Mellanox Spectrum SN2700 ve SN3700 Karşılaştırması: Veri Merkezi Yükseltme Yolu Nedir?

Gece yarısı NVMe-over-Fabrics (NVMe-oF) geçişi yaparken veya RDMA özellikli bir yapay zeka hesaplama kümesini ölçeklendirirken ve eski uç anahtarlarınızda sessiz paket kayıpları ve TCP yeniden iletimleri fark etmeye başladığınızda, suçlu nadiren fiziksel fiberdir. Yüksek verimli, düşük gecikmeli depolama ortamlarında, mikro patlamalar statik paket tamponlarını kolayca aşarak paket tamponu serileştirme darboğazlarına yol açar. Yıllarca Mellanox Spectrum SN2700, 100 GbE veri merkezi uç/omurga ağının temel iş yükünü üstlendi. Ancak, iş yükleri dağıtılmış makine öğrenimine ve yüksek yoğunluklu flash depolamaya geçtikçe, birinci nesil silikonun sınırlamaları belirgin hale geliyor.

Mellanox Spectrum SN2700'den (Spectrum-1 ASIC) SN3700'e (Spectrum-2 ASIC) geçiş, yalnızca 100 GbE'den 200 GbE'ye bir geçiş değil; paket tampon tahsisi, telemetri yetenekleri ve tıkanıklık yönetimi açısından temel bir mimari değişimdir. Bu kapsamlı teknik analiz, veri merkezlerinde sorunsuz bir 100G'den 200G'ye geçişi gerçekleştirmek için gereken silikon işlem hatlarını, performans ölçütlerini ve gerçek dünya dağıtım stratejilerini değerlendirmektedir.

İçindekiler

• Silikon Boru Hattı Evrimi: Spectrum-1 ve Spectrum-2 ASIC Mimarisi Karşılaştırması
• Donanım Özellikleri ve Gerçek Dünya Performans Boyutlandırması
• 100G/200G Dağıtımlarında Port Dalgalanmasını ve FEC Uyumsuzluklarını Azaltma
• Stratejik Geçiş ve Tedarik: Veri Merkezi Sermaye Harcamalarının Optimize Edilmesi
• Uzman Sorun Giderme ve Topluluk Soru-Cevap

Silikon Boru Hattı Evrimi: Spectrum-1 ve Spectrum-2 ASIC Mimarisi Karşılaştırması

Mellanox Spectrum SN2700 ve SN3700 arasındaki mimari farklılık, silikon seviyesinde başlıyor. SN2700 28nm üretim teknolojisiyle üretilen birinci nesil Spectrum-1 ASIC tarafından desteklenmektedir. SN3700 Son derece verimli 16nm FinFET prosesi üzerine kurulu Spectrum-2 ASIC'i kullanır. Bu yonga küçültme, Mellanox'un gelişmiş paket işleme hatlarını eklerken anahtarlama kapasitesini ikiye katlamasına olanak tanıdı.

Paket Tamponu Seri Hale Getirme ve Mikro Patlama Azaltma

Spectrum-2 ASIC mimarisindeki en kritik yükseltme, paket arabellek tahsis modelidir:

• Spectrum-1 (SN2700)16 MB'lık tamamen paylaşımlı bir paket arabelleğine sahiptir. Çağdaş Broadcom Tomahawk çiplerinin oyulmuş/bölümlenmiş arabelleklerine göre üstün olsa da, 16 MB yoğun içe aktarım desenlerinde (örneğin, çoktan bire depolama yazmaları) hızla dolabilir.
• Spectrum-2 (SN3700): 42 MB'lık devasa, dinamik olarak paylaşılan bir paket arabelleğine sahiptir. Bu arabellek, port başına statik olarak bölümlenmez; bunun yerine, dinamik bir tahsis algoritması, geçici tıkanıklık yaşayan portlara isteğe bağlı olarak arabellek alanı atar. Bu, mikro patlama düşürme profilini önemli ölçüde değiştirir ve SN3700'ün, kuyruk düşürmelerini başlatmadan veya Öncelikli Akış Kontrolünü (PFC) tetiklemeden önce SN2700'e göre 2.6 kat daha büyük patlamaları absorbe etmesine olanak tanır.

Gecikme Profilleri

Yüksek frekanslı alım satım (HFT) ve ultra düşük gecikmeli kümelemede, porttan porta gecikme önemli bir ölçüttür. SN2700, 100 GbE paketleri için 300 ns'lik ultra düşük bir geçiş gecikmesi sunar. İlginç bir şekilde, SN3700 yaklaşık 425 ns'lik biraz daha yüksek bir gecikme profili sergiliyor. Bu küçük artış, Spectrum-2'nin gelişmiş işlem hattı derinliği, daha büyük tampon arama tabloları ve gelişmiş paket ayrıştırma yetenekleri için yapılan bir ödünleşmedir. Kurumsal veri merkezlerinin ve yapay zeka iş yüklerinin %99'u için, SN3700'ün devasa tampon kapasitesi ve tıkanıklık önleme mekanizmaları, 125 ns'lik gecikme farkından çok daha önemlidir.

Donanım Telemetrisi: Az Önce Neler Oldu (WJH)

Spectrum-1 ASIC, milisaniye aralığında meydana gelen geçici mikro patlamaları sıklıkla gözden kaçıran geleneksel sFlow ve SNMP yoklama yöntemlerine dayanmaktadır. Spectrum-2 ASIC ise donanıma gömülü bir yaklaşım sunmaktadır. Az Önce Ne Oldu (WJH) Telemetri. WJH, ASIC seviyesinde düşen paketleri inceler ve ayrıntılı teşhis meta verilerini (VLAN uyumsuzluğu, ACL düşmesi veya tampon sonu düşmesi gibi kesin düşme nedeni dahil) gerçek zamanlı olarak doğrudan izleme araçlarına aktarır. Bu, karmaşık ağ sorun giderme sırasında tahmin yürütme ihtiyacını ortadan kaldırır.

Donanım Özellikleri ve Gerçek Dünya Performans Boyutlandırması

Mellanox SN2700 yükseltme yolunu planlarken, ağ mimarları her iki platformun fiziksel ve mantıksal ölçeklendirme sınırlarını değerlendirmelidir. SN2700 yalnızca 100 GbE platformudur, oysa SN3700 ailesi, SN3700C (SN2700'ün doğrudan yerine geçebilecek şekilde tasarlanmış ancak Spectrum-2 avantajlarına sahip 32 portlu 100G switch) ve standart SN3700 (QSFP56 arayüzleri aracılığıyla 32 portlu 200 GbE'yi destekler) dahil olmak üzere birden fazla SKU varyasyonu sunar.

Tedarik süreçlerinizi optimize etmek ve bütçe tahsislerini değerlendirmek için şunları inceleyebilirsiniz: Mellanox Spectrum SN2700 Anahtarının Özellikleri ve Fiyatlandırması Eski nesil donanımların kurulum maliyetlerini yeni nesil donanımlarla karşılaştırmak.

Aşağıdaki tabloda SN2700, SN3700C ve SN3700'ün teknik özellikleri özetlenmiştir:

100G/200G Dağıtımlarında Port Dalgalanmasını ve FEC Uyumsuzluklarını Azaltma

Bir veri merkezinin 100G'den 200G'ye geçişi sırasında gerçek dünyada sıkça karşılaşılan bir mühendislik sorunu şunları içerir: İleri Hata Düzeltme (FEC) uyumsuzluklarıEski bir 100G NIC'i (örneğin ConnectX-4 veya ConnectX-5) daha yeni bir Spectrum-2 switch portuna bağlarken veya üçüncü taraf alıcı-vericiler kullanırken, bağlantı genellikle kurulmamakta veya sürekli port bağlantı kesintileri yaşanmaktadır.

Bu durum, SN3700'deki varsayılan FEC modu (tipik olarak Reed-Solomon FEC veya rs) eski NIC ile otomatik olarak müzakere etmeyebilir, bu da şunları bekleyebilir: no-fec veya Firecode FEC (fc).

Bu sorunu çözmek için ağ mühendislerinin port hızını, breakout seçeneklerini ve FEC modlarını manuel olarak yapılandırması gerekir. Aşağıda, bir SN3700 üzerindeki 200G portunu iki 100G arayüzüne bölmek ve FEC modunu manuel olarak ayarlamak için Mellanox Onyx (MLNX-OS) için kopyala-yapıştır hazır bir yapılandırma betiği bulunmaktadır. rs Sürekli veri akışını engellemek ve paket arabelleği düşme sayaçlarını doğrulamak için.

# Enter global configuration mode
enable
configure terminal

# Step 1: Configure port breakout on interface 1/1 (Split 200G QSFP56 to 2x 100G)
interface ethernet 1/1 module-type qsfp-split-2

# Step 2: Navigate to the newly created sub-interfaces and configure FEC
interface ethernet 1/1/1
  description Uplink_To_Legacy_100G_Leaf
  speed 100G
  fec rs
  no shutdown
exit

interface ethernet 1/1/2
  description Storage_Node_Connection
  speed 100G
  fec rs
  no shutdown
exit

# Step 3: Configure RoCEv2 Congestion Control (Explicit Congestion Notification - ECN)
interface ethernet 1/1/1 traffic-class 3 congestion-control ecn minimum-threshold 150kb maximum-threshold 1500kb mark-probability 10

# Step 4: Verification and Diagnostics
show interfaces ethernet 1/1/1 status
show interfaces ethernet 1/1/1 counters drop
show system wjh-records

Stratejik Geçiş ve Tedarik: Veri Merkezi Sermaye Harcamalarının Optimize Edilmesi

Aktif bir veri merkezi ağını SN2700'den SN3700'e geçirmek, ağ kesintilerini ve bütçe aşımını önlemek için dikkatli planlama gerektirir. Geleneksel dağıtım kanalları, yüksek yoğunluklu anahtarlar için genellikle 6 ila 8 haftalık teslim süreleri belirtir; bu da kritik altyapı genişlemelerini durdurabilir ve proje gecikme cezalarına yol açabilir.

