Hướng dẫn kết nối trung tâm dữ liệu: So sánh các tùy chọn DCI

Kết nối trung tâm dữ liệu, thường được rút ngắn thành DCI, là kiến ​​trúc mạng liên kết hai hoặc nhiều trung tâm dữ liệu để trao đổi dữ liệu, sao chép khối lượng công việc, chia sẻ tài nguyên và duy trì hoạt động kinh doanh liên tục. Không giống như kết nối Internet hoặc mạng WAN thông thường, DCI được thiết kế-có mục đích nhằm mang lại thông lượng-cao, độ trễ-thấp và khả năng kết nối linh hoạt giữa các môi trường trung tâm dữ liệu - cho dù chúng nằm trong khu vực đô thị, trải dài hàng trăm km hay kết nối cơ sở hạ tầng riêng tư với các vùng đám mây công cộng.

Đối với các doanh nghiệp đánh giá DCI, câu hỏi đầu tiên hiếm khi chỉ về băng thông. Quyết định DCI thực tế phụ thuộc vào tính sẵn có của sợi quang, khoảng cách, khả năng chịu độ trễ, trạng thái bảo mật, khả năng vận hành và lộ trình nâng cấp thực tế từ liên kết 100G ngày nay lên công suất 400G hoặc 800G. Hướng dẫn này chia nhỏ các kiến ​​trúc DCI chính, so sánh sự cân bằng-của chúng với các tiêu chí lựa chọn cụ thể và giải thích các thành phần quang học giúp mỗi phương pháp tiếp cận hoạt động.

Kết nối trung tâm dữ liệu là gì?

Kết nối trung tâm dữ liệu là kết nối mạng có dung lượng cao-giữa hai hoặc nhiều trung tâm dữ liệu. Nó cho phép các ứng dụng, lưu trữ, máy chủ, nền tảng đám mây và dịch vụ mạng trên các vị trí vật lý riêng biệt hoạt động như một phần của cơ sở hạ tầng thống nhất.

Mạng DCI có thể kết nối:

• Hai trung tâm dữ liệu-do doanh nghiệp sở hữu ở cùng một khu vực đô thị
• Một địa điểm sản xuất chính và một cơ sở khắc phục thảm họa tách biệt về mặt địa lý
• Nhiều cơ sở colocation chia sẻ khối lượng công việc ứng dụng
• Trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và vùng đám mây công cộng thông qua kết nối riêng tư
• Các khuôn viên siêu quy mô với mật độ giao thông đông-tây giữa các cụm

Về cốt lõi, DCI trả lời một câu hỏi kỹ thuật: làm thế nào các trung tâm dữ liệu có thể giao tiếp một cách đáng tin cậy, an toàn và hiệu quả trên khoảng cách - trong khi vẫn có chỗ để tăng trưởng công suất?

DCI không phải là gì

DCI đôi khi bị nhầm lẫn với kết nối Internet thông thường hoặc liên kết WAN tiêu chuẩn. Mạng WAN kết nối các văn phòng, chi nhánh và ứng dụng trên khắp các địa điểm doanh nghiệp rộng lớn. DCI chuyên biệt hơn: nó nhắm mục tiêu đến-dung lượng cao, độ trễ-thấp, thường là các liên kết riêng tư giữa các môi trường trung tâm dữ liệu, nơi các nhu cầu như sao chép bộ nhớ, di chuyển máy ảo, đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu và khắc phục thảm họa yêu cầu đảm bảo hiệu suất mà đường dẫn Internet chung không thể cung cấp một cách đáng tin cậy.

