Tarmoq interfeysi kartasi (NIC)

Sizning serveringizda 100G portlari mavjud, ammo NIC sizning faqat 10G ni qo'llab-quvvatlaydi. Tabriklaymiz, - endigina hech qachon foydalanmaydigan tarmoqli kengligi uchun toʻlagansiz. Tarmoq interfeysi kartasi zamonaviy tarmoq dizaynidagi eng ko'p e'tibordan chetda qolgan darboğazdir. Muhandislar kommutator matolari va transmitter xususiyatlariga e'tibor qaratishsa-da, NIC har bir server surishi mumkin bo'lgan haqiqiy o'tkazuvchanlikni jimgina aniqlaydi. Ushbu qoʻllanma asosiy taʼriflardan tashqari, NIC qanday ishlashini, qanday turlari mavjudligini va - eng muhimi - NICni oʻngga qanday moslashtirishni tushuntirishga qaratilgan.qabul qiluvchi, DAC kabeli, yokiAOCmaksimal ishlash uchun.

 

 

Tarmoq interfeysi kartasi nima?

Tarmoq interfeysi kartasi (NIC), shuningdek, tarmoq adapteri yoki tarmoq interfeysi boshqaruvchisi deb ham ataladi, bu server, ish stantsiyasi yoki xotira qurilmasini tarmoqqa ulaydigan apparatdir. U xost tizimidagi ma'lumotlar va sim yoki toladagi signallar o'rtasidagi konvertatsiyani boshqaradi -, bu freym inkapsulyatsiyasi va nazorat summasini tekshirishdan tortib, ishlov berish va DMA uzatishni to'xtatishgacha bo'lgan hamma narsani boshqaradi.

Har bir NIC o'zining proshivka dasturiga kiritilgan noyob MAC manziliga ega bo'lib, Layer 2 tarmog'ida qurilmaning identifikatori bo'lib xizmat qiladi. Dastlabki NIClar mustaqil PCI kengaytirish kartalari sifatida yuborilgan. Bugungi kunda ko'pchilik iste'molchi shaxsiy kompyuterlari asosiy 1G ulanishi uchun -ana platada (LOM) -LAN{4}} chipidan foydalanadi. Ammo ma'lumotlar markazlari va korporativ muhitda maxsus NIC kartalari muhim bo'lib qoladi, chunki bort kontrollerlari zamonaviy ish yuklari talab qiladigan o'tkazish qobiliyatini, tushirish qobiliyatini yoki port zichligini ta'minlay olmaydi.

 

 

NIC aslida qanday ishlaydi: "Yuborish va qabul qilish" dan tashqari

Darslikdagi - "NIClar ma'lumotlarni ramkalarga qamrab oladi va ularni jo'natadi" - izohi texnik jihatdan to'g'ri, lekin NICni qimmatli qiladigan narsa yo'q. Zamonaviy NIC serverida kaput ostida nima sodir bo'ladi:

 

Ramkaga ishlov berish

Uzatish tomonida NIC OS tarmoq stekidan ma'lumotlarni oladi, Ethernet sarlavhalari va CRC nazorat summalarini qo'shadi, so'ngra ularni elektr yoki optik signallarga seriyalashtiradi. Qabul qilish tomonida u CRC ni tekshirib, foydali yukni xostga o'tkazishdan oldin sarlavhalarni olib tashlab, jarayonni o'zgartiradi.

 

Bo'shatish dvigatellari

Bu erda NIClar o'z pullarini oladilar. Zamonaviy NIC'lar protsessor davrlarini boshqa hollarda iste'mol qiladigan vazifalarni yuklaydi: TCP/UDP nazorat summasi, TCP segmentatsiyasini tushirish (TSO), katta qabul qilish yuki (LRO) va kiruvchi trafikni bir nechta protsessor yadrolari bo'ylab taqsimlovchi qabul qiluvchi yon masshtablash (RSS). Ushbu yuklamalarsiz 25G NIC protsessor yadrosini faqat paketlarni qayta ishlash bilan to'ldirishi mumkin.

