По мере того, как в современном мире накаляется «технологическая гонка», существующие сетевые инфраструктуры модернизируются и совершенствуются, чтобы соответствовать постоянно растущей потребности в скорости и количестве передач. В рамках этих достижений, Сетевые карты 100G стали неотъемлемыми элементами в высокопроизводительных сетевых решениях. Это руководство направлено на расширение знаний о сетевых картах 100G и описывает функции, структуры и цели сетевых карт 100G в современных центрах обработки данных. Будь то растущий глобальный спрос на пропускную способность данных или улучшенный канал передачи данных и уменьшенная задержка канала, сетевые карты 100G жизненно важны во многих отраслях, таких как телекоммуникации и облачных вычислений. Этот обзор, будучи предложенным, позволит читателям оценить высоту этого проникновения, иллюстрируя стратегическую полезность 100G. сетевые технологии в оптимизации производительности сети и предполагаемой связи высокой четкости.
Что такое сетевая карта 100G и как она работает?
Сетевая карта 100G также может называться сетевой картой 100 GbE (NIC), которая представляет собой часть оборудования, позволяющую устройству подключаться к сети со скоростью до 100 гигабит в секунду. Она достигает своей цели путем развертывания современных трансиверов и методов модуляции для высокоскоростной передачи потоков без потери данных по всему сетевая архитектураКарта подключается к материнской плате через слот PCIe и использует протоколы Ethernet для связи между центрами обработки данных и сетевыми устройствами.
Понимание основ сетевых интерфейсных карт
Также называемые сетевыми адаптерами, сетевые интерфейсные карты (NIC) стали незаменимыми частями и элементами в современных взаимосвязанных сетевых структурах из-за их способности поддерживать аппаратный протокол, необходимый для подключения машины и связи по сети. Эти устройства облегчают обмен данными с центральным процессором системы, а также с сетью. Сетевые карты, как правило, являются компонентами материнской платы, подключенными к порту Peripheral Component Interconnect Express (PCIe). Каждая сетевая карта имеет встроенный адрес управления доступом к среде (MAC), который помогает идентифицировать устройство в сети.
Что касается их операций, сетевые карты также участвуют в формировании кадров данных, с помощью которых данные известны как отправленные, и проверяются их целостность, управление потоком и разрешение коллизий. В высокопроизводительных картах, таких как карты 100G, более продвинутые конструкции, такие как архитектура прямого доступа к памяти (DMA), используются для перемещения данных из сетевого буфера в память хоста и наоборот, тем самым минимизируя нагрузку на ЦП и улучшая передачу данных. Использование этих сетевых карт повышает производительность всей сети и обеспечивает плавную передачу данных в средах с большими требованиями к передаче данных, таких как центры обработки данных или корпоративные сети.
Как сетевой адаптер 100G улучшает работу центра обработки данных?
Сетевые карты 100G улучшают работу центров обработки данных благодаря расширенной полосе пропускания, доступной для передачи данных, что приводит к увеличению пропускной способности данных с меньшей задержкой. Эта повышенная способность важна для центров обработки данных нового поколения, которым требуются эффективные транзакции огромных объемов данных. Например, сетевые карты 100G используют такие технологии, как DMA, для помощи в передаче данных без использования циклов ЦП, позволяя ЦП сосредоточиться на других процессах. Эти сетевые карты также предоставляют важные функции, такие как балансировка нагрузки и управление перегрузками, которые помогают удовлетворить потребности сети в производительности и надежности. Таким образом, сетевые карты 100G помогают эффективно управлять трафиком данных, повышают эффективность сервера и обеспечивают эффективное и своевременное обслуживание данных.