Tại sao vấn đề kết nối trung tâm dữ liệu

Kinh doanh liên tục và khắc phục thảm họa

Một trong những lý do phổ biến nhất để triển khai DCI là khắc phục thảm họa. Bằng cách kết nối trung tâm dữ liệu chính với địa điểm thứ cấp, các tổ chức có thể sao chép dữ liệu và chuẩn bị chuyển đổi dự phòng. Thiết kế DCI phải phù hợp với mô hình khôi phục:

• Đang hoạt động-đang hoạt động:Cả hai địa điểm đều phục vụ lưu lượng sản xuất cùng một lúc. Điều này yêu cầu kiểm soát độ trễ chặt chẽ và sao chép đồng bộ hoặc gần{1}}đồng bộ - thường chỉ khả thi đối với khoảng cách đô thị dưới khoảng 100 km.
• chế độ chờ-hoạt động:Một trang web sẽ tiếp quản khi thất bại. Sao chép không đồng bộ có độ trễ cao hơn, nhưng mục tiêu điểm khôi phục (RPO) phụ thuộc trực tiếp vào độ trễ sao chép.
• Sao lưu và lưu trữ:Dữ liệu được sao chép sang một vị trí từ xa để bảo vệ-lâu dài. Ở đây băng thông quan trọng hơn độ trễ, nhưng liên kết vẫn cần sao chép hoàn toàn trong các cửa sổ sao lưu được xác định.

Đối với bất kỳ thiết kế khắc phục thảm họa nào, độ trễ, băng thông và tính đa dạng tuyến đường của liên kết DCI đều ảnh hưởng trực tiếp đến mục tiêu thời gian khôi phục (RTO), tính nhất quán của dữ liệu và tính khả dụng của dịch vụ.

Hiệu suất ứng dụng có độ trễ thấp-

Nền tảng tài chính, cơ sở dữ liệu phân tán,-phân tích thời gian thực và quy trình suy luận AI rất nhạy cảm với độ trễ. Đối với những khối lượng công việc này, đường liên kết có dung lượng cao-với tuyến vật lý không hiệu quả hoặc số bước chuyển đổi quá nhiều vẫn có thể gây ra vấn đề về hiệu suất ứng dụng. Trong lập kế hoạch DCI, luôn đo lường hoặc ước tính độ trễ từ đầu đến cuối trong điều kiện giao thông thực tế - chứ không chỉ khoảng cách cáp quang trên lý thuyết.

Liên kết DCI cần bao nhiêu băng thông?

Lưu lượng truy cập trung tâm dữ liệu đang tăng lên do ảo hóa, di chuyển sang đám mây, khối lượng công việc đào tạo AI, phân tích dữ liệu và hoạt động sao lưu. Nhiều tổ chức bắt đầu với kết nối 10G hoặc 100G và thấy mình cần 400G trong vòng hai đến ba năm.

Một thiết kế DCI chỉ giải quyết được nhu cầu giao thông ngày nay thường trở thành điểm nghẽn trước chu kỳ ngân sách tiếp theo. Đối với metro DCI nơi có cáp quang tối màu,kiến trúc dựa trên DWDM-cho phép thêm các bước sóng tăng dần - một lộ trình phát triển hiệu quả hơn về mặt chi phí- so với việc thay thế toàn bộ liên kết.

Các trường hợp sử dụng kết nối trung tâm dữ liệu chung

Kết nối trung tâm dữ liệu Metro

Metro DCI kết nối các trung tâm dữ liệu trong cùng một thành phố hoặc khu vực đô thị, thường có phạm vi dưới 80 km. Đây là kịch bản DCI doanh nghiệp phổ biến nhất: hai cơ sở colocation chạy các ứng dụng-đang hoạt động hoặc một trang web chính được liên kết với một trang DR gần đó để sao chép đồng bộ.

Đối với hầu hết các dự án Metro DCI dành cho doanh nghiệp, quyết định đầu tiên không phải là 100G hay 400G mà là liệu tổ chức có quyền truy cập vào sợi tối phù hợp hay không. Nếu sợi tối chất lượng có sẵn trên một tuyến đường đa dạng thì DWDM với hệ thống quang học có thể cắm kết hợp thường mang lại sự kết hợp tốt nhất giữa công suất, khả năng kiểm soát và hiệu quả chi phí dài hạn-. Nếu không, dịch vụ bước sóng được quản lý có thể là điểm khởi đầu thực tế.

Đường dài-Kết nối trung tâm dữ liệu

DCI đường dài- trải dài khoảng cách khu vực hoặc quốc gia - hàng trăm hoặc hàng nghìn km. Các trường hợp sử dụng điển hình bao gồm sự dư thừa về mặt địa lý để tuân thủ quy định, phân phối nội dung giữa các khu vực và sao lưu nhiều-trang web.

