przewodnik aplikacji data center sieci i magazyny … · standard ten został utworzony w kwietniu...

ZAKRES PUBLIKACJI

Ta publikacja jest technicznym przeglądem najpopularniejszych zastosowań sieciowych w nowoczesnych Data Center. Dodatkowo zawiera informacje o różnych konfiguracjach infrastruktury kablowej umożliwiających realizacje tych zastosowań, co może być przydatne dla projektantów sieci okablowania w centrach danych, konsultantów oraz Użytkowników końcowych.

PRZEWODNIK APLIKACJI DATA CENTER

SIECI I MAGAZYNY DANYCH

PRZEWODNIK APLIKACJI DATA CENTER SIECI I MAGAZYNY DANYCH

1. Wstęp

Definicja najpopularniejszych aplikacji sieciowych i magazynowych opisanych w tej publikacji jest pochodną następującego rysunku (źródło Cisco)

Rys.1: Elementy funkcjonalne oraz aplikacje wchodzące w skład Data Center

Aplikacja Element funkcjonalny

Ethernet Obszar sieci

(zaznaczony na czerwono)

Fiber channel Obszar magazynowania danych

(zaznaczono na żółto)

Infiniband Wysokowydajne klastry serwerów i magazyny danych (zaznaczone

na niebiesko)

Uwaga: Coraz popularniejsza konwergencja IP w połączeniach DC skutkuje coraz szerszym wdrażaniem aplikacji

Fiber Channel over Ethernet oraz Infiniband over Ethernet, co jest wspomniane w późniejszych rozdziałach.

2. Okablowanie Data Center wg standardu ISO/IEC 24764

Standard ten został utworzony w kwietniu 2014 (edycja 1.1) i definiuje razem z standardem ISO/IEC 11801 (edycja

2.2 – Okablowanie strukturalne w zabudowaniach; utworzony w czerwcu 2011) systemy okablowania miedzianego

i światłowodowego w Data Center. Standardy te użyte w tej broszurze, służą do połączeń Cata Center z systemami

okablowania strukturalnego.


P2.1 Systemy okablowania miedzianego

Standard ISO/IEC 11801 edycji 2.2 definiuje następujące klasy wydajności dla okablowania skrętkowego (zbalansowanego):

Klasa wydajności Pasmo przenoszenia do

Klasa D 100 MHz

Klasa E 250 MHz

Klasa EA 500 MHz

Klasa F 600 MHz

Klasa FA 1000 MHz

Tabela 1: Klasyfikacja wydajności dla okablowania skrętkowego (zbalansowanego)

Zostały również zdefiniowane typy złączy miedzianych dla osprzętu połączeniowego

Kategoria wydajności Standard

Kategoria 6A nieekranowany IEC 60603-7-41

Kategoria 6A ekranowany IEC 60603-7-51

Kategoria 7 ekranowany IEC 60603-7-7



Tabela 2: Typy osprzętu połączeniowego wykorzystywane w przestrzeni roboczej użytkownika

2.2 Systemy okablowania światłowodowego

Dla multimodowych systemów okablowania zdefiniowane zostały następujące kategorie:

Minimalne pasmo przenoszenia MHz x km

Pasmo przenoszenia Efektywne pasmo

przenoszenia (modalne)

Długość fali 850 nm 1300 nm 850 nm

Kategoria Średnica rdzenia w μm

OM1 50 lub 62,5 200 500 Brak specyfikacji

OM2 50 lub 62,5 500 500 Brak specyfikacji

OM3 50 1500 500 2000

OM4 50 3500 500 4700

Tabela 3: Typy włókien światłowodowych oraz pasma przenoszenia

Uwaga: Wymogi modalnych pasm przenoszenia stosowane we włóknach, w produkcji związanych z daną kategorią włókien są zapewnione przez

parametry oraz metody pomiarowe wyspecyfikowane w normie IEC 60793-2-10.