Роль порта QSFP28 в подключении Ethernet 100G
Порт QSFP28 является критически важным компонентом в соединении 100G Ethernet и функционирует как небольшой интерфейс приемопередатчика с возможностью горячей замены. Этот порт подходит для любого из поддерживаемых приложений 100G Ethernet, поскольку он может передавать данные со скоростью 100 гигабит в секунду. Это достигается за счет использования четырех параллельных полос, каждая из которых имеет скорость передачи данных 25 Гбит/с, что является необходимостью при удовлетворении потребностей пропускной способности современных сетей. Порт QSFP28 имеет множество применений, поскольку он обеспечивает передачу данных и телекоммуникаций благодаря своим четырем оптическим волокнам и совместимости с различными медными кабелями. Его конструкция обеспечивает низкое энергопотребление без ущерба для надежности, что является важным требованием, поскольку он играет важную роль в предоставлении чужим соединениям 100G Ethernet в центрах обработки данных и любой другой высокопроизводительной среде.
Как правильно выбрать сетевую карту 100G?
Ключевые характеристики, которые следует учитывать: Intel против других брендов
Есть несколько основных аспектов, на которых следует сосредоточиться, всегда держа в уме «Intel против других брендов», когда вы собираетесь выбрать 100G capita. Эти аспекты, в свою очередь, могут существенно повлиять на вашу сетевую инфраструктуру с точки зрения производительности, совместимости и эффективности:
- Производительность и пропускная способность: Сетевые карты Intel выделяются с точки зрения производительности и задержки коэффициента пропускания, которая чрезвычайно мала даже в суровых условиях. Другие бренды также могут работать на том же уровне, но пользователям рекомендуется проверять заявленную производительность пропускной способности для их конкретного приложения.
- Совместимость и поддержка драйверов: Пользователи обнаружат, что развернуть и использовать продукцию Intel легко, поскольку она поддерживает ряд операционных систем и платформ. Другие бренды могут быть совместимы с меньшим диапазоном и могут потребовать больше настроек.
- Дополнительные возможности: Расширенные функции, такие как Remote Direct Memory Access (RDMA), Data Plane Development Kit (DPDK) и эффективная балансировка нагрузки встроены в сетевые карты Intel. Другие бренды поставляются с похожими функциями, но, возможно, не настолько надежны и не в той же степени.
- Энергоэффективность: Всегда помните о показателях энергопотребления сетевых карт. Например, энергоэффективность является одной из целей проектирования сетевых карт Intel, хотя есть и некоторые конкурирующие бренды, которые имеют собственную эффективность.
- Цена и ценность: Оцените преимущества по сравнению с сопутствующими расходами. Недостатком карт Intel является то, что цены всегда завышены, но они обеспечивают разумную отдачу за счет дополнительных функций. Другие бренды могут предлагать более дешевые альтернативы, но будут лишены некоторых более совершенных возможностей.
- Репутация и поддержка: Благодаря истории надежных сетевых компонентов Intel, а также дополнительной гарантии поддержки клиентов и гарантий, многие предприятия выбирают этот бренд. Сравните другие бренды с Intel и ищите их надежность, включая поддержку и гарантию для целей организации.
Организации могут оценить, следует ли им использовать Intel или любой другой бренд, который подходит для сетей Ethernet 100G, в результате комплексной оценки этих характеристик. Каждая из характеристик важна в общей организации работы сети.
Понимание совместимости и задержки сети Ethernet
Другие важные и взаимосвязанные области, имеющие отношение к внедрению и эксплуатации сетевых систем, — это соответствие и задержка Ethernet как сетевого стандарта. Соответствие означает возможность сетевого элемента или сетевого узла взаимодействовать друг с другом и с уже имеющимися с дополнительной поддержкой нескольких протоколов и стандартов, например, Ethernet — это стандарт IEEE 802.3. Избежание потенциальных проблем с подключением также максимизирует общую эффективность сети. Задержка, или время, необходимое для того, чтобы данные достигли пункта назначения, часто является пагубным аспектом, который необходимо учитывать при развертывании таких стандартов, как 100G Ethernet. Управление задержкой в основном сосредоточено на выборе сетевых карт и сетевых устройств, разработанных для очередей и буферизации с низкой задержкой. Уделяя необходимое внимание протоколам и параметрам в процессе выбора, организации могут гарантировать, что сетевые операции соответствуют требуемому уровню.