DCI đường dài yêu cầu lập kế hoạch cẩn thận hơn. Chất lượng tín hiệu suy giảm theo khoảng cách, cần phải khuếch đại quang học (EDFA), bù tán sắc và có khả năng tái tạo. Độ trễ tăng theo chiều dài sợi quang (khoảng 5 µs trên mỗi km sợi quang) và tính đa dạng của tuyến đường trở nên khó xác thực hơn. Để sao chép xuyên quốc gia, thiết kế không đồng bộ thường là cần thiết vì sao chép đồng bộ ở khoảng cách vượt quá 100–200 km gây ra độ trễ ghi không thể chấp nhận được đối với hầu hết các ứng dụng.

Kết nối đám mây và đám mây lai

Nhiều tổ chức kết nối cơ sở hạ tầng riêng tư với môi trường đám mây công cộng thông qua các dịch vụ kết nối chuyên dụng (chẳng hạn như AWS Direct Connect, Azure ExpressRoute hoặc Google Cloud Interconnect). Kết nối đám mây là một phần của chiến lược DCI khi các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp cần khả năng kết nối đáng tin cậy, riêng tư và có thể dự đoán được với các vùng đám mây - cho các ứng dụng kết hợp, khắc phục thảm họa dựa trên đám mây-, phân tích dữ liệu hoặc di chuyển dần dần từ-tại chỗ sang nền tảng đám mây.

Kết nối siêu quy mô và cụm AI

Môi trường siêu quy mô và AI đẩy các yêu cầu DCI đi xa hơn so với các kịch bản doanh nghiệp truyền thống. Các cụm đào tạo GPU phân tán tạo ra các luồng lưu lượng lớn ở phía đông{1}}tây cực kỳ nhạy cảm với độ trễ, độ giật và mất gói - ngay cả những biến thể nhỏ cũng có thể cản trở quá trình tính toán song song trên hàng nghìn máy gia tốc.

Trong những môi trường này, thiết kế DCI nhấn mạnh đến khả năng kết nối quang mật độ-cao (400G và 800G mỗi cổng), độ trễ thấp và có thể dự đoán được, kỹ thuật lưu lượng-ở cấp độ kết cấu và khả năng mở rộng công suất nhanh chóng. Sự khác biệt giữa DCI và kết cấu trung tâm-dữ liệu{6}} nội bộ bị mờ đi ở đây: một số toán tử siêu quy mô coi các kết nối quy mô trường-như một phần mở rộng của kiến ​​trúc lá-cột sống của họ chứ không phải là một liên kết DCI điểm{9}}tới{10}}truyền thống.

So sánh kiến ​​trúc và công nghệ DCI

Không có công nghệ DCI nào là tốt nhất. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào quyền sở hữu cáp quang, mức độ kiểm soát cần thiết, tốc độ tăng trưởng lưu lượng truy cập, khả năng vận hành và cơ cấu ngân sách. Bảng dưới đây tóm tắt các tùy chọn chính.

Sợi tối với DWDM

Sợi tối có nghĩa là tổ chức cho thuê hoặc sở hữu sợi quang không được chiếu sáng và kích hoạt nó bằng thiết bị quang học của riêng mình.Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM)cho phép nhiều kênh quang - thường có bước sóng 40, 80 hoặc 96 - chạy trên cùng một cặp sợi bằng cách sử dụng các khe bước sóng khác nhau trên lưới tần số ITU-T.

Cách tiếp cận này là lựa chọn tiêu chuẩn khi tổ chức cần năng lực cao, khả năng kiểm soát cơ sở hạ tầng mạnh mẽ và nền tảng-có thể mở rộng lâu dài. Điều này phổ biến ở metro DCI và mạng của nhà cung cấp dịch vụ băng thông-cao.