Maksymalne optyczne tłumienie kabli z włóknami światłowodowymi dB/km

OM1, OM2, OM3, OM4

wielomodowe OS1 jednomodowe OS2 jednomodowe

Długość fali

850 nm 1300 nm 1310 nm 1550 nm 1310 nm 1383 nm 1550 nm

Tłumienie 3.5 1.5 1.0 1.0 0.4 0.4 0.4

Tabela 4: Definicje wydajności dla kabli światłowodowych

RZEWODNIK APLIKACJI DATA CENTER SIECI I MAGAZYNY DANYCH


Zostały zdefiniowane następujące złącza dla interfejsów użytkownika:

Dla zakończeń jednego lub dwóch jednomodowych włókien światłowodowych powinien zostać zastosowany interfejs LC zgodnie z normą

IEC 61754-20

Dla zakończeń jednego lub dwóch wielomodowych włókien światłowodowych powinien zostać zastosowany interfejs LC zgodnie z normą

IEC 61754-20

Dla zakończeń więcej niż dwóch włókien światłowodowych powinien zostać zastosowany interfejs MPO zgodnie z normą IEC 61754-7

2.3 Minimalne wymagania dla okablowania Data Center

Celem zapewnienia bezpieczeństwa wyboru systemu okablowania Data Center, ISO/IEC 24764 definiuje minimalne wymagania okablowania, jak

poniżej:

2.3.1 Okablowanie skrętkowe (zbalansowane)

Główny punkt dystrybucji (GPD) powonień zapewniać co najmniej wydajność klasy EA wyspecyfikowaną w normie ISO/IEC 11801.

2.3.2 Kable światłowodowe

Jeżeli są wykorzystywane kable z włóknami wielomodowymi, okablowanie w głównym segmencie oraz strefowe powinno zapewniać wydajność

minimalną wyszczególnioną w ISO/IEC 11801 oraz wykorzystywać włókna światłowodowe kategorii OM3 jako minimum

Uwaga: Zakres standaryzacji okablowania kończy się na dystansie 2000 metrów. Odległości w tej publikacji, które są dłuższe od 2000 metrów

pochodzą ze standardów aplikacji.

3. Ethernet (IEEE 802.3)

Aplikacje Ethernetowe zgodne z IEEE 802.3 są najpopularniejszymi standardem połączeń w dzisiejszych Data Center. Klastry serwerowe w strefach

dystrybucji (dostępu) wykorzystują obecnie 1 Gigabit Ethernet (10 Gigabit Ethernet stoi u drzwi). W strefie agregacji połączeń oraz rdzeniowej, 10

Gigabit Ethernet w wersji światłowodowej jest wyborem projektantów na całym świecie. W połowie 2010 roku pojawiła się nowa standaryzacja

komisji IEEE 802.3 definiująca rozwiązania 40/100 Gigabit Ethernet.

3.1 Gigabit Ethernet po światłowodzie (Gigabit Ethernet over fiber 802.3z)

Mamy 2 główne typy protokołów gigabitowych dla Data Center: 1000BASE-SX oraz 1000BASE-LX

3.1.1 1000BASE-SX

Standard 1000BASE-SX wykorzystuje 2 wielomodowe włókna o długości fal od 770 do 860 nanometrów (bliskie długości fal podczerwonych).

Standard ten jest bardziej popularny w połączeniach wewnątrz budynkowych, w rozległych placówkach biurowych, w obszarach kolokacji, w Data

Center oraz w punktach naturalnej wymiany Internetu.

3.1.2 1000BASE-LX

Standard 1000BASE-LX używa źródeł laserowych, wytwarzających fale o długości od 1270 do 1355 nm. Aplikacja ta może być uruchomiona na 2

jednomodowych lub 2 wielomodowych włóknach.

Długość kanału 1000Base-SX Długość kanału 1000Base-LX

OM1 62.5/125 μm 275 m 550 m*

OM2 50/125 μm 550 m 550 m*

OM3 50/125 μm 1000 m 600 m

OM4 50/125 μm 1040 m 600 m

OS1/OS2 9/125 μm Nie dostępne 5000

*Wymagane kable dopasowujące

Tabela 5: Długości kanału dla Gigabit Ethernet w zależności od aplikacji oraz typu włókna światłowodowego

Jak wspomniane zostało w punkcie 2.3.2 minimalne wymagania dla okablowania światłowodowego w Data Center to OM3. Pozostałe typy włókien

zostały podane tylko dla informacyjnie.

DATA CENTER SIECI I MAGAZYNY DANYCH


3.2 Gigabit Ethernet w wersji miedzianej (Gigabit Ethernet over copper)

1000BASE-T (znany także, jako IEEE 802.3ab) jest standardem dla Gigabit Ethernet pracującym na okablowaniu miedzianym.