PCI Express и линия X16: что вам нужно знать
PCI Express (PCIe) — это отраслевой стандарт для соединения подключаемых периферийных устройств в компьютере, таких как видеокарты, твердотельные накопители и сетевые интерфейсные карты. Термин «X16» относится к числу независимых полос, доступных для передачи данных, при этом X16 означает 16 полос, что обеспечивает большую пропускную способность, подходящую для использования высокопроизводительных устройств, таких как графические процессоры. На основе последних обновлений из различных известных источников, похоже, что пропускная способность такого слота PCIe X16 может достигать 32 гигабайт в секунду в версии PCIe 4.0 и 64 гигабайт в секунду в версии 5.0, демонстрируя эффективность передачи данных в больших объемах. С момента появления новых версий PCIe они стали обратно совместимыми, что позволяет устанавливать старые графические карты PCIe в новые слоты с пониженными скоростями. Из-за этих факторов PCIe X16 становится важным параметром при настройке систем, которым необходимо обрабатывать большой объем данных за короткое время.
Как установить сетевую карту Ethernet 100G?
Пошаговый процесс установки Intel E810-CAM2
Приготовление:
- Выключите систему и отсоедините все кабели от компьютера.
- С помощью вентилятора откройте корпус компьютера и достаньте материнскую плату.
Установка сетевой карты:
- Найдите один пустой слот PCIe X16 на материнской плате.
- Снимите крышку соответствующего слота с корпуса компьютера.
- Плотно вставьте карту E810-CAM2 в слот PCIe, убедившись, что карта правильно установлена в слоте.
Защита карты:
- Затяните винт, закрывающий слот для установки карты.
Завершение объединения аппаратных средств в корпусе компьютера:
- Выполните обратный процесс каждого из уже рассмотренных шагов.
- Опять же, все кабели подключены к сетевым и периферийным интерфейсным устройствам.
Установка драйверов:
- Включите компьютер.
- Перейдите на сайт производителя и получите/установите последние версии драйверов для карты Intel E810-CAM2.
Конфигурация:
- Перейдите в настройки сети и соответствующим образом настройте карту в соответствии с потребностями вашей сети.
Распространенные проблемы при установке и способы их решения
Устройство не распознано:
- Разрешение: Убедитесь, что карта правильно установлена в слот PCIe, настройте устройства PCIe в BIOS и при необходимости обновите BIOS.
Ошибка установки драйвера:
- Разрешение: Убедитесь, что вы загрузили соответствующие и последние драйверы, которые будут работать с рассматриваемой ОС. Удалите все ранее предпринятые попытки установки драйверов и начните процесс установки заново.
Проблемы с сетевым подключением:
- Разрешение: Проверьте сетевые кабели и соединения на предмет повреждений. Проверьте сетевые настройки и убедитесь, что сетевая карта активна в настройках конфигурации компьютерной системы.
Недостаточный источник питания:
- Разрешение: Проверьте характеристики блока питания компьютера и убедитесь, что он способен обеспечить достаточную мощность для всех компонентов, включая новую сетевую карту. Если недостаточная мощность питания является постоянной проблемой, рассмотрите возможность замены блока питания на более мощный.
После решения этих проблем персонал сможет эффективно выполнить установку и настройку сетевой карты Intel E810-CAM2.
Каковы преимущества сетевых карт с двумя портами QSFP28?
Расширенные возможности пропускной способности и передачи данных
Сетевые карты с двумя портами QSFP28 значительно увеличивают пропускную способность со скоростью передачи данных до 100 Гбит/с для каждого из портов. Использование современных технологий и сетей важно для многих современных приложений, включая приложения в центрах обработки данных, облачных сетях или высокопроизводительных вычислительных средах. Кроме того, организации, использующие два порта, теперь могут улучшить избыточность и балансировку нагрузки, что повышает производительность сети.
