بطاقات NIC بمنافذ ضوئية: نظرة عامة

الطرف الآخر لكل وصلة خادم هو بطاقة واجهة الشبكة (NIC)، وهي تلعب اللعبة نفسها التي يلعبها المبدّل — أقفاص، ومسارات SerDes، وناقل إدارة إلى الوحدة، وسياسة بشأن الوحدات التي تقبلها — مع فارقين: تقيم السياسة في برنامج تشغيل لا في نظام تشغيل شبكة، والعنق الزجاجي غالبًا هو ناقل PCIe لا المنفذ. ويغطي هذا القسم بطاقات NIC ذات أقفاص من فئة SFP/QSFP: العائلات والموردين، وكيف ترتبط المنافذ بـPCIe، وتوافق وحدات الإرسال والاستقبال وتجاوزاته على مستوى برنامج التشغيل، والأدوات التي تقرأ وحدة من جانب الخادم، والمحولات القابلة للبرمجة (SmartNIC، وDPU) التي تطمس الحد بين البطاقة والمبدّل.

مسار الخادم: المعالج، وPCIe، ومتحكم NIC وبرنامج تشغيله، والقفص، والوحدة أو DAC، ومنفذ المبدّل

ما هو NIC من منظور الضوئيات

العنصر	على المبدّل	على NIC
الأقفاص	24–64 لكل جهاز	1–4 لكل بطاقة (نموذجيًا 1–2)
SerDes	ASIC التوجيه	ASIC متحكم NIC (Intel E810، وBroadcom BCM57508، وNvidia ConnectX-7...)
إدارة الوحدة	NOS عبر مبدِّل I²C وCPLD	برنامج التشغيل/الثابت عبر I²C الخاص بالمتحكم
السياسة	القائمة البيضاء لـNOS (كيف يتحقق كل NOS من الوحدة)	القائمة البيضاء لبرنامج التشغيل/الثابت (توافق الضوئيات مع NIC)
ضبط السرعة/FEC	CLI	`ethtool`، وأدوات المورّد، وBIOS/UEFI، ومدير أجهزة نظام التشغيل (الأدوات)
الرابط الخلفي	ASIC النسيج	مسارات PCIe إلى المعالج (المنافذ وPCIe)
القدرة	3.3 V لكل قفص من الهيكل	فتحة PCIe (25–75 W) بالإضافة إلى موصل مساعد في البطاقات الراقية

عوامل شكل البطاقة

نوع البطاقة	أين	المنافذ
بطاقة إضافية PCIe (نصف ارتفاع نصف طول، أو ارتفاع كامل)	أي فتحة خادم	1–2 × SFP28/QSFP28، و1–2 × QSFP56/QSFP112/QSFP-DD/OSFP
OCP NIC 3.0 (SFF / LFF mezzanine)	فتحة OCP في مؤخرة الخادم	الأقفاص نفسها، ويمكن الوصول إليها من الأمام، مع إمكانية التبديل الساخن في بعض الهياكل
LOM / مدمجة	على اللوحة الأم	غالبًا RJ45؛ وSFP+ في بعضها
Mezzanine / شفرة	خوادم الشفرات	تتصل بمبدّل هيكل الشفرات، بلا أقفاص
SmartNIC / DPU	PCIe أو OCP	2 × 100/200/400G، وأنوية Arm خاصة بها (SmartNIC وDPU)

العائلات والموردون

المورّد	العائلات (طرازات المنافذ الضوئية)	السرعات	الأقفاص	برنامج التشغيل (Linux)
Intel	X520 / X710 / XXV710 / E810 / E830	10G / 10G / 25G / 25–100G / 200G	SFP+، وSFP28، وQSFP28، وQSFP56	ixgbe، وi40e، وice، وidpf
Nvidia (Mellanox)	ConnectX-4 Lx / -5 / -6 Dx / -6 Lx / -7 / -8 SuperNIC	25G / 100G / 100–200G / 25–50G / 200–400G / 800G	SFP28، وQSFP28، وQSFP56، وQSFP112، وOSFP	mlx5_core
Broadcom	NetXtreme-E BCM5741x / 5750x (P225، وP425، وP2100، وP1400GD)	25G / 100–200G / 400G	SFP28، وQSFP56، وQSFP-DD	bnxt_en
Marvell (QLogic)	FastLinQ 41000 / 45000	10–25G / 100G	SFP28، وQSFP28	qede
AMD (Solarflare، وPensando)	X2522 / X3522؛ وPensando DSC	10–25G؛ و100–200G	SFP28؛ وQSFP56	sfc؛ وionic
Chelsio	T6	10–100G	SFP28، وQSFP28	cxgb4
أخرى	Silicom، وNapatech (بتقنية FPGA)، وXilinx/AMD Alveo، وNetronome	10–100G	متنوعة	—