Każde z 1000BASE-T łączy okablowania może mieć maksymalną długość 100 metrów i musi zapewnić przynajmniej wydajność klasy D. Standard

1000BASE-T wymaga wszystkich 4 par do transmisji.

Jak zostało wspomniane w punkcie 2.3.1 minimalna klasa wydajności zdefiniowana dla systemów miedzianych w Data Center Klasa EA, która jest

kompatybilna wydajnościowo wstecz z klasą D.

3.3.1 10 Gigabit Ethernet przez światłowód

W 2002 roku protokół transmisji 10 Gigabitowego Ethernetu po włóknie światłowodowym został opisany w normie IEEE 802.3ae i skierowany

zarówno do aplikacji LAN i WAN (tj. sieci lokalnych i rozległych). Z powodu mocnych ograniczeń długości linku w tych aplikacjach podczas używania

tradycyjnych włókien 50/125 μm (OM2) oraz 62.5/125 μm (OM1) międzynarodowe standardy okablowania musiały opracować nowe,

optymalizowane laserowo włókno transmisyjne 50/125 μm (włókno OM3) oferujące znacznie bardziej precyzyjne indeksowanie profilu rdzenia

włókna. Znacznie bardziej efektywne modalne pasmo przenoszenia pozwoliło na dłuższe połączenia, które były potrzebne dla spełnienia wymagań

rozległych sieci budynkowych.

Istnieją dwa protokoły sieciowe 10 Gigabit Ethernet wykorzystujące włókna wielomodowe dla zastosowań w Data Center: 10GBASE-LX4 oraz

10GBASE-SR. Obydwie aplikacje wymagają transmisji dwuwłóknowych (duplexowych).

3.3.2. 10 Gigabit Ethernet po okablowaniu miedzianym

Protokół 10 Gigabit Ethernet po miedzi (10GBASE-T), zdefiniowany jako IEEE 802.3an w 2007 roku był znaczącą zmianą dla transmisji miedzianych,

tak jak IEEE 802.3ae dla światłowodów. Z powodu maksymalnej długości połączenia 37 metrów dla klasy E / kategorii 6 UTP (wersji nieekranowanej),

standardy okablowania musiały zdefiniować nową klasę wydajności EA (wspomnianą w punkcie 2.3.1) która aktualnie jest minimalnym wymogiem

dla okablowania miedzianego w Data Center. Klasa EA pozwala na zbudowanie kanałów transmisyjnych długości do 100 m w 10GBASE-T.

Specyfikacja warstwy fizycznej 10 Gigabit Ethernet

Typ okablowania PMD Technologia Złącze Medium

transmisyjne Zasięg (metry)

Kabel miedziany

10GBASE-T 4 pary RJ-45 Kategoria 6 UTP 37

Kategoria 6 STP

Kategoria 6A UTP/ STP

100

Światłowód

10GBase-SR 850 nm VCSEL,

szeregowa

Podwójny (duplex) LC lub

SC

OM1/OM2/OM3/ OM4 MMF

33/82/300/400

10GBase-LRM 1310 nm LD, szeregowa

OM1/OM2/OM3 MMF

220/220/300

10GBase-LX4 1310 nm LD,

WDM OM1/OM2/OM3

MMF 10,000

10GBase-LR 1310 nm LD, szeregowa

OS1 i OS2 SMF 10,000

10GBase-ER 1550 nm LD, szeregowa

40,000

OM1/OM2/OM3 – względna szerokośc pasma200 MHz x km/500 MHz x km/2000 MHz x km

OS1 – włókno jednomodowe 9/125; OS2 – włókno jednomodowe 9/125 z niskim pikiem wodnym

Tabela 6: Zestawienie aplikacji, medium transmisyjnych oraz długości połączeń dla 10 Gigabit Ethernet

Jak zostało wspomniane w punkcie 2.3.2 minimalnym wymogiem w okablowaniu Data Center jest światłowód OM3. Inne typy światłowodów zostały

umieszczone tylko w celach informacyjnych

DATA CENTER



3.4 40/100 GigaBit Ethernet

Jako ostatni wdrożono standard IEEE 802.3ba opublikowany w roku 2010 roku. Standard ten definiuje jednocześnie 2 prędkości przesyłu danych (40 i