Влияние двухпортов на облачные вычисления и виртуализацию
Облачные вычисления и среды виртуализации характеризуются повышенной эффективностью и повышенной надежностью благодаря двухпортовым сетевым картам. Это стало возможным благодаря предложению двух портов QSFP28, которые позволяют подключаться к двум сетям с гарантией того, что согласованности всегда доступны для обеспечения возможности бесперебойного переключения при сбое. Избыточность в системах стала важной, поскольку она устраняет простои и обеспечивает постоянную доступность услуг, что необходимо в виртуализированной инфраструктуре и облачных приложениях. Кроме того, двухпортовые карты позволяют передавать большие объемы данных, что позволяет эффективно выполнять балансировку нагрузки и распределение ресурсов между виртуальными машинами. Эта возможность приводит к увеличению точек емкости и снижению задержки, что влияет на повышение общей производительности и масштабируемости облака и виртуальных сред.
Отзывы и рецензии покупателей на популярные сетевые карты 100G
Лучшие модели сетевых карт Ethernet по оценкам пользователей
Среди пользователей сайты с рецензиями оценили сетевую карту Ethernet в нескольких категориях, причем три лучших места заняла сетевая карта Ethernet в нескольких категориях, причем три лучших места заняла сетевая карта Ethernet в нескольких категориях, модель stamen, Mellonox connects-5, лучшее соединение, лучшие отзывы пользователей были даны Mellanox connects-5 за ее эффективные возможности и технологию, созданную для сред с высокой пропускной способностью. Серия Broadcom Netxtreme e хвалят за ее прочную конструкцию и совместимость со многими операционными системами, что делает эту серию эффективной для многоцелевого корпоративного использования. Intel xl710 хвалят за ее функциональные возможности и превосходную обработку ядра.
Плюсы и минусы использования Intel E810-CAM1 в центре обработки данных
Плюсы:
- Высокая пропускная способность– Поддержка 100G с помощью Intel E810-CAM1 имеет решающее значение для работы центров обработки данных, работающих с большими объемами данных или высоким трафиком.
- Расширенный набор функций– Он включает в себя расширенные функции, такие как динамическая персонализация устройств (DDP) и очереди устройств приложений (ADQ), которые помогают улучшить общую производительность приложений и сделать сети более эффективными.
- Энерго эффективность– Карта была разработана для пониженного энергопотребления, что помогает сократить эксплуатационные расходы на электроэнергию в центрах обработки данных, обеспечивая при этом адекватную производительность.
- Полная совместимость– Обеспечивает широкую совместимость с различными операционными системами и платформами виртуализации, что позволяет легко интегрировать их в существующие центры обработки данных.
Минусы:
- Цена– Цена, связанная с расширенными функциями и высокой производительностью, является фактором, который делает первоначальные затраты высокими для некоторых организаций.
- Многогранность– Реализация и оптимизация расширенных настроек может оказаться ресурсоемким процессом, поскольку для этого потребуются квалифицированный персонал и дополнительное обучение.
- Риски привязки к поставщику– Как и в случае с большинством высокотехнологичных компонентов, могут существовать риски привязки к поставщику, что может повлиять на будущую масштабируемость и гибкость инфраструктуры центра обработки данных.
Опыт пользователей с SFP и оптоволоконными соединениями
По словам пользователей, модули SFP могут быть полезны для настройки оптоволоконных соединений и являются как надежными, так и эффективными. Одной из основных характеристик, которую ценят, является универсальность SFP, которая позволяет подключаться к множеству различных аппаратных средств и использовать их в различных системах. Кроме того, пользователи отмечают, что оптоволоконное соединение позволяет пользователям достигать более высокой передачи данных и лучшей пропускной способности, что важно для современных центров обработки данных. Однако некоторые пользователи упоминают определенные недостатки, например, более высокие расходы, связанные с оптоволоконной инфраструктурой по сравнению с медными кабелями, и регулярное обслуживание, необходимое для обеспечения наилучшей производительности системы. В заключение следует отметить, что существует большой спрос на использование SFP и оптоволоконных соединений из-за их высокой эффективности в средах с высокими требованиями к передаче данных на большие расстояния.
Справочные источники
Контроллер сетевого интерфейса
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Каковы отличительные особенности сетевых карт 100G?