 

DPDK bilan yadroni aylanib o'tish

Uskuna yuklamalari bilan ham, OT yadrosining tarmoq stegi haddan tashqari paket tezligida yukni keltirib chiqaradi. DPDK (Data Plane Development Kit) ni qo'llab-quvvatlaydigan NIC'lar ilovalarga yadroni butunlay chetlab o'tib, to'g'ridan-to'g'ri foydalanuvchi maydonidan paketlarni o'qish va yozish imkonini beradi. Bu yuqori{5}}chastotali savdo, 5G foydalanuvchi{7}}samolyoti funksiyalari va 100G havolalarida tezlikni oshiruvchi NFV ish yuklari- uchun -paket kechikish vaqtini millisekundlardan bir{3}}sonli mikrosekundlarga - kamaytiradi.

 

DMA va Interrupt Coalescing

Protsessor har bir paketni nusxalash o'rniga, NIC to'g'ridan-to'g'ri tizim operativ xotirasiga kadrlarni yozish uchun Direct Memory Access-dan foydalanadi. Interruptni birlashtirish bir nechta paketli hodisalarni bitta protsessor uzilishiga guruhlaydi, bu yuqori paket tezligida qo'shimcha xarajatlarni sezilarli darajada kamaytiradi.

 

Virtualizatsiyani qo'llab-quvvatlash

Virtuallashtirilgan muhitda SR{0}}IOV (Yagona ildiz kiritish-chiqarish virtualizatsiyasi) bitta jismoniy NICga bir nechta virtual funksiyalarni taqdim etish imkonini beradi, ularning har biri bevosita VMga tayinlanadi. Bu gipervisorning virtual kalitini butunlay chetlab o'tib, virtual mashinalarga-yalang'och{3}}metal tarmoq ishlashini ta'minlaydi.

 

 

NIC turlari: amaliy tasnifi

 

Interfeys turi bo'yicha - Kabelingizni aniqlaydigan narsa

NIC port turi	Ulagich	OAV	Oddiy tezlik	Maksimal masofa
RJ45 (Asosiy-T)	RJ45	Cat5e/Cat6/Cat6a mis	1G / 2.5G / 5G / 10G	100m
SFP+	LC dupleks	10G SFP+ qabul qiluvchilaryoki 10GDAC kabellari	10G	80km (tolali) / 7m (DAC)
SFP28	LC dupleks	25G SFP28 qabul qiluvchilaryoki 25G DAC	25G	40km (tolali) / 5m (DAC)
QSFP+	MPO yoki LC	40G QSFP+ qabul qiluvchilar	40G	40km (tolali) / 7m (DAC)
QSFP28	MPO yoki LC	100G QSFP28 qabul qiluvchilaryoki 100GDAC kabellari	100G	80km (tolali) / 5m (DAC)
QSFP-DD	MPO yoki LC	400G QSFP-DD qabul qiluvchilar	400G	10km+ (tolali)

Nima uchun bu muhim:NIC port turi qaysi qabul qiluvchi va kabellardan foydalanishingiz mumkinligini belgilaydi. Ikkita{1}}port SFP28 NICni tanlash sizni SFP28 ekotizimiga - qulflaydi25G SFP28 optik modullari, SFP28DAC kabellari, yoki SFP28AOC kabellari. Noto'g'ri tanlang va siz adapterlarni sotib olasiz yoki kartalarni almashtirasiz.