100 GigaBit Ethernet). W Data Center wykorzystujemy główne 4 aplikacje w ramach tej standaryzacji:

40GBASE-CR4

40GBASE-SR4

100GBASE-CR10

100GBASE-SR10

Wariant -CR używa miedzianych kabli, gdzie maksymalna długość połączenia jest ograniczona do 7 metrów, wariant -SR to aplikacja wykorzystująca

włókna wielomodowe. 40GBASE-SR4 i 100GBASE-SR10 są pierwszymi aplikacjami ethernetowymi, które do transmisji wymagają więcej niż 2 włókien

światłowodowych. Bazując na zwielokrotnionym przesyle danych 10Gb/s pracującym w pełnym duplexie, aplikacje te wykorzystują odpowiednio 8

(40GBASE-SR4) i 20 (100GBASE-SR10) i włókien wielomodowych. W związku z tym aplikacje te używają wielowłóknowych złączy MPO. Pomimo że w

Data Center dominującymi aplikacjami są 40 i 100 Gigabit Ethernet na włóknach wielomodowych, dla porządku, w poniższej tabeli przedstawiono

również kompleksowo aplikacje jednomodowe 40/100 Gigabit Ethernet.

Długość kanału 40GBASE-SR4

Długość kanału 100GBASE-SR10

Długość kanału 40GBASE-LR4

Długość kanału 100GBASE-LR4

Długość kanału 100GBASE-ER4

OM3 50/125 μm 100 m 100 m niedostępne niedostępne niedostępne

OM4 50/125 μm 100 m 100 m niedostępne niedostępne niedostępne

OS1/OS2 9/12 μm niedostępne niedostępne 10 km 10 km 40 km

Tabela 7: Długości kanałów zdefiniowane dla 10 GigaBit Ethernet w zależności od aplikacji i typu włókna światłowodowego

3.4.1 40GBASE-SR4

Poniższe grafiki (3 i 4) pokazują ideę równoległej transmisji danych w oparciu o wielowłóknowe połączenia wykorzystujące złącza MPO oraz

odpowiednie wyprowadzenia sygnałów transmisyjnych dla połączeń 40GBase-SR4.

Grafika 2: 40GBase-SR4 w pełnym duplexie. Używane jest 8 włókien światłowodowych

Grafika 3: Złącze MPO dla 40GBase-SR4

DATA CENTER



3.4.2 100GBASE-SR10

Grafiki 4 i 5 przedstawiają ideę równoległej transmisji danych w oparciu o wielowłóknowe połączenia MPO oraz wyprowadzenia sygnałów dla

transmisji 100GBase-SR10.

Grafika 4: 100GBASE-SR10 w pełnym duplexie. Używane jest 20 włókien światłowodowych

Grafika 5: Złącze MPO dla 40GBase-SR4

3.5 Budżet światłowodowy dla aplikacji ethernetowych

Poza maksymalną długością połączenia, kolejnym ważnym parametrem, który należy wziąć pod uwagę budżet mocy. Tabela 8 pokazuje budżet mocy

dla wszystkich wspomnianych wcześniej aplikacji.

Aplikacja sieciowa

Maksymalna strata (dB) dla kanału transmisyjnego

Włókna wielomodowe Włókna jednomodowe

850 nm 1300 nm 1310 nm

IEEE 802-3: 10BASE-FLand FB

12.5 (6.8)** - -

IEEE 802-3: 1000BASE-SX 2.6 (3.56)** - -

IEEE 802-3: 1000BASE-LX - 2.35 4.56

ISO/IEC 8802-3: 100BASE-FX 11.0 (6.0) -

IEEE 802.3: 10GBASE-LX4 2.00 6.20

IEEE 802.3: 10GBASE-SR/SW

1.60 (62.5) 1.80 (OM2 50)

2.60 (OM3) 2.90 (OM4)

- -

IEEE 802.3: 10GBASE-LR/LW - - 6.20

IEEE 802.3: 40GBASE-LR4 - - Do dalszych rozważań

IEEE 802.3: 100GBASE-LR4 - - 6.30

IEEE 802.3: 100GBASE-ER4 - - 18.0

IEEE 802.3: 40GBASE-SR4 1.9 (100m OM3/OM4)

1.5 (150m OM4)* - -

IEEE 802.3: 100GBASE-SR10 1.9 (100m OM3/OM4)

1.5 (150m OM4)* - -

*dla wszystkich wyszczególnionych protokołów uwzględnia się 1.5 dB tłumienności wtrąceniowej na spawy i połączenia złączami w całym kanale,

natomiast dla 40 i 100 GBE na włóknie OM4 uwzględnia się mniejsza tłumienność (1.0 dB dla każdego spawu lub połączenia złączami), co nakłada

wyższe wymagania technologiczne na złącza połączeniowe.

