Lớp switch và form factor: cố định, dạng module, xếp chồng, công nghiệp, white-box

Cùng một ASIC chuyển tiếp có thể xuất hiện trong một pizza box 1U, một switch campus có thể xếp chồng, một line card của chassis 16 khe cắm, và một thiết bị công nghiệp gắn DIN-rail. Cách đóng gói quyết định thiết bị mang được bao nhiêu module quang, được cấp nguồn và làm mát ra sao, luồng khí đi từ phía cổng ra hay đi vào phía cổng, module được thay thế như thế nào, và chính sách của nhà sản xuất đối với chúng ra sao. Trang này phân loại switch theo form factor và thị trường, liệt kê các thành phần của một hệ thống chassis, và giải thích luồng khí, dự phòng và giới hạn môi trường theo góc nhìn của transceiver.

Phân loại theo thị trường và cách quản lý

Phân loại	Quản lý	Cổng	Chính sách module quang	Ví dụ sử dụng
Không quản lý	không có	5–24 RJ45, 1–2 SFP	chấp nhận bất kỳ thứ gì lên được liên kết; không thấy được DDM	desktop, văn phòng nhỏ
Smart / quản lý qua web	giao diện web, CLI hạn chế	8–48 RJ45, 2–4 SFP/SFP+	cho phép tự do; đôi khi hiển thị DDM	doanh nghiệp nhỏ và vừa (SMB), biên mạng
Doanh nghiệp có quản lý (campus)	CLI/API đầy đủ, hỗ trợ xếp chồng	24–48 cổng access + 2–8 uplink	tùy nhà sản xuất, thường nghiêm ngặt (Cách mỗi NOS kiểm tra module)	văn phòng, campus
Cố định cho trung tâm dữ liệu	CLI/API, tự động hóa	32–64 × 100G–800G	thường cho phép tự do trên merchant silicon	leaf, spine
Chassis cho trung tâm dữ liệu	CLI/API, supervisor dự phòng	hàng trăm cổng trên các line card	tùy nhà sản xuất	core, spine lớn
Router carrier / aggregation có module quang	đầy đủ	hỗn hợp 1G–400G, coherent	nghiêm ngặt, theo danh sách OEM	metro, backhaul di động
Công nghiệp	CLI/web, giao thức vòng (ring)	8–28, gắn thanh DIN, −40…+75 °C	cho phép tự do; cần module quang cấp công nghiệp (Cấp nhiệt độ)	nhà máy, đường sắt, năng lượng
White-box / tách rời phần cứng và phần mềm	SONiC, Cumulus, NOS mở khác	giống dòng DC cố định	plugin nền tảng, cho phép tự do (Bức tranh toàn cảnh về NOS)	hyperscale, điện toán đám mây
Blade / nhúng	qua chassis manager	midplane nội bộ + uplink	tùy nhà sản xuất	blade server
PON OLT (một dạng switch trá hình)	đầy đủ	cổng PON SFP/XFP + uplink	nghiêm ngặt với các lớp module quang PON	nhà khai thác mạng truy nhập

Form factor

Form factor	Chiều cao	Cổng	Nguồn điện	Ghi chú
Cố định 1U (pizza box)	1U	24–64	1–2 PSU, 150–2 000 W	phần lớn switch; quạt xếp hàng ở phía sau
Cố định 2U	2U	64–128, hoặc deep-buffer/công suất cao (400G/800G, coherent)	2–4 PSU	các thiết bị 800G và nền tảng dùng nhiều ZR
Có thể xếp chồng	mỗi thiết bị 1U, tối đa 8–10 thiết bị trong một stack	48 cổng mỗi thiết bị	theo từng thiết bị	một mặt phẳng quản lý (Xếp chồng & MLAG)
Cố định, có khe module	1U có khe cắm module uplink/mở rộng	—	—	module uplink có danh sách module quang riêng
Chassis	4–21U	4–18 khe line card + 2 supervisor/route processor + fabric card	PSU N+1 / N+N, cấp kW	line card thay nóng được; module quang theo từng card
Công nghiệp, gắn thanh DIN	nhỏ gọn, không quạt	8–28	12–48 V DC, hai đầu vào	làm mát bằng dẫn nhiệt; nhiệt của module rất quan trọng
Rack gia cố	1U, không quạt hoặc có lọc gió	24–28	AC/DC	dải nhiệt độ mở rộng
Module chassis dạng blade	theo từng khe blade	nội bộ + 4–8 uplink	lấy từ chassis	—

Cấu tạo của một hệ thống chassis

Thành phần	Chức năng	Liên quan đến module quang
Line card	cổng + PHY + một phần của chuyển tiếp	mỗi card có danh sách module quang được hỗ trợ và thế hệ cage riêng; trộn nhiều thế hệ trong cùng một chassis là chuyện bình thường
Supervisor / route processor / control card	mặt phẳng điều khiển, quản lý	đọc từng module thông qua các CPLD của card
Fabric card / switch fabric	kết nối các line card	không dùng module quang (một số thiết kế dùng module quang nội bộ, sau này có CPO)
Midplane / orthogonal direct	kết nối điện giữa card ↔ fabric	—
Module đầu vào nguồn điện, PSU	N+1 hoặc N+N	một card có 36 × module quang 400G tiêu tốn thêm khoảng 400 W
Khay quạt	trước ra sau hoặc từ bên này sang bên kia	thay nóng được; một khay bị lỗi sẽ làm module quang ở hàng đó quá nhiệt trước tiên