 

MPO va LC konnektorlari haqida eslatma:"SR4" etiketli QSFP+ va QSFP28 portlari bir vaqtning o'zida uzatiladigan 10G yoki 25G to'rt qatorli parallel optikadan - foydalanadi. Bu talab qiladiMPO/MTP-12 patchkordlaristandart dupleks emas, balki 8 yoki 12 tolali yadroliLC kabellariSFP+ yoki SFP28 modullari tomonidan foydalaniladi. Agar siz 40G yoki 100G SR4 optikasini birinchi marta ishlatayotgan boʻlsangiz, mavjud ikkita tolali patch panel infratuzilmangiz MPO magistral kabellari va kassetalari uchun - rejasi ishlamaydi.

 

Avtobus interfeysi orqali - PCIe ishlab chiqarish masalalari

Barcha zamonaviy server NIC-lari PCIe-dan foydalanadi. Ammo PCIe avlodi va chiziq kengligi o'tkazish qobiliyatiga qattiq shiftni o'rnatdi:

• PCIe 3.0 x8:~64 Gbit/s - ikki{2}}port 25G yoki bitta-port 40G uchun yetarli
• PCIe 3.0 x16:~128 Gb/s - yagona port 100G- uchun yetarli
• PCIe 4.0 x16:Ikkita port 100G yoki bitta-port 200G uchun ~256 Gb/s - talab qilinadi
• PCIe 5.0 x16:~512 Gbps - 400G NIC-larni yoqadi

PCIe 3.0 x8 uyasiga ulangan 100G NIC jismonan 100G yetkazib bera olmaydi. Sotib olishdan oldin har doim serveringizning PCIe uyasi ishlab chiqarish va kengligini tekshiring.

 

Form faktoriga ko'ra - OCP NIC 3.0 yangi standart hisoblanadi

An'anaviy PCIe qo'shimchalari{0}}hali ham korporativ serverlarda hukmronlik qilmoqda, ammo yuqori miqyosdagi ma'lumotlar markazlari asosan OCP NIC 3.0 standartiga o'tdi (ikkalasi ham kichik, ham katta shakl faktor). OCP NIC'lari standart PCIe kengaytirish uyasiga ega bo'lish o'rniga server anakartidagi ajratilgan mezzanine uyasiga ulanadi. Afzalliklari juda muhim: serverni oʻchirmasdan issiq{4}}swap imkoniyati, NIC orqali toʻgʻridan-toʻgʻri havo oqimi bilan yaxshilangan termal dizayn va 100G+ tezlikda signalning yaxlitligi bilan bogʻliq muammolarni kamaytiradigan protsessorga qisqaroq elektr yoʻli. Agar sizning server platformangiz OCP 3.0 - ni qo'llab-quvvatlasa va yirik ODMlarning aksariyat zamonaviy dizaynlari - ni qo'llab-quvvatlasa, bu sizning 100G va 200G NIC o'rnatish uchun birinchi tanlovingiz bo'lishi kerak.

 

Intellekt darajasi bo'yicha

Standart NIClarapparat yuklari bilan asosiy paketlarni qayta ishlashni boshqarish. Ko'pgina korporativ va ma'lumotlar markazi ilovalari uchun javob beradi.

SmartNIClardastur ish yuklari uchun xost protsessor yadrolarini bo'shatib, to'g'ridan-to'g'ri NICda xavfsizlik devori qoidalarini, shifrlash, yukni muvozanatlash va telemetriyani bajarishi mumkin bo'lgan dasturlashtiriladigan ma'lumotlarni qayta ishlash blokini (DPU) qo'shing. Har bir protsessor yadrosi monetizatsiya qilingan bulutli infratuzilmada SmartNIClar OVS yoki IPsec bilan ishlaydigan yadrolarni qayta tiklash orqali o'zlari uchun haq to'laydilar.