**przedstawione wartości dla włókna 62.5/125μm. Wartości w nawiasach obowiązujące dla włókien 50/125μm

Tabela 8: Budżet mocy kanału światłowodowego dla aplikacji ethernetowych w zależności od protokołu transmisyjnego i typu włókna

światłowodowego

Uwaga: Niektórzy producenci dostarczają transceivery QSFP+ dla Gb/s Ethernet, oferujące rozszerzony budżet światłowodowy i większe długości

kanałów w porównaniu do specyfikacji IEEE. Więcej informacji można znaleźć w katalogach tych producentów.

DATA CENTER SIECI I MAGAZYNY DANYCH


4. Zastrzeżony standard transmisyjny Cisco 40 Gb/s BiDi

Cisco opracowało i opatentowało możliwość przesyłania 40Gb/s przy wykorzystaniu 2 włókien światłowodowych. Technologia ta nie jest

kompatybilna z określonymi przez komisje IEEE standardami dla 40 Gb/s Ethernetu. Transceiver Cisco 40 Gb/s BiDi ma dwa 20-gigabitowe kanały,

każdy transmitujący oraz odbierający jednocześnie 2 długości fal. Rezultatem jest wynikowe połączenie 40 Gb/s na 2 włóknach, zakończonych

złączem LC Duplex. Grafika 6 przedstawia opisany sposób transmisji.

Grafika 6: Cisco 40 Gb/s BiDi

Budżet mocy dla 40 Gb/s BiDi to 2 dB, co wymusza następującą specyfikację okablowania:

Długość fali Typ kabla Szerokość rdzenia Pasmo przenoszenia

(MHz x km) Maksymalna długość

kabla

850 do 900 nm MMF 50.0 Mikronów 500 (OM2)

2000 (OM3) 4700 (OM4)

30m 100m*

125m**

* Strata na złączu dla włókna OM3 to 1.5 dB

** 125m na włóknie OM4 jest możliwe dla połączenia przy budżecie uwzględniającym stratę na złączu 1dB

Tabela 9: Długości kanałów transmisyjnych dla Cisco 40 Gb/s BiDi

5. Aplikacje Fiber Channel (INCITS, T11)

Aplikacja Fiber Channel jest gigabitową technologią sieciową używaną przede wszystkim do systemów magazynowania danych. Fiber Channel jest

aplikacją ustandaryzowaną przez komitet techniczny T11 komisji InterNational Committee for Information Technology Standards (INCITS) oraz

American National Standards Institute (ANSI) - akredytowanym komitetem standaryzacyjnym. Głównym polem działania aplikacji są

superkomputery, ale stała się ona standardem w sieciach magazynujących dane SAN w Data Center.

Poniżej pokazano rozwój technologii FCIA (Fiber Channel Industry Association) dla tej aplikacji

5.1 Wersje Fiber Channel

Rozwój prędkości technologii Fiber Channel – FC (v1.8)

Nazwa produktu Przepustowość

(MBps) Dawka danych

(Gbaud)

Data ukończenia specyfikacji

technicznej przez T11

Dostępność na rynku*

1GFC 2GFC 4GFC 8GFC

16GFC 32GFC

128GFCp 64GFC

128GFC 256GFC 512GFC

1 TFC

200 400 800

1600 3200 6400

25600 12800 25600 51200

102400 204800

1.0625 2.125 4.25 8.5

14.025 28.05

4x28.05 TBD TBD TBD TBD TBD

1996 2000 2003 2006 2009 2013 2014 2016 2019 2022 2025 2028

1997 2001 2005 2008 2011 2015 2015

Żądania rynku Żądania rynku Żądania rynku Żądania rynku Żądania rynku

Nazwa „FC” jest wykorzystywana przez wszystkie zastosowania kanałów i urządzeń transmisyjnych, włączając w to brzegowe i połączenia ISL. Każda

specyfikacja prędkości zapewnia wsteczną kompatybilność z co najmniej dwoma wcześniejszymi generacjami (np. 8GFC jest kompatybilne wstecz z

4GFC i 2GFC)

*Daty w przyszłości są prognozowane


5.2 Aplikacja Fiber Channel po okablowaniu miedzianym

Pomimo, że większość aplikacji Fiber Channel transmitowanych jest światłowodowo, jest ona również dostępna do uruchomienia na okablowaniu

miedzianym. W 2007 roku INCITS 435 zatwierdziło zbiór specyfikacji dla aplikacji FC-BaseT. Aplikacje stworzono specjalnie dla użytkowników dla

których zastosowanie światłowodów jest za kosztowne. Rozszerzając zastosowanie FC na miedziane okablowanie, T11 chciało zwiększyć

konkurencyjność Fiber Channel w środowiskach niskobudżetowych.

