สวิตช์เครือข่ายคืออะไร
สวิตช์เครือข่าย คือกล่องที่รวมพอร์ตกับเอนจินการส่งต่อข้อมูลเข้าด้วยกัน เฟรมเข้ามาทางพอร์ตหนึ่งแล้วออกทางพอร์ตที่ปลายทางอยู่ เบื้องหลังประโยคเดียวนี้มีหลายเลเยอร์ที่ตัดสินว่าโมดูลออปติคัลจะทำงานได้หรือไม่ ได้แก่ ซิลิคอนที่ขับเคลื่อนพอร์ต เคจที่รองรับโมดูล ซอฟต์แวร์ที่อ่านหน่วยความจำของโมดูลแล้วตัดสินใจว่าจะเชื่อถือหรือไม่ บทบาทที่สวิตช์มีในเครือข่าย และระนาบการจัดการที่รายงานสิ่งที่เกิดขึ้น เนื้อหาส่วนนี้จะไล่เรียงทั้งหมดจากมุมมองของทรานซีฟเวอร์ หน้านี้คือแผนที่ของเนื้อหาทั้งหมด
สวิตช์ทำอะไรบ้าง
| ฟังก์ชัน | เลเยอร์ | ความหมาย | อ่านเพิ่มเติมที่ไหน |
|---|---|---|---|
| การส่งต่อตามที่อยู่ MAC | 2 | เรียนรู้ว่า MAC ไหนอยู่หลังพอร์ตไหน แพร่กระจายปลายทางที่ไม่รู้จัก แยก VLAN ออกจากกัน | พื้นฐานการส่งต่อข้อมูล |
| การจัดเส้นทาง | 3 | สวิตช์องค์กรส่วนใหญ่และสวิตช์ดาต้าเซ็นเตอร์ทุกตัวยังจัดเส้นทางระหว่างซับเน็ตด้วย (ECMP, BGP/OSPF) | พื้นฐานการส่งต่อข้อมูล |
| การรวมลิงก์, ความซ้ำซ้อน | 2/3 | LAG/LACP, MLAG, สแปนนิงทรี, การทำสแตก | การทำสแตกและ MLAG |
| การเชื่อมต่อทางกายภาพ | 1 | เคจ, SerDes, PHY — ส่วนที่สัมผัสกับโมดูลโดยตรง | ภายในสวิตช์, ชนิดพอร์ตและเคจ |
| การจัดการ | — | CLI/API, SNMP, เทเลเมทรี, syslog; การอ่าน EEPROM และ DDM ของทรานซีฟเวอร์ | การจัดการและการตรวจติดตาม |
กายวิภาคในตารางเดียว
| ส่วนประกอบ | หน้าที่ | สำคัญต่อออปติกเพราะ |
|---|---|---|
| ASIC สำหรับการส่งต่อข้อมูล | สวิตช์/จัดเส้นทางที่ไลน์เรต | SerDes ของมันกำหนดอัตราเลนที่พอร์ตรันได้ |
| เคจที่แผงด้านหน้า (RJ45, SFP, QSFP…) | รองรับโมดูลและสาย | ตระกูลและรุ่นเป็นตัวกำหนดว่าอะไรใส่ได้และเร็วแค่ไหน |
| PHY, รีไทเมอร์, เกียร์บ็อกซ์ | ปรับเลนของ ASIC ให้เข้ากับพอร์ต | เพิ่มข้อจำกัดด้านความเร็ว/FEC; LPO ต้องต่อกับ ASIC โดยตรง |
| CPU ของระนาบควบคุม + NOS | คอนฟิกทุกอย่าง อ่านโมดูลผ่าน I²C | บังคับใช้นโยบายโมดูลของผู้ผลิต |
| แหล่งจ่ายไฟและพัดลม | จ่ายไฟให้ ASIC และออปติกได้ถึง 1 kW; หมุนเวียนอากาศ | งบประมาณกำลังไฟของเคจ, ทิศทางการไหลเวียนอากาศ, อุณหภูมิโมดูล |
| พอร์ตจัดการ (คอนโซล, อีเทอร์เน็ต OOB, USB) | เข้าถึงได้แม้เครือข่ายล่ม | ที่ที่คุณเห็น show interfaces transceiver |
รายละเอียด: ภายในสวิตช์; คลาสของกล่องที่บรรจุส่วนประกอบเหล่านี้: คลาสสวิตช์และฟอร์มแฟกเตอร์
ตำแหน่งของสวิตช์
| ตำแหน่ง | พอร์ตทั่วไป | ออปติก |
|---|---|---|
| แอ็กเซส / ลีฟ | ดาวน์ลิงก์ทองแดงหรือ SFP28 24–48 พอร์ต, อัปลิงก์ 2–8 พอร์ต | DAC ในแร็ก, อัปลิงก์ SR/LR |
| ดิสทริบิวชัน / แอกกรีเกชัน / สไปน์ | ใยแก้วนำแสงล้วน 25G–400G | SR4/DR4/FR4/LR4 |
| คอร์ / ซูเปอร์สไปน์ / บอร์เดอร์ | 100G–800G, ระยะไกล | LR4, ER4, ZR/ZR+, CWDM/DWDM |
| การจัดการ (OOB) | ทองแดง 1G/SFP | LX ไปยังคอร์ของ OOB |
บทบาท โทโพโลยี และวิธีนับจำนวนออปติกจากแบบออกแบบ: บทบาทและโทโพโลยีของสวิตช์
สวิตช์กับทรานซีฟเวอร์