A: Сетевые карты 100G или Mellanox® ConnectX-4 EN имеют самую высокую пропускную способность, минимальную задержку, а также расширенные функции, такие как SR-IOV, обработка пакетов и совместимость с оптоволоконными сетями. Они обеспечивают подключение 100GbE и поставляются в таких конфигурациях, как однопортовый QSFP28 и двухпортовый QSFP28.
В: Какие соображения следует учитывать при покупке сетевой карты 100G для моей системы?
A: Правильная сетевая карта 100G включает ряд важных параметров, таких как тип адаптера (однопортовый QSFP28 или двухпортовый), поддержка интерфейса PCIe x16, желательно PCIe 4.0, и есть ли у карты опция InfiniBand, iWARP или RoCEv2. Убедитесь, что карта совместима с вашей инфраструктурой и требуемым ЦАП или трансивером для ваших решений по подключению.
В: Чем однопортовый датчик QSFP28 отличается от двухпортового датчика QSFP28?
A: Однопортовая карта QSFP28 состоит из одного разъема QSFP28, который передает соединение 100GbE, и подходит для систем, требующих минимальной избыточности. С другой стороны, двухпортовая карта QSFP28 имеет два разъема QSFP28, которые могут облегчить различные физические соединения и увеличить общую пропускную способность или обеспечить избыточность сети.
В: Каков вклад PCIe 4.0 x16 в функциональность сетевых карт 100G?
A: PCIe 4.0 x16 обеспечивает вдвое большую пропускную способность, чем PCIe 3.0. Это увеличение производительности позволяет сетевым картам 100G выполнять свои функции с более высокой скоростью передачи данных, чем раньше, а также с учетом других факторов. Это улучшение пропускной способности очень важно в приложениях с большими объемами данных, таких как большие данные и хранилища NVMe.
В: Как Intel® E810 способствует развитию сетевых карт 100G?
A: Intel® E810 — это семейство контроллеров Ethernet, которые присутствуют в некоторых сетевых картах 100G. Он обеспечивает программируемую обработку пакетов и улучшенную поддержку виртуализации, что помогает обеспечить низкую задержку и высокую пропускную способность для практически идеальных сетей.
В: Ограничены ли смешанные сетевые карты 100G, такие как Mellanox® ConnectX-4 EN, сетями Ethernet?
A: Да, некоторые сетевые карты 100G, такие как Mellanox® connectX-4 EN с поддержкой VPI, могут работать как в режимах Ethernet, так и в режимах InfiniBand. Это расширение позволяет этим картам подключаться к обоим типам сетей в зависимости от настроек.
В: Доступны ли какие-либо сетевые карты 100G в качестве OEM-опции?
A: Конечно. Например, у Supermicro и 10Gtek есть сетевые карты 100G, которые можно использовать для различных систем и настраивать в зависимости от архитектуры сервера и сетевых требований. Эти карты применимы для разных пространств, сделанных на заказ для конкретных нужд.
В: Какова функция DAC в контексте сетевых карт 100G?
A: Прямой кабель (DAC) — это среда, которая соединяет коммутаторы и другие сетевые устройства с сетевыми картами 100G на коротких расстояниях. По сравнению с оптоволокном, DAC также предлагают дешевое решение для подключения с низкой задержкой и низким энергопотреблением.
В: Как работают трансиверы в контексте сетевых карт 100G?
A: Эти трансиверы по сути являются модулями, которые устанавливаются в слоты QSFP28 на сетевых картах 100G и отвечают за преобразование электрических волоконно-оптических сетей в оптоволоконные сети. Они обеспечивают электрические сигналы на большие расстояния и работают на разных типах волокон и протоколов, таких как DWDM для плотного мультиплексирования с разделением по длине волны.
В: Есть ли какие-либо преимущества использования программируемых сетевых карт 100G?
A: Такие сетевые карты позволяют пользователям настраивать настраиваемую обработку пакетов и другие программируемые функции для оптимизации производительности в определенных приложениях. Этот уровень гибкости делает их подходящими для динамических сетевых сред, поскольку они могут повысить эффективность сети и сократить задержку.