Powszechnie stosowane specyfikacje aplikacji Fiber Channel

Typ PMD Technologia Złącze Medium Maksymalna

długość połączenia [m]

Miedziane

4GFCBase-T

4 pary RJ-45

Klasa E/EA 40/100

2GFCBase-T Klasa D/E/EA 60/70/100

1GFCBase-T Klasa D/E/EA 100

Tabela 11: Długości połączeń dla Fiber Channel po okablowaniu miedzianym zależny od aplikacji oraz klasy wydajności okablowania

5.3 Aplikacja Fiber Channel po światłowodzie

Jak wspomniano wcześniej, aplikacje Fiber Channel głównie są uruchamiane na okablowaniu światłowodowym.

Zdefiniowano kilka długości zależnych od medium i rodzaju aplikacji Fiber Chanel. Tabela 12 daje kompletny przegląd tych możliwości.

Długość kanału (m)

Typ włókna 1 Gbps FC 2 Gbps FC 4 Gbps FC 8 Gbps FC 16 Gbps FC 32 Gbps FC

OM1, 62.5/125 μm

300 150 70 21 15 N/A

OM2, 62.5/125 μm

300 150 70 21 15 N/A

OM2, 50/125 μm

500 300 150 50 35 20

OM3, 50/125 μm

860 500 380 150 100 70

OM4, 50/125 μm

min. 860 Min 500 400 190 125 100

OS1/OS2, 9/125μm

10000 10000 10000 10000 10000 10000

Uwaga: odległości te zostały wyspecyfikowane dla Fiber Channel przy założeniu, że tłumienie spawów i połączeń jest mniejsze od 1.5 dB dla włókien

wielomodowych oraz 2 dB dla włókien.

Tabela 12: Długości kanałów dla aplikacji Fiber Channel w zależności od typu włókna.


5.4 Aplikacja Fiber Channel po Ethernecie (FCoE)

Aplikacja Fiber Channel po Ethernecie (FCoE) jest nowym rozszerzeniem protokołu Fiber Channel wykorzystującym Ethernet jako fizycznej

technologii transmisji. FCoE łączy w sobie technologię Fiber Channel i Ethernet celem dostarczenia Użytkownikowi końcowemu połączonych opcji

sieciowania do przechowywania danych SAN oraz ruchu po sieci LAN. Połączony FCoE z rozszerzeniami do Ethernetu umożliwia w Data Center

ujednolicenie infrastruktury wejść/wyjść w konwergentną sieć. FCoE jest prostą metodą transmisji, w której ramki danych Fiber Channel zawierają

się w ramkach danych ethernetowych w serwerze. Serwer łączy ramki informacji Fiber Channel i Ethernet przed wysłaniem ich do sieci LAN i rozłącza

je po dotarciu. Serwerowe wejścia/wyjścia łączą interfejs karty sieciowej (NIC) oraz karty host bus adaptera (HBA) w jeden połączony adapter

sieciowy (CNA). Połączenie Fiber Channel wymaga użycia 10-Gigabit Ethernet.

Rozwój prędkości technologii Fiber Channel po Ethernecie (v11)

FCoE

Nazwa produktu Przepustowość Odpowiednik

prędkość transmisji

Technologia zaprezentowana

Dostępna na rynku

10GFCoE 2400 10.3125 2008 2009

40GFCoE 9600 41.225 2010 Żądania rynku

100GFCoE 24000 100.3125 2010 Żądania rynku

Tabela 13: Rozwój prędkości Fiber Channel.

FCoE transmituje FC przez Ethernet. Dla zapewnienia pełnej kompatybilności wymaga się zastosowania odpowiednich modułów SFP+, pozwalających

na wykorzystanie wszystkich standardowych i niestandardowych technologii optycznych oraz dodatkowo pozwalających na wykorzystanie

bezpośrednich kabli połączeniowych, wykorzystujących elektryczny interfejs SFP+. Odmiennie porty FCoE muszą być zgodne ze standardami i

wymaganiami kompatybilności Ethernetu.

