GbE リンクを伝送する単一の QSFP100 コネクタで構成されており、最小限の冗長性を必要とするシステムに適しています。一方、デュアルポート QSFP28 カードには 28 つの QSFPXNUMX コネクタがあり、さまざまな物理リンクを容易にし、総帯域幅を増やしたり、ネットワークに冗長性を提供したりできます。
Q: PCIe 4.0 x16 は 100G ネットワーク カードの機能にどのような貢献をしますか?
A: PCIe 4.0 x16 は、PCIe 3.0 の 100 倍の帯域幅を提供します。このパフォーマンスの向上により、XNUMXG ネットワーク カードは、以前よりも優れたデータ レートで機能を実行できるようになり、他の要素も同様に向上します。この帯域幅の向上は、ビッグ データや NVMe ストレージなどの大量のデータを扱うアプリケーションでは非常に重要です。
Q: Intel® E810 は 100G ネットワーク カードにどのように貢献しますか?
A: Intel® E810 は、特定の 100G ネットワーク カードに搭載されているイーサネット コントローラーのファミリーです。プログラム可能なパケット処理と仮想化サポートの向上により、ほぼ完璧なネットワークで低レイテンシと高スループットを実現できます。
Q: Mellanox® ConnectX-100 EN のような混合 4G ネットワーク カードは、イーサネット ネットワークに限定されますか?
A: はい、VPI をサポートする Mellanox® connectX-100 EN などの特定の 4G ネットワーク カードは、イーサネット モードと InfiniBand モードの両方で動作します。この拡張機能により、設定に応じてこれらのカードを両方のタイプのネットワークにリンクできるようになります。
Q: 100G ネットワーク カードは OEM オプションとしても利用できますか?
A: もちろんです。たとえば、Supermicro と 10Gtek には、さまざまなシステムに使用でき、サーバー アーキテクチャとネットワーク要件に応じてカスタマイズできる 100G ネットワーク カードがあります。これらのカードは、特定のニーズに合わせてカスタマイズされたさまざまなスペースに適用できます。
Q: 100G ネットワーク カードにおける DAC の機能は何ですか?
A: ダイレクト アタッチ ケーブル (DAC) は、スイッチやその他のネットワーク デバイスを短距離で 100G ネットワーク カードに接続する媒体です。光ファイバーと比較すると、DAC は安価で、遅延が少なく、消費電力が少ない接続ソリューションも提供します。
Q: 100G ネットワーク カードの場合、トランシーバーはどのように機能しますか?
A: これらのトランシーバーは、基本的に 28G ネットワーク カードの QSFP100 スロットに装着されるモジュールであり、電気光ファイバー ネットワークを光ファイバー ネットワークに変換する役割を果たします。長距離に電気信号を提供し、高密度波長分割多重化用の DWDM など、さまざまな種類のファイバーとプロトコルで動作します。
Q: プログラム可能な 100G ネットワーク カードを使用する利点はありますか?
A: このようなネットワーク カードを使用すると、ユーザーはカスタマイズ可能なパケット処理やその他のプログラム可能な機能を設定して、特定のアプリケーションでパフォーマンスを最適化できます。このレベルの柔軟性により、ネットワーク効率を向上させ、待ち時間を削減できるため、動的なネットワーク環境に適しています。