Chiều luồng khí và module quang

Luồng khí	Ý nghĩa	Ở đâu	Hệ quả đối với module
Hút gió phía cổng (trước ra sau)	khí lạnh vào từ phía cổng, thoát ra ở PSU/quạt	tiêu chuẩn trung tâm dữ liệu, hành lang lạnh ở phía trước	module nằm trong luồng khí lạnh nhất; trường hợp tốt nhất
Xả gió phía cổng (sau ra trước)	khí vào từ phía sau, thoát ra qua phía cổng	switch leaf được lắp với cổng hướng về hành lang nóng (phía sau rack) để DAC của server luôn ngắn	module nằm trong luồng khí thải nóng hơn 10–20 °C; nhiệt độ DDM chạy ở mức cao; chọn SKU luồng khí cho phù hợp
Từ bên này sang bên kia	hút gió ở một bên	rack campus, viễn thông, line card của chassis ở một số thiết kế	cần khoảng hở ở bên hông; tấm chắn bên bị bịt sẽ làm quá nhiệt một đầu của card
Quạt đảo chiều được	khay quạt hoặc PSU đặt hàng theo mã “AFO”/“AFI” (air flow out/in — thổi ra/hút vào ở phía cổng)	nhiều nền tảng DC	trộn lẫn chiều luồng khí trong cùng một thiết bị sẽ bị NOS từ chối hoặc gây quá nhiệt

Quy tắc: chọn SKU luồng khí của switch khớp với hành lang nóng/lạnh của rack và hướng của các server mà nó kết nối tới; kiểm tra rằng tản nhiệt của module hướng đúng theo đường thoát nhiệt của cage (Công suất & mức tiêu thụ, Công suất & nhiệt).

Giới hạn môi trường của bản thân thiết bị

Hạng mục	Enterprise / DC	Công nghiệp
Nhiệt độ hoạt động (môi trường xung quanh)	0…40 °C (một số 45)	−40…+75 °C
Bảo quản	−40…+70 °C	−40…+85 °C
Độ ẩm	10–90 % không ngưng tụ	5–95 %
Độ cao	tối đa 3 000 m (giảm định mức trên 1 800)	—
Âm thanh	50–75 dBA ở tốc độ quạt tối đa	không quạt
Rung/sốc	tiêu chuẩn rack	IEC 60068, EN 50155 (đường sắt)

Một module quang cấp thương mại trong một switch có nhiệt độ môi trường lên tới 40 °C sẽ có nhiệt độ vỏ module gần chạm ngưỡng 70 °C của nó; switch công nghiệp cần module quang cấp công nghiệp.

Dự phòng

Thành phần	Dự phòng điển hình	Hậu quả nếu thiếu
PSU	1+1 (fixed), N+1 / N+N (chassis)	mất cả thiết bị khi PSU hoặc nguồn cấp lỗi
Quạt	N+1 trong khay	tắt do quá nhiệt sau vài phút
Supervisor	1+1 với stateful switchover (chassis)	mặt phẳng điều khiển; chuyển tiếp có thể vẫn tiếp tục (NSF)
Uplink	2+ trên các module/card khác nhau, LAG hoặc ECMP	cô lập toàn bộ khối access
Thành viên stack	cấu trúc vòng	stack bị tách khi cáp lỗi
Module quang	có sẵn hàng dự phòng tại chỗ (5–10 %)	mất hàng giờ hoạt động chỉ vì một module đáng giá một ly cà phê

White-box và tách rời phần cứng-phần mềm

Phần cứng ODM (Edgecore/Accton, Celestica, UfiSpace, Delta, Wistron, Quanta) chạy SONiC, Cumulus/NVUE hoặc một NOS của nhà sản xuất được chọn riêng. Về module quang: plugin nền tảng (chứ không phải chính sách) đọc module, hỗ trợ CMIS tùy thuộc vào phiên bản NOS, và việc kiểm thử tương thích là việc của người vận hành — đó là lý do các hyperscaler tự công bố danh sách module quang đã được kiểm định của riêng mình (Ma trận tương thích & firmware).

Trong CodingBox

Phân loại của switch cho bạn biết nên chờ đợi chính sách nào: thiết bị campus và carrier kiểm tra thông tin nhận dạng, thiết bị DC và white-box phần lớn chỉ giải mã chúng, thiết bị công nghiệp cần module I-temp. CodingBox hiển thị các byte nhận dạng mà các phân loại nghiêm ngặt kiểm tra, cùng các ngưỡng gợi ý cấp nhiệt độ của module (Check transceiver).

Nếu bạn phát hiện thông tin chưa chính xác hoặc lỗi trong bài viết này, hãy chọn đoạn liên quan và nhấn Ctrl+Enter để .