Sợi tối với DWDM rất mạnh nhưng đòi hỏi kỹ thuật quang học cẩn thận. Các nhóm phải xác thực chất lượng sợi quang (độ suy giảm, đầu nối, mối nối), tính toán ngân sách công suất quang, đánh giá độ phân tán chế độ phân cực và màu sắc cho phạm vi tiếp cận mục tiêu, lập kế hoạch phân bổ kênh và chọn khả năng tương thích.máy thu phát và bộ tiếp sóng, thiết bị mux/demux, bộ khuếch đại và công cụ giám sát. Để có tuyến tàu điện ngầm dài 20–80 km với chất lượng-tốtsợi đơn chế độ, mux/demux DWDM thụ động với các ổ cắm kết hợp có thể là đủ. Ngoài 80 km, hoặc trên sợi quang cũ có tổn hao cao hơn, việc khuếch đại nội tuyến và thiết kế hệ thống đường truyền phức tạp hơn trở nên cần thiết.

Dịch vụ bước sóng được quản lý

Dịch vụ bước sóng được quản lý cung cấp dung lượng quang chuyên dụng mà không yêu cầu khách hàng xây dựng và vận hành lớp truyền tải quang. Nhà cung cấp dịch vụ sở hữu cáp quang, thiết bị và chịu trách nhiệm vận hành; khách hàng nhận được một đường dẫn băng thông được đảm bảo giữa các trang web.

Tùy chọn này hoạt động tốt khi một tổ chức cần kết nối tốc độ cao đáng tin cậy-nhưng thiếu nhân viên kỹ thuật quang học để quản lý thiết bị DWDM hoặc khi không có cáp quang tối trên tuyến được yêu cầu. Sự cân bằng-là quyền kiểm soát: nhà cung cấp xác định thời gian định tuyến, bảo vệ và nâng cấp. Đối với những doanh nghiệp ưu tiên triển khai nhanh hơn và mức độ dịch vụ có thể dự đoán được thay vì quyền sở hữu cơ sở hạ tầng, các bước sóng được quản lý thường là bước đầu tiên thực tế - với tùy chọn chuyển sang DWDM tự quản lý-khi lưu lượng truy cập tăng lên và-chuyên môn nội bộ phát triển.

DCI dựa trên OTN-

Mạng truyền tải quang (OTN), được xác định bởiTiêu chuẩn ITU-T G.709, được sử dụng rộng rãi trong-môi trường truyền tải cấp nhà cung cấp dịch vụ. OTN bao bọc các tín hiệu máy khách (Ethernet, Fibre Channel, SONET/SDH) trong một đường bao kỹ thuật số được tiêu chuẩn hóa cung cấp các tính năng sửa lỗi chuyển tiếp (FEC), giám sát hiệu suất (OAM), chuyển mạch bảo vệ và giám sát kết nối song song - vốn rất quan trọng đối với các mạng nhiều-nhà khai thác trong đó việc cách ly lỗi giữa các ranh giới hành chính là vấn đề quan trọng.

DCI dựa trên OTN-phù hợp nhất với các nhà cung cấp dịch vụ, nhà khai thác viễn thông và các doanh nghiệp lớn có yêu cầu truyền tải đa-dịch vụ phức tạp. Đối với DCI metro dành cho doanh nghiệp điển hình chỉ mang lưu lượng Ethernet giữa hai địa điểm được sở hữu, OTN có thể tăng thêm độ phức tạp và chi phí không cần thiết. Tuy nhiên, đối với các nhà cung cấp dịch vụ cần ghép nhiều tín hiệu khách hàng đa dạng, đảm bảo độ tin cậy cấp độ SLA{4}}và cung cấp khả năng phân tách dịch vụ trên cơ sở hạ tầng dùng chung thì OTN vẫn là lớp truyền tải được lựa chọn.

Ethernet / IP / MPLS DCI

Một số mạng DCI hoạt động ở lớp Ethernet, IP hoặc MPLS - mở rộng các miền Lớp 2, định tuyến lưu lượng giữa các trung tâm dữ liệu hoặc tích hợp với đường trục của nhà cung cấp hiện có cho các dịch vụ VPN. Cách tiếp cận này linh hoạt và quen thuộc với hầu hết các nhóm mạng.