5.5 Budżet światłowodowy dla aplikacji Fiber Channel

Budżet światłowodowy (dB)

Typ włókna 1 Gbps FC 2 Gbps FC 4 Gbps FC 8 Gbps FC 16 Gbps FC 32 Gbps FC

OM1, 62.5/125μm 3 2.1 1.78 1.58 - niedostępny

OM2, 50/125μm 3.85 2.62 2.06

1.68 1.63 2.02

OM3, 50/125μm 4.62 3.31 2.88 2.04 1.86 1.87

OM4, 50/125μm 4.62 3.31 2.95 2.19 1.95 1.87

OS1/OS2, 9/125μm 7.8 7.8 7.8 6.4 6.4 6.21

Tabela 14: Budżet światłowodowy dla Fiber Channel po światłowodzie w zależności od aplikacji i typu włókna


Długości kanałów podane w 5.3 bazują na 1.5 dB tłumienności wtrąceniowej dla wszystkich połączeń i spawów wielomodowych. Jednak odchyłka

tłumienia od wskazanej 1.5 dB spowoduje zmianę maksymalnych długości połączeń, tak jak pokazuje tabela 15

400-SN maksymalny dystans / budżet mocy w zależności od innych straty tłumienia

Typ włókna Dystans (m) / Budżet światłowodowy (dB)

3.0 dB 2.4 dB 2.0 dB 1.5 dB 1.0 dB

M5F (OM4) 200 / 3.72 300 / 3.49 370 / 3.34 400 / 2.95 450 / 2.63

M5E (OM3) 150 / 3.54 290 / 3.45 320 / 3.16 380 / 2.88 400 / 2.45

M5 (OM2) 70 / 3.26 120 / 2.85 130 / 2.49 150 / 2.06 170 / 1.64



3.0 dB 2.4 dB 2.0 dB 1.5 dB 1.0 dB

M5F (OM4) 50 / 3.18 120 / 2.83 160 / 2.58 190 / 2.19 220 / 1.80

M5E (OM3) 35 / 3.13 110 / 2.80 125 / 2.45 150 / 2.04 180 / 1.65

M5 (OM2) Nie dostępny 35 / 2.53 45 / 2.16 50 / 1.68 60 / 1.22



3.0 dB 2.4 dB 2.0 dB 1.5 dB 1.0 dB

M5F (OM4)

Nie dostępny

50 / 2.58 100 / 2.36 125 / 1.95 35 / 1.63

M5E (OM3) 40 / 2.54 75 / 2.27 125 / 1.95 35 / 1.63

M5 (OM2) Nie dostępny 25 / 2.09 35 / 1.63 35 / 1.63



3.0 dB 2.4 dB 2.0 dB 1.5 dB 1.0 dB

M5F (OM4) 20 / 3.04 65 / 2.64 60 / 2.24 100 / 1.86 110 / 1.48

M5E (OM3) 15 / 3.03 45 / 2.64 60 / 2.24 70 / 1.87 80 / 1.41

M5 (OM2) Nie dostępny 15 / 2.52 15 / 2.52 20 / 2.02 80 / 1.41

Tabela 15: Długości kanałów dla Fiber Channel w zależności od aplikacji i tłumienia


6. InfiniBand

InfiniBand jest technologią, która została stworzona żeby przezwyciężyć problemy związane z ruchem danych pomiędzy urządzeniami

wejścia/wyjścia a przetwarzaniem danych w stosie. Architektura InfiniBand (IBA) jest przemysłowym standardem architektury transmisji dla

interfejsów wejścia/wyjścia (I/O) serwerów i komunikacji między serwerami. Interfejs ten został stworzony przez InfiniBandSM TradeAssociation

(IBTA) celem dostarczenia odpowiedniego poziomu niezawodności, dostępu, wydajności oraz skalowalności niezbędnej do obsługi aktualnych i

przyszłych systemów serwerowych. Wydajności są znacząco wyższe niż te osiągane z struktur magistralowych dotychczasowych szyn danych

wejść/wyjść. Pomimo że InfiniBand został stworzony do wydajnych połączeń I/O został on szeroko rozpowszechniony w wysokowydajnych

komputerowych klastrach oraz systemach przechowywania danych ze względu na wysoką przepustowość oraz niskie opóźnienia połączeń, jakie

oferuje.