تُحدَّد السرعات لكل طراز بطاقة بحسب المتحكم والأقفاص؛ و«القدرة على 25G» تعني 10G و25G، ونادرًا 1G (المنافذ وPCIe).

ما يحتاجه NIC من الوحدة

رموز التوافق لسرعة يدعمها المتحكم عند ذلك القفص.
هوية يقبلها برنامج التشغيل — وعائلات Intel هي الأكثر صرامة (توافق الضوئيات مع NIC).
سلوك FEC/التفاوض التلقائي الذي يستطيع برنامج التشغيل مطابقته: تتطلب DAC عند 25G فأعلى تفاوضًا تلقائيًا بالبند Clause 73 على الطرفين؛ وتحتاج الضوئيات إلى سرعة مفروضة وFEC مطابق (FEC والتفاوض التلقائي).
فئة القدرة ضمن ميزانية قفص البطاقة — تسمح معظم بطاقات NIC بـQSFP28 من الفئة 4 (3.5 W) وQSFP-DD حتى 12–15 W؛ وتحقق من ذلك مع وحدات ZR/القابلة للضبط (القدرة والاستهلاك).
التبريد: يتدفق هواء الخادم من الأمام إلى الخلف عبر البطاقة؛ وتقع الوحدات على البطاقات المواجهة للخلف في هواء العادم (درجات الحرارة).

الأدوار النموذجية وضوئياتها

الدور	NIC	الوصلة
مضيف افتراضية عام	2 × 25G SFP28	DAC إلى ToR (الأدوار والطوبولوجيات)
التخزين / NVMe-oF	2 × 100G QSFP28	DAC/AOC، وRoCE مع PFC (إيثرنت بلا فقد)
خادم GPU	4–8 × 400G OSFP/QSFP112 (واحدة لكل GPU)	AOC/DR4 إلى leaf الخاص بالمسار (تكبيل عنقود ذكاء اصطناعي)
الحوسبة عالية الأداء (HPC)	بطاقة HCA من InfiniBand، 1–2 × NDR/XDR	DAC/AOC (كبلات IB)
الطرف / الفرع	2 × 10G SFP+	LR إلى نواة الحرم الجامعي
الإدارة / OOB	1G RJ45 أو SFP	—

لمزيد من القراءة

منافذ NIC وسرعاته وعرض نطاق PCIe — الأقفاص على NIC، والمعدل الثنائي، وكبلات التفريع، وجيل PCIe × المسارات مقابل إجمالي المنافذ، وOCP 3.0، والقدرة والتبريد.
توافق وحدات الإرسال والاستقبال مع NIC — القوائم البيضاء لبرنامج التشغيل حسب المورّد، وallow_unsupported_sfp من Intel، وسلوك Windows/ESXi، وFEC/التفاوض التلقائي مع DAC والضوئيات، وما يجب ترميزه.
أدوات NIC وتشخيصه — ethtool -m، وmlxlink، وbnxtnvm، وأدوات Intel، وأوامر Windows وESXi، وقراءة DDM وعدادات FEC من الخادم.
SmartNIC وDPU — BlueField، وPensando، وIPU: المنافذ والضوئيات على المحولات القابلة للبرمجة.

في CodingBox

تُشخَّص الوحدة التي يرفضها NIC بالطريقة نفسها التي تُشخَّص بها الوحدة التي يرفضها مبدّل: اقرأ الهوية ورموز التوافق على منصة الاختبار، وقارنها بقائمة برنامج التشغيل، ورمِّز إذا اقتضت السياسة ذلك (Check transceiver، قفل المورّد).

إذا وجدت معلومة غير دقيقة أو خطأً في هذه المادة، فحدِّد المقطع المعني واضغط Ctrl+Enter .