IDC Spine-Leaf 케이블링 솔루션 가이드: Transceivers vs DAC Cables vs AOC Cables

Spine-Leaf 네트워크 아키텍처는 새로운 데이터 센터 토폴로지 아키텍처입니다. 기존의 3계층 아키텍처와 달리, Spine-Leaf 아키텍처는 스파인과 리프의 두 계층으로 구성됩니다. 주류 네트워크 케이블링 솔루션에는 직접 연결 케이블(DAC), 액티브 광 케이블(AOC), 광 트랜시버 + 광섬유 케이블이 포함됩니다. 네트워크 아키텍처에 적합한 케이블링 시스템을 선택하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 Spine-Leaf 아키텍처의 특정 부분에 어떤 솔루션이 적합한지 설명합니다.

스파인-리프 네트워크 아키텍처가 중요한 이유는 무엇인가요?

데이터 센터의 기존 스위치 네트워크 아키텍처는 그림 1에 표시된 것처럼 코어-집계-액세스의 3계층 네트워크 아키텍처를 채택합니다. 기존 3계층 아키텍처를 기반으로 할 때, 두 액세스 스위치 간 통신에는 집계-코어-집계 계층의 세 스위치가 필요할 수 있으며, 이는 대규모 가상 데이터 센터에는 적합하지 않습니다. 

데이터 센터가 처리하는 데이터 스트림은 점점 더 커지고 있으며, 이에 따라 네트워크 시스템에는 더 낮은 지연 시간, 더 높은 대역폭, 더 빠른 구축, 더 높은 확장성이 요구됩니다. 그래서 Internet Data Center 구축의 첫 번째 선택지인 Spine-Leaf 네트워크 아키텍처가 등장했습니다. 기존의 3계층 구조와 달리 Spine-Leaf 네트워크 아키텍처는 2계층 네트워크 아키텍처를 채택하여, 그림 1에 표시된 것처럼 모든 액세스 스위치(Leaf 스위치)와 집계 스위치(Spine 스위치) 간의 연결을 설정합니다. 위 아키텍처에서는 데이터 센터 내의 임의의 두 액세스 스위치가 중간 스위치 없이 직접 통신할 수 있습니다. 또한 각 액세스 스위치와 집계 스위치 간의 효과적인 통신을 보장하기에 충분한 대역폭이 있습니다. 더 나아가 Spine-Leaf 아키텍처는 서로 다른 Spine-Leaf 네트워크를 상호 연결하여 수요에 따라 Internet Data Center를 동적으로 단계별 구축할 수 있으므로 데이터 센터 확장에 더 적합합니다.

그림 1 - 기존 3계층 네트워크 아키텍처와 2계층 Spine-Leaf 아키텍처 비교

Spine-Leaf 아키텍처 케이블링 솔루션: 트랜시버 vs DAC 케이블 vs AOC 케이블

지원 거리 비교: 트랜시버 vs DAC 케이블 vs AOC 케이블

현재 네트워크 속도는 400Gb/s에 도달했으며, 향후 수십 년 내에 이더넷 데이터가 800Gb/s 또는 심지어 1.6Tb/s에 도달할 것으로 예측할 수 있습니다. Spine-Leaf 및 Spine-Core Spine 네트워크의 장거리 링크에서는 광섬유 케이블 솔루션과 매칭된 트랜시버가 여전히 첫 번째 선택이며, 이 솔루션은 전송 거리에서 뚜렷한 이점을 가지고 있습니다. 표준 ISO 11801에 따르면   지원 거리는 단일 모드 광섬유(SMF)에서 최대 2km, 멀티미디어 광섬유(MMF)를 통한 10G 이더넷에서 최대 300m~400m, 40G/100G 이더넷에서 최대 100m~150m입니다.

다음에 관해서는 직접 연결 케이블(DAC 케이블) 및 광 액티브 케이블(AOC 케이블) 케이블링 솔루션에서, IEEE는 400Gb/s 데이터 속도에서 DAC 케이블의 지원 거리를 최대 7m로 규정하는 반면 AOC 케이블링 솔루션은 최대 30m까지 지원합니다. 따라서 링크 길이가 5m 이내일 때는 DAC 또는 AOC 케이블링 솔루션이 모두 적합하며, 링크 길이가 5m에서 30m 사이일 때는 AOC 케이블링 솔루션이 더 적합합니다.