Yönlendirici-anahtar, tedarik zincirindeki bu darboğazları, %100'ün üzerinde bir kapasiteyi koruyarak giderir. Çoklu depolarda raflarda bulunan 20 milyon dolarlık stokBu sayede ABD pazarı da dahil olmak üzere küresel destinasyonlara aynı hafta içinde sevkiyat yapılabiliyor. Bu hızlı erişilebilirlik, donanımın bakım pencereleri açıldığında tam olarak ulaşması gereken aşamalı geçişler gerçekleştiren kurumsal müşteriler için kritik önem taşıyor.

Ayrıca, Router-switch'in düz tedarik zinciri, bölgesel dağıtımcıların uyguladığı çok katmanlı fiyat artışlarını ortadan kaldırarak, sistem entegratörlerinin ve kurumsal BT departmanlarının hem eski SN2700 (mevcut eski ünitelerin yedeklenmesi veya genişletilmesi için) hem de yeni SN3700 serisi için doğrudan toplu satın alma indirimlerinden yararlanmalarını sağlar.

Kurulum sonrası riskleri azaltmak için, gönderilen her anahtar bir garantiyle desteklenmektedir. %100 orijinal ve gerçek garantiliSeri numaraları, sevkiyattan önce üreticinin resmi veri tabanında tamamen doğrulanabilir. Pahalı ve katı satıcı destek sözleşmelerine güvenmek yerine, kurulumlar Router-switch'in ücretsiz bire bir CCIE/CCDE seviyesinde mühendislik danışmanlığı ve ücretsiz bir garanti ile desteklenir. 3 Yıllık RS Care uzatılmış garantiBu hizmet, ortalama onarım süresini (MTTR) en aza indirmek için hızlı bir RMA bekleme yedek parça hizmetini de içerir.

Uzman Sorun Giderme ve Topluluk Soru-Cevap

S1: Aynı EVPN-VXLAN yapısında SN2700 ve SN3700 switch'lerini birlikte kullanabilir miyim?

Evet. Hem Spectrum-1 (SN2700) hem de Spectrum-2 (SN3700) ASIC'leri EVPN-VXLAN kontrol düzlemlerini tam olarak desteklemektedir. Ancak, ölçeklendirme açısından en düşük ortak paydayı göz önünde bulundurarak ağ yapınızı tasarlamanız gerekir. SN2700, SN3700'e kıyasla daha küçük ARP/ND ve MAC tablolarına sahiptir. SN2700 anahtarlarını yaprak düğümler ve SN3700 anahtarlarını omurga düğümler olarak kullanıyorsanız, yaprak düğümlerin 256K L3 yönlendirme ve ana bilgisayar tablosu sınırlarını aşmadığından emin olun.

S2: Ortalama bant genişliği kullanımı %40'ın altında olmasına rağmen SN3700 cihazım neden paket kayıpları gösteriyor?

Bu, mikro patlamanın klasik bir belirtisidir. Ortalama bant genişliği, SNMP tarafından genellikle 1 dakikalık veya 5 dakikalık aralıklarla hesaplanır. Mikro patlama, birden fazla sunucu portunun aynı anda tek bir yukarı bağlantı portuna trafik gönderdiği mikrosaniyeler içinde gerçekleşir. Patlama, geçici tampon kapasitesini aşarsa, anahtar paketleri düşürür. SN3700'ün 42 MB'lık tamponu, SN2700'ün 16 MB'lık tamponuna kıyasla bunu önemli ölçüde azaltırken, yine de etkinleştirmeniz gerekebilir. Açık Tıkanıklık Bildirimi (ECN) hem de Öncelikli Akış Kontrolü (PFC) RoCEv2'nin, veri kayıpları meydana gelmeden önce gönderen ağ kartlarını (NIC'leri) kısıtlamasına izin vermek.

S3: SN2700 ve SN3700 cihazlarında hem Cumulus Linux hem de SONiC çalıştırabilir miyim?

Evet. Her iki switch de açık platform mimarisi üzerine kuruludur. Mellanox Onyx (MLNX-OS), Cumulus Linux ve SONiC'i (Bulutta Açık Ağ Oluşturma Yazılımı) desteklerler. Geçiş yaparken, açık işletim sistemlerinde Spectrum-1 ve Spectrum-2 ASIC'leri arasında arayüz adlandırma kuralları ve donanıma özgü tampon profilleri farklılık gösterdiğinden, ağ otomasyon komut dosyalarınızın (Ansible/Terraform) güncellendiğinden emin olun.

S4: SN2700'den SN3700'e geçişte port çıkış yeteneği nasıl farklılık gösterir?

SN2700 (QSFP28), tek bir 100G portunu 4x 25G veya 4x 10G arayüzüne ayırmayı destekler. SN3700 (QSFP56) ise tek bir 200G portunu 2x 100G, 4x 50G veya 4x 25G arayüzüne ayırmanıza olanak tanır. Bu, raf ünitesi başına 25G/50G bağlantılarının yoğunluğunu iki katına çıkararak SN3700'ü yüksek performanslı bilgi işlem düğümleri için olağanüstü yoğun bir leaf switch haline getirir.