Tuy nhiên, khi yêu cầu chính là dung lượng quang lớn giữa hai trang web thì thiết kế lớp gói thuần túy sẽ có những hạn chế. Việc mở rộng quy mô từ 100G sang DCI đa{3}}terabit thường yêu cầu kết hợp lớp gói với lớp truyền tải quang (DWDM hoặc OTN) bên dưới. Lớp gói xử lý tính linh hoạt của dịch vụ và kỹ thuật lưu lượng; lớp quang xử lý dung lượng thô và phạm vi tiếp cận.

Quang học cắm kết hợp cho DCI

Quang học có thể cắm kết hợp - đặc biệt là các mô-đun phù hợp vớiThỏa thuận thực hiện OIF 400ZR- đã trở thành yếu tố hỗ trợ chính cho DCI công suất cao,- đơn giản. Mô-đun ZR 400G phù hợp với tiêu chuẩnQSFP-DDhoặc khe OSFP trên bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch, truyền 400 Gbps trên mỗi bước sóng bằng cách sử dụng phương pháp điều chế kết hợp DP-16QAM trên khoảng cách lên tới 120 km (khuếch đại) trên sợi quang đơn mode G.652 tiêu chuẩn.

Ưu điểm chính là đơn giản hóa kiến ​​trúc: bằng cách đặt các bộ phận quang học kết hợp trực tiếp vào tấm mặt của bộ định tuyến, người vận hành có thể loại bỏ các kệ bộ phát đáp riêng biệt và giảm điện năng, không gian và chi phí. Đối với metro DCI giữa hai bộ định tuyến có đường truyền cáp quang, một cặp mô-đun 400G ZR và một mux DWDM thụ động có thể là tất cả những gì cần thiết.

Tuy nhiên, 400G ZR không nên được coi là sự thay thế phổ biến cho hệ thống đường dây DWDM đầy đủ. Phạm vi tiếp cận thực tế phụ thuộc vào hiệu suất quang học của nền tảng máy chủ, ngân sách tổn thất liên kết, chất lượng sợi quang và liệu có sẵn bộ khuếch đại hay không. Đối với những khoảng cách ngoài phạm vi đô thị lớn hoặc để vận hành tốc độ linh hoạt (100G–400G) trên các tuyến đường dài và-khu vực, mô-đun OpenZR+ cung cấp phạm vi tiếp cận mở rộng và khả năng nhiều-tốc độ với chi phí tiêu thụ điện năng cao hơn một chút. Luôn xác thực khả năng tương thích của máy chủ, yêu cầu chương trình cơ sở và giới hạn nhiệt trước khi triển khai.

Lựa chọn giải pháp DCI: Khung quyết định

Một kế hoạch DCI mạnh mẽ bắt đầu từ các yêu cầu chứ không phải sản phẩm. Bảng bên dưới ánh xạ các tình huống phổ biến tới điểm bắt đầu được đề xuất.

Khoảng cách và tính sẵn có của sợi quang

Khoảng cách là bộ lọc đầu tiên. Một đường liên kết tàu điện ngầm ngắn có thể được giải quyết bằng-hệ thống quang học phát hiện trực tiếp hoặc DWDM thụ động. Tuyến đường khu vực dài hơn có thể cần quản lý quang học, khuếch đại và phân tán kết hợp. Trước khi lựa chọn thiết bị, hãy trả lời những câu hỏi sau:

• Có sẵn cáp quang tối màu không và chất lượng tuyến cáp quang có được biết đến và kiểm tra không?
• Có những con đường đa dạng về mặt vật lý (các đường dẫn khác nhau, các tuyến phố khác nhau) - không chỉ là các mạch phân tách hợp lý có chung một đường dẫn không?
• Tổng tổn thất liên kết, bao gồm tổn thất đầu nối và mối nối là bao nhiêu?

Một liên kết dự phòng chia sẻ cùng một đường dẫn vật lý với đường dẫn chính không phải là sự đa dạng của tuyến đường thực sự. Xác nhận sự phân tách vật lý với nhà cung cấp cáp quang trước khi có khả năng phục hồi.