RDMA NIC (RNIC)RoCEv2 yoki iWARP kabi masofaviy toʻgʻridan-toʻgʻri xotiraga kirish protokollarini qoʻllab-quvvatlaydi, bu esa bir raqamli mikrosekundlik kechikish bilan serverdan{1}}serverga{2}}xotira oʻtkazish imkonini beradi. NVIDIA H100 yoki A100 tezlatgichlari atrofida qurilgan GPU oʻquv klasterlarida RDMA NIC ixtiyoriy emas - ular magistral hisoblanadi. Har bir GPU tuguniga 200G yoki 400G RDMA ulanishi kerak boʻlib, gradient sinxronizatsiyasini kamaytirish{11}}taʼlim muammosiga aylanmasligi uchun. Sun'iy intellektdan tashqari, RDMA NIC-lar HPC ish yuklari va NVMe-oF bilan ishlaydigan saqlash tizimlari uchun ham bir xil darajada muhimdir, bunda yadro ma'lumotlar yo'llarini chetlab o'tib, xotiraga kirish kechikishini 10 marta qisqartiradi.

 

 

To'g'ri NICni qanday tanlash mumkin: qaror qabul qilish tizimi

1 --qadam Tezlik talabingizni aniqlang.Uni eng yuqori nazariy ehtiyojingizga emas, balki kommutatorning yuqoriga ulanish quvvatiga moslang. ToR kommutatoringiz 25G server{2}}qaragan portlarga ega boʻlsa, 25G NIC toʻgʻri tanlovdir - 10G (juda sekin) yoki 100G (behuda) emas.

2 --qadam Interfeys turini tanlang.5 metrdan kichik{0}}rack ichidagi ulanishlar uchun NIC-ni a bilan ulangDAC kabelieng past narx va kechikish uchun. 100 metrgacha boʻlgan-racklar orasidagi bogʻlanish uchun anʼdan foydalaningAOC kabeliyoki qisqa{0}}qabul qiluvchi qabul qiluvchi qurilmaLC tolali patchcord. Binodan{1}}binoga yoki kampusga{2}}uzoqlar-ulanish uchunoptik qabul qiluvchi- kabi100G QSFP28 LR4 moduliyagona rejimli tolali-vaMPO/MTP patchkordlari.

3 --qadam PCIe mosligini tekshiring.Serveringizdagi mavjud PCIe uyasi ishlab chiqarish va tarmoqli kengligini NIC talablariga muvofiq tekshiring.

4 --qadam Yuklash ehtiyojlarini baholang.O'nlab VMlar bilan virtualizatsiya ishlayapsizmi? SR{0}}IOV yordamiga ustuvor ahamiyat bering. AI ta'lim klasteri? RDMA qobiliyatini-kelishtirib bo'lmaydi. Bulutli{4}}mahalliy mikroxizmatlar? Dasturlashtiriladigan quvur liniyasiga ega SmartNIC protsessor yadrolarini saqlaydi.

5 --qadam Ikkita-portni zaxiralashni rejalashtiring.Ishlab chiqarish serverlarida havolalarni birlashtirish (LACP) yoki faol{0}}kutish rejimida uzilishlar uchun har doim kamida ikkita NIC porti bo‘lishi kerak. Ikkita{2}}portli NIClar ikkita bitta portli-kartaga qaraganda-bo‘sh joy tejamkorroq.

 

 

Umumiy NIC xatolar (va ulardan qanday qochish kerak)

Ma'lumotlar markazidan foydalanish uchun 10G RJ45 NIC sotib olish.10GBASE-T NIC’lar SFP+ NIC’larga qaraganda har bir port uchun 2–5 Vt ko‘proq quvvat sarflaydi va sezilarli darajada ko‘proq issiqlik hosil qiladi. 40 ta serverli stendda bu 80–200 Vt keraksiz termal yuk. Foydalanish10G SFP+ qabul qiluvchilarBuning o'rniga SFP+ NIClar bilan.

Mikrodastur va drayver yangilanishlariga e'tibor bermaslik.NIC mikrodasturidagi xatolar jim paketlarning tushishiga, CRC xatolariga va ishlashning pasayishiga olib keladi. Sotuvchilar ko'pincha qo'llanilmaydigan muhim dasturiy ta'minot yamoqlarini chiqaradilar, chunki NIC "yaxshi ishlayotganga o'xshaydi".

NIC tezligi va switch port tezligi mos kelmayapti.10G kommutator portiga ulangan 25G NIC avtomatik -10G -gacha kelishib oladi, biroq baʼzi NIClar buni yomon boshqaradi, bu esa havolaning oʻchirilishi yoki CRC xatolariga olib keladi. Har doim tezlik mosligini tekshiring yoki mos keladigan uskunadan foydalaning.

 

 

Tez-tez so'raladigan savollar

NIC va LOM o'rtasidagi farq nima?

LOM (Ana platadagi LAN) server anakartiga integratsiyalangan asosiy tarmoq kontrolleri boʻlib, odatda 1G yoki 10G Base-T ulanishini taklif qiladi. Maxsus NIC kartasi yuqori tezlikni (25G–400G), SR{6}}IOV kabi ilg‘or yuklamalarni va tola bilan foydalanish uchun optik interfeys opsiyalarini taqdim etadi.qabul qiluvchilarvaDAC/AOC kabellari.

NICda uchinchi tomon{0}}qabul qiluvchilarni ishlata olamanmi?

Ha. Intel, Mellanox/NVIDIA va Broadcom kompaniyalarining aksariyat NIClari MSA-mos keladigan uchinchi-tomonlarni qabul qiladioptik qabul qiluvchilar. Biroq, ba'zi NIC mikrodasturlari muvofiqlik ogohlantirishlarini ko'rsatishi mumkin. Nufuzli etkazib beruvchilar toza ishlashni ta'minlash uchun maxsus NIC brendlari uchun kodlangan qabul qiluvchilarni taqdim etadilar.

AI va mashinani o'rganish ish yuklari uchun menga qanday NIC tezligi kerak?

GPU o'quv klasterlari uchun (NVIDIA H100, A100 yoki shunga o'xshash) har bir tugun odatda talab qiladi200Gyoki 400G RDMA{1}}qobiliyatli NIC-lar (RoCEv2) tarmoqning barcha gradient sinxronizatsiyasini-qisqartirishiga yo'l qo'ymaslik uchun. Xulosaga xizmat ko'rsatadigan ish yuklari kamroq talabga ega va odatda model o'lchamiga va so'rov o'tkazish qobiliyatiga qarab 25G–100Gda ishlashi mumkin. Trening NIC larini bilan juftlashtiring400G QSFP-DD modullariumurtqa pog'onasi ulanishlari uchun yoki foydalanish uchun100G QSFP28 qabul qiluvchilarkichikroq klasterlarda-serverga{1}}barg havolalari uchun.

SmartNIC qo'shimcha xarajatlarga arziydimi?

Bulutli provayderlar va og‘ir tarmoq virtualizatsiyasini amalga oshiruvchi yirik korxonalar uchun, ha - SmartNIClar virtual kommutatsiya, xavfsizlik va telemetriya funksiyalarini yuklash orqali har bir server uchun 4–8 protsessor yadrosini qaytarib olishi mumkin. Oʻrtacha virtualizatsiyaga ega standart-joylarni joylashtirish uchun odatda SR-IOV qoʻllab-quvvatlanadigan standart NIC yetarli boʻladi.

NICni optik tolali kabelga qanday ulash mumkin?

SFP+, SFP28, QSFP28 yoki QSFP-DD portlari bo'lgan NIC'lar mos kelishini talab qiladi.optik qabul qiluvchi modultola bilan aloqa qilish uchun. Transceiverni NIC portiga joylashtiring, so'ngra mos keladiganini ulangtolali patchcord - LC dupleksSFP{0}}turi portlar uchun,MPO/MTPparallel QSFP-turi optikasi uchun. Raflar ichidagi qisqa-bog'lanishlar uchun, aDAC kabeliham qabul qiluvchi, ham tolaga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi.