Guida alla soluzione di cablaggio IDC Spine-Leaf: transceiver vs cavi DAC vs cavi AOC

L'architettura di rete Spine-Leaf è una nuova architettura topologica per data center. Diversamente dalla tradizionale architettura a 3 livelli, l'architettura Spine-Leaf è composta da due livelli, uno spine e uno leaf. La soluzione di cablaggio di rete più diffusa include direct attach cable (DAC), active optical cable (AOC) e ricetrasmettitore ottico + cavo in fibra ottica. È importante scegliere un sistema di cablaggio adatto all'architettura di rete. Questo articolo indicherà quale soluzione è adatta a parti specifiche dell'architettura Spine-Leaf.

Perché l'architettura di rete Spine-Leaf è importante?

L'architettura di rete tradizionale degli switch nei data center adotta un'architettura di rete a tre livelli, ossia core-aggregation-access, come mostrato nella figura 1. Basandosi sull'architettura tradizionale a 3 livelli, la comunicazione tra due switch di accesso potrebbe richiedere tre switch del livello aggregation-core-aggregation, il che non 28 adatto ai data center virtuali su larga scala. 

Il flusso di dati gestito dal data center è sempre più grande, il che richiede minore latenza, maggiore larghezza di banda, implementazione più rapida e maggiore scalabilità per i sistemi di rete. Entra quindi in gioco l'architettura di rete Spine-Leaf, che è la prima scelta per la costruzione di Internet Data Center. Diversamente dalla tradizionale architettura a 3 livelli, l'architettura di rete Spine-Leaf adotta un'architettura di rete a 2 livelli, stabilendo collegamenti tra tutti gli switch di accesso (switch Leaf) e gli switch di aggregazione (switch Spine), come mostrato nella figura 1. Con l'architettura sopra descritta, qualsiasi coppia di switch di accesso all'interno del data center consente la comunicazione diretta senza switch intermedi. Inoltre, c'è larghezza di banda sufficiente per garantire una comunicazione efficace tra ciascun switch di accesso e switch di aggregazione. Inoltre, l'architettura Spine-Leaf è più adatta all'espansione dei data center interconnettendo diverse reti Spine-Leaf per realizzare fasi dinamiche e costruire Internet Data Center in base alla domanda.

Figura 1 - Architettura di rete tradizionale a 3 livelli vs architettura Spine-Leaf a 2 livelli

Soluzione di cablaggio per architettura Spine-Leaf: transceiver vs cavo DAC vs cavo AOC

Confronto della distanza supportata: transceiver vs cavo DAC vs cavo AOC

L'attuale velocità di rete ha raggiunto 400Gb/s, si può prevedere che i dati Ethernet raggiungeranno 800Gb/s o persino 1.6Tb/s nei prossimi decenni. Nei collegamenti a lunga distanza delle reti Spine-Leaf e Spine-Core Spine, i ricetrasmettitori abbinati a una soluzione con cavo in fibra sono ancora la prima scelta, soluzione che presenta un netto vantaggio nella distanza di trasmissione. Secondo lo standard ISO 11801,   la distanza supportata è fino a 2km su fibra monomodale (SMF), fino a 300m-400m in 10G Ethernet e fino a 100m-150m in 40G/100G Ethernet su fibra multimodale (MMF).

Per quanto riguarda il Cavi Direct Attach (cavi DAC) e Cavi ottici attivi (cavi AOC) soluzione di cablaggio, IEEE specifica che la distanza supportata dai cavi DAC arriva fino a 7m a una velocità dati di 400Gb/s, mentre la soluzione di cablaggio AOC supporta fino a 30m. Pertanto, sia la soluzione di cablaggio DAC sia quella AOC sono adatte quando la lunghezza del collegamento è entro 5m, mentre la soluzione di cablaggio AOC è più applicabile per lunghezze di collegamento da 5m a 30m.

Confronto dei costi: ricetrasmettitore vs cavo DAC vs cavo AOC

La Tabella 1 mostra il confronto dei prezzi tra soluzioni di cablaggio DAC, AOC e transceiver dell'azienda QSFPTEK. È evidente che i sistemi di cablaggio DAC e AOC ottengono un chiaro vantaggio rispetto ai sistemi di cablaggio con transceiver e fibra a diverse velocità di trasmissione dei dati. Tra le tre soluzioni di cablaggio, la soluzione di cablaggio DAC ha il costo più basso, pari solo a circa il 20-40 percento dei sistemi di cablaggio con transceiver a diverse velocità di trasmissione dei dati. Di conseguenza, in un collegamento a breve distanza tra switch Top-of-Rack (ToR) e server in un'architettura di rete Spine-Leaf, le soluzioni di cablaggio DAC e AOC sono più convenienti.

Tabella 1 - Costi della soluzione di cablaggio QSFPTEK: transceiver vs DAC vs AOC

* La soluzione di cablaggio con transceiver include due transceiver e un cavo in fibra.

* Il prezzo delle tre soluzioni nella tabella sopra si basa su una lunghezza del collegamento di 3m.

Confronto del consumo energetico: ricetrasmettitore vs cavo DAC vs cavo AOC

Il consumo energetico è sempre una delle questioni più rilevanti nel settore. La voce di spesa più elevata per il funzionamento e la manutenzione degli Internet Data Center è il costo dell'elettricità. La Tabella 2 mostra il consumo energetico delle soluzioni di cablaggio DAC, AOC e con transceiver. Poiché le attuali architetture di rete Spine-Leaf sono principalmente a 10Gb/s e 25Gb/s, dalla tabella seguente si può osservare che le soluzioni di cablaggio DAC e AOC rappresentano una scelta migliore rispetto alla soluzione con transceiver.

Tabella 2 - Consumo energetico della soluzione di cablaggio QSFPTEK: transceiver vs DAC vs AOC

Confronto di affidabilità e compatibilità: transceiver vs DAC vs AOC

Quando si tratta di affidabilità, poiché la soluzione di cablaggio con transceiver deve collegare il connettore in fibra all'interfaccia del dispositivo e mantenere pulita la faccia terminale della fibra ottica, le soluzioni di cablaggio DAC e AOC esistenti con configurazioni groupware sono più affidabili delle soluzioni di cablaggio con transceiver.

Per quanto riguarda la compatibilità, i transceiver offrono una compatibilità migliore rispetto ai cavi DAC e AOC, poiché questi ultimi adottano moduli transceiver preassemblati di terze parti e devono eseguire test di compatibilità in base ai dispositivi del marchio specifico.

Conclusione

Dalle differenze menzionate tra la soluzione di cablaggio in fibra con transceiver e le soluzioni DAC e AOC, combinando le caratteristiche e i requisiti delle diverse parti dei collegamenti di rete Spine-Leaf, la scelta di una soluzione di cablaggio adatta può essere riassunta come segue:

a. Nel backbone dell'architettura di rete Spine-Leaf, data la trasmissione a lunga distanza e l'elevata esigenza di compatibilità, si consiglia l'uso di transceiver abbinati a una soluzione di cablaggio in fibra.

b. Nei collegamenti a breve distanza entro 7 metri tra switch Leaf/switch ToR e server, si consiglia il cavo DAC per i vantaggi in termini di costo e consumo energetico. Significativamente, il cavo DAC presenta strutture con cavo in rame Twinax coassiale schermato, che comportano un filo spesso e ingombrante, quindi non adatto all'implementazione di server ad alta densità.

c. Nei collegamenti di diramazione Spine-Leaf a breve distanza entro 30 metri e nei collegamenti tra switch Leaf/ToR e server oltre 7 metri, sono consigliati cavi AOC. Rispetto ai cavi DAC, i cavi AOC strutturati con cavo in fibra sono più sottili e leggeri, il che li rende più adatti all'implementazione di server ad alta densità.

Se hai dubbi sulla soluzione di cablaggio del data center,  ti invitiamo a visitare QSFPTEK.COM e consultare tramite [email protected].