Yêu cầu về độ trễ

Không phải tất cả lưu lượng DCI đều có độ nhạy như nhau. Lưu lượng dự phòng có thể chịu được độ trễ hàng chục mili giây. Việc sao chép cơ sở dữ liệu đang hoạt động-đang hoạt động có thể yêu cầu thời gian chuyến đi-một phần nghìn giây-. Độ trễ được xác định bởi khoảng cách cáp quang vật lý (khoảng 5 µs/km), số bước chuyển mạch và định tuyến, xử lý thiết bị vận chuyển và bất kỳ đường truyền qua mạng nào của nhà cung cấp dịch vụ.

Khi độ trễ có vấn đề, đừng chỉ dựa vào bảng thông số kỹ thuật của nhà cung cấp. Đo lường độ trễ từ đầu đến cuối trong điều kiện lưu lượng thực tế, bao gồm cả trong các sự kiện chuyển đổi dự phòng và sử dụng cao điểm.

Bảo mật và mã hóa cho DCI

Liên kết DCI thường chứa dữ liệu kinh doanh nhạy cảm - hồ sơ tài chính, cơ sở dữ liệu khách hàng, thông tin chăm sóc sức khỏe, sở hữu trí tuệ. Bảo mật phải được thiết kế trong kiến ​​trúc DCI ngay từ đầu chứ không được cài đặt chặt chẽ sau khi triển khai.

Đối với mã hóa Lớp 2 ở tốc độ dây,IEEE 802.1AE MACseccung cấp tính bảo mật và toàn vẹn dữ liệu trên các liên kết Ethernet mà không bị phạt hiệu suất khi được triển khai trong ASIC phần cứng. MACsec rất phù hợp cho các liên kết DCI điểm-tới{2}}điểm trong đó cả hai điểm cuối đều nằm dưới cùng một quyền kiểm soát quản trị. Đối với mã hóa Lớp 3 trên các đường dẫn được định tuyến hoặc nhiều{5}}bước nhảy, IPsec vẫn là phương pháp tiêu chuẩn, mặc dù nó bổ sung thêm chi phí xử lý và có thể làm giảm thông lượng hiệu quả trên các liên kết tốc độ cao.

Đối với các ngành được quản lý (tài chính, y tế, chính phủ), các yêu cầu tuân thủ có thể bắt buộc phải có các tiêu chuẩn mã hóa cụ thể, các biện pháp quản lý khóa hoặc các biện pháp bảo mật cáp quang vật lý.

Chi phí: CapEx so với OpEx

Chi phí DCI vượt xa giá của một bộ thu phát. Chế độ xem chi phí hoàn chỉnh phải bao gồm quyền sở hữu hoặc thuê sợi quang, mô-đun quang, thiết bị vận chuyển, bộ định tuyến và chuyển mạch, cài đặt, kiểm tra, công cụ giám sát, nguồn điện và không gian, chi phí bảo trì, nâng cấp và mọi khoản phí định kỳ của nhà cung cấp dịch vụ.

Sợi tối-tự tạo bằng DWDM thường có chi phí vốn ban đầu cao hơn nhưng mang lại chi phí trên mỗi bit thấp hơn theo thời gian khi thêm bước sóng. Các dịch vụ được quản lý giúp giảm mức độ phức tạp trong hoạt động và đầu tư ban đầu nhưng lại tạo ra chi phí vận hành liên tục và hạn chế khả năng kiểm soát cơ sở hạ tầng. Sự cân bằng phù hợp phụ thuộc vào quỹ đạo tăng trưởng lưu lượng truy cập,-chuyên môn nội bộ và mức độ ưu tiên của tổ chức đối với CapEx so với OpEx.

Các thành phần quang học được sử dụng trong Mạng DCI

Lớp vật lý xác định phạm vi tiếp cận, công suất, mật độ DCI và tính linh hoạt khi nâng cấp. Việc chọn đúng thành phần quang học cũng quan trọng như chọn đúng kiến ​​trúc.

Máy thu phát quang

Quang họcmáy thu phátchuyển đổi tín hiệu điện từ thiết bị chuyển mạch hoặc bộ định tuyến thành tín hiệu quang để truyền dẫn cáp quang. Trong mạng DCI, danh mục mô-đun trải dài từ 10G SFP+ cho các kết nối truyền thống cho đến 100G QSFP28 cho DCI doanh nghiệp