- เคจ เป็นตัวกำหนดว่าอะไรใส่ได้ทางกลไกและอัตราเลนใดเป็นไปได้ (ชนิดพอร์ตและเคจ)
- เมื่อเสียบโมดูล NOS จะอ่าน EEPROM ของโมดูลผ่านบัสสองสาย ได้แก่ ข้อมูลระบุตัวตน, รหัสความสอดคล้อง, คลาสกำลังไฟ (การเริ่มต้นทำงานของโฮสต์)
- มันตรวจสอบความถูกต้องของโมดูลตามนโยบายของตัวเอง — ตั้งแต่ “อะไรก็ได้ที่แปลงค่าได้” ไปจนถึง whitelist ของ OEM ที่เข้มงวด (แต่ละ NOS ตรวจสอบโมดูลอย่างไร)
- มันคอนฟิกพอร์ต — ความเร็ว, FEC, การเจรจาอัตโนมัติ, เบรกเอาต์ — ตามความสามารถที่โมดูลประกาศไว้และคำสั่งของผู้ดูแลระบบ (สูตรการคอนฟิกพอร์ต)
- มันดึงข้อมูล DDM และยกอะลาร์มขึ้นเมื่อจำเป็น; ระนาบการจัดการจะส่งออกข้อมูลเหล่านั้น (การจัดการและการตรวจติดตาม)
CodingBox อ่านและเขียนโค้ดหน่วยความจำส่วนเดียวกับที่สวิตช์ตรวจสอบในขั้นตอนที่ 2 เพื่อให้โมดูลแสดงข้อมูลระบุตัวตนตามที่สวิตช์คาดหวังในขั้นตอนที่ 3 (การล็อกผู้ผลิตและการเขียนโค้ด)
ปลายอีกด้าน: การ์ดเครือข่าย
ฝั่งเซิร์ฟเวอร์เล่นเกมเดียวกันนี้ด้วยไดรเวอร์แทน NOS และ PCIe แทน ASIC ของฟาบริก — NIC ที่มีพอร์ตออปติคัล อินเทอร์เฟซไฟฟ้าระหว่าง MAC, PHY และเคจทั้งสองฝั่ง (SGMII, SFI, CAUI-4, 400GAUI-8) อยู่ใน อินเทอร์เฟซอิสระจากสื่อกลาง
อ่านเพิ่มเติม
- คลาสสวิตช์และฟอร์มแฟกเตอร์ — แบบตายตัว, โมดูลาร์/แชสซี, ทำสแตกได้, อุตสาหกรรม, ไวท์บ็อกซ์; ความซ้ำซ้อน ทิศทางการไหลเวียนอากาศ และเหตุใดจึงสำคัญต่อออปติก
- ภายในสวิตช์ — รุ่นของ ASIC และ SerDes, กลุ่มพอร์ตและข้อจำกัดด้านความเร็ว, PHY และรีไทเมอร์, ระนาบควบคุมและบัสสองสาย, กำลังไฟและการระบายความร้อน
- พอร์ตและอัปลิงก์ — บทบาทของพอร์ต, แอ็กเซสเทียบกับทรังก์เทียบกับอัปลิงก์, โอเวอร์ซับสคริปชัน, โมดูลอัปลิงก์, LAG บนอัปลิงก์, การเลือกออปติกสำหรับอัปลิงก์
- ชนิดพอร์ตและเคจ — ตารางความเข้ากันได้ตั้งแต่ SFP ถึง OSFP-XD, พอร์ตคอมโบ, อะแดปเตอร์ QSA, กฎของเบรกเอาต์และกลุ่มความเร็ว
- การตั้งชื่อพอร์ตและ LED — ชื่ออินเทอร์เฟซของแต่ละ NOS, สัญกรณ์พอร์ตย่อยจากเบรกเอาต์, ความหมายของ slot/port, ไฟ LED บอกอะไร
- การทำสแตก, แชสซีเสมือน และ MLAG — StackWise, VSF/VSX, Virtual Chassis, IRF, iStack, VLT, vPC/MLAG และออปติกของแต่ละแบบ
- พื้นฐานการส่งต่อข้อมูล — VLAN, ทรังก์, สแปนนิงทรี, LAG, การจัดเส้นทางและ ECMP, และความผิดพลาดระดับฟิสิคัลเลเยอร์ปรากฏออกมาที่นั่นอย่างไร
- บทบาทและโทโพโลยีของสวิตช์ — ระดับชั้นของแคมปัส และลีฟ–สไปน์ เทียบกับออปติก ระยะทาง และจำนวน
- การจัดการและการตรวจติดตาม — คอนโซล, OOB, CLI/API, MIB ของ SNMP และพาธเทเลเมทรีสำหรับข้อมูลทรานซีฟเวอร์, syslog, การอัปเกรด
- การเลือกและการตรวจรับใช้งานสวิตช์ — เกณฑ์การเลือกโดยคำนึงถึงออปติก และเช็กลิสต์การตรวจรับใช้งานไปจนถึงค่าฐานของ DDM
ใน CodingBox
ทุกขั้นตอนที่สวิตช์แตะต้องโมดูล — การอ่านข้อมูลระบุตัวตน, การตรวจสอบความถูกต้อง, การเจรจาความเร็วและกำลังไฟ, DDM — ล้วนเป็นการอ่านหรือเขียนไบต์ที่ CodingBox แสดงให้เห็นบนโต๊ะทดสอบ ทำให้ทำนายผลลัพธ์ฝั่งสวิตช์ได้ก่อนที่โมดูลจะถูกนำไปติดตั้งในแร็ก (Check transceiver)