Poniższy wykres pokazuje rozwój technologii InfiniBand (zaczerpnięto ze strony InfiniBand Trade Association, www.infinibandta.org)

SDR - Single Data Rate DDR - Double Data Rate QDR - Quad Data Rate FDR - Fourteen Data Rate EDR - Enhanced Data Rate HDR - High Data Rate NDR - Next Data Rate

Grafika 7: Przedstawienie rozwoju technologii InfiniBand z strony organizacji IB Trade Association www.infinibandta.org

Protokół SDR dla połączeń wielomodowych (IB 1x-SX) oraz wszystkich jednomodowych (IB 1x-LX) wykorzystuje do transmisji 2 włókna

światłowodowe z złączami typu LC. Wszystkie inne protokoły, poczynając od DDR, wykorzystują wielowłóknowe złącza typu MPO.

Aplikacja Typ złącza

IB 1x-SX 2 x LC

IB 4x-SX 1 x MPO 12f



IB 1x-LX 2 x LC

IB 4x-LX 2 x LC

Tabela 16: Aplikacje InfiniBand oraz typy złączy

http://www.infinibandta.org/


6.1 Długości kanałów

Maksymalne długości kanałów zależą od wielkości paczki danych, ilości równoległych transmisji oraz od typu włókna światłowodowego. Tabela 17

zestawia te wartości:

Długość kanału (m)

Typ włókna IB 1x-SX

SDR/DDR/QDR IB 4x-SX

SDR/DDR IB 8x-SX

SDR/DDR IB 12x-SX SDR/DDR

IB 1x-LX SDR/DDR/QDR

IB 4x-LX SDR

OM1, 62.5/125μm

125/65/33 75/50 75/50 75/50 niedostępne niedostępne

OM2, 50/125μm


OM3, 50/125μm


OM4, 50/125μm*


OS1/OS2, 9/125μm

niedostępne niedostępne niedostępne niedostępne 10km dla

wszystkich 10km

* Fizyczna specyfikacja InfiniBand nie uwzględnia włókna OM4, włókno OM4 jest traktowane identycznie jak OM3.

Tabela 17: Długości kanałów InfiniBand w zależności od typu aplikacji i typu włókna światłowodowego

6.2 Budżet światłowodowy dla aplikacji InfiniBand

Budżet światłowodowy (dB)

Typ włókna IB 1x-SX

SDR/DDR/QDR IB 4x-SX

SDR/DDR IB 8x-SX

SDR/DDR IB 12x-SX SDR/DDR

IB 1x-LX SDR/DDR/QD

R

IB 4x-LX SDR

OM1, 62.5/125μm

6/7.93 4.8/6.25 4.8/6.25 4.8/6.25 niedostępne niedostępne

OM2, 50/125μm 6/7.93 4.8/6.25 4.8/6.25 4.8/6.25 niedostępne niedostępne

OM3, 50/125μm 6/7.93 4.8/6.25 4.8/6.25 4.8/6.25 niedostępne niedostępne

OM4, 50/125μm*

6/7.93 4.8/6.25 4.8/6.25 4.8/6.25 niedostępne niedostępne

OS1/OS2, 9/125μm

niedostępne niedostępne niedostępne niedostępne 9/9.8 6.2

* Fizyczna specyfikacja InfiniBand nie uwzględnia włókna OM4, włókno OM4 jest traktowane identycznie jak OM3.

Tabela 18: Budżet kanału światłowodowego IB


Grafika 8. Infrastruktura systemu kablowego TE Connectivity TE Connectivity to 13mld korporacja technologiczna, która opracowuje i wytwarza złącza elektroniczne, komponenty oraz systemy obecne w produktach, które zmieniają obecny Świat. Celem TE jest innowacja, współpraca i pomoc w rozwiązywaniu problemów realizowana przez inżynierów na całym Świecie, dzięki czemu mogą oni podejmować z sukcesem największe wyzwania oraz tworzyć produkty nowatorskie, bardziej inteligentne, bezpieczniejsze, bardziej przyjazne dla środowiska i bardziej wydajne. Produkty TE można znaleźć prawie we wszystkich elektronicznych produktach na świecie, sprawiając że TE jest małą częścią milionów największych i najlepszych pomysłów oraz projektów.

przewodnik aplikacji data center sieci i magazyny … · standard ten został utworzony w kwietniu...

Documents