비용 비교: 트랜시버 vs DAC 케이블 vs AOC 케이블

표 1은 QSFPTEK 회사의 DAC, AOC, 트랜시버 케이블링 솔루션 간 가격 비교를 보여줍니다. 다양한 데이터 전송률에서 DAC 및 AOC 케이블링 시스템이 트랜시버 및 광섬유 케이블링 시스템에 비해 뚜렷한 이점을 갖는다는 것을 분명히 알 수 있습니다. 세 가지 케이블링 솔루션 중 DAC 케이블링 솔루션은 비용이 가장 낮으며, 다양한 데이터 전송률 전송에서 트랜시버 케이블링 시스템의 약 20~40%에 불과합니다. 따라서 Spine-Leaf 네트워크 아키텍처의 Top-of-Rack (ToR) 스위치와 서버 간 단거리 링크에서는 DAC 및 AOC 케이블링 솔루션이 더 비용 절감 효과가 큽니다.

표 1 - QSFPTEK 케이블링 솔루션 비용: 트랜시버 vs DAC vs AOC

* 트랜시버 케이블링 솔루션에는 트랜시버 2개와 광섬유 케이블 1개가 포함됩니다.

* 위 표의 세 가지 솔루션 가격은 링크 길이 3m를 기준으로 합니다.

전력 소비 비교: 트랜시버 vs DAC 케이블 vs AOC 케이블

전력 소비는 항상 업계에서 가장 우려되는 문제 중 하나입니다. Internet Data Center 운영 및 유지보수에서 가장 큰 지출은 전기 요금입니다. 표 2는 DAC, AOC 및 transceiver 케이블링 솔루션의 전력 소비를 보여줍니다. 현재 Spine-Leaf 네트워크 아키텍처가 주로 10Gb/s 및 25Gb/s이므로, 아래 표에 따르면 DAC 및 AOC 케이블링 솔루션이 transceiver 솔루션보다 더 나은 선택임을 알 수 있습니다.

표 2 - QSFPTEK 케이블링 솔루션 전력 소비: 트랜시버 vs DAC vs AOC

신뢰성 및 호환성 비교: 트랜시버 vs DAC vs AOC

신뢰성 측면에서, 트랜시버 케이블링 솔루션은 광섬유 커넥터를 장치 인터페이스에 연결하고 광섬유 단면을 깨끗하게 유지해야 하므로, 그룹웨어 패턴으로 존재하는 DAC 및 AOC 케이블링 솔루션이 트랜시버 케이블링 솔루션보다 더 신뢰성이 높습니다.

호환성 측면에서 트랜시버는 DAC 및 AOC 케이블보다 더 나은 호환성을 제공합니다. 후자는 타사 사전 조립 트랜시버 모듈을 채택하며 특정 브랜드 장치에 따라 호환성 테스트를 수행해야 하기 때문입니다.

결론

트랜시버 광섬유 케이블링 솔루션과 DAC 및 AOC 솔루션 간의 앞서 언급한 차이점을 바탕으로, Spine-Leaf 네트워크 링크의 각 부분별 특징과 요구 사항을 결합하면 적합한 케이블링 솔루션을 선택하는 방법은 다음과 같이 요약할 수 있습니다:

a. Spine-Leaf 네트워크 아키텍처의 백본에서는 장거리 전송과 높은 호환성 요구로 인해 파이버 케이블링 솔루션과 매칭된 트랜시버가 권장됩니다.

b. Leaf 스위치/ToR 스위치와 서버 간 7미터 이내의 단거리 링크에서는 비용 및 전력 소비 측면의 장점으로 DAC 케이블이 권장됩니다. 특히, DAC 케이블 구조는 동축 차폐 Twinax 구리 케이블로 되어 있어 와이어가 두껍고 부피가 커지므로 고밀도 서버 배포에는 적합하지 않습니다.

c. 30미터 이내의 단거리 Spine-Leaf 브랜치 링크와 7미터를 초과하는 Leaf 스위치/ToR와 서버 간 링크에는 AOC 케이블이 권장됩니다. DAC 케이블과 비교할 때, 파이버 케이블로 구성된 AOC 케이블은 더 얇고 가벼워 고밀도 서버 배포에 더 적합합니다.

데이터 센터 케이블링 솔루션에 대해 궁금한 점이 있으시면,  방문해 주십시오 QSFPTEK.COM [email protected]을 통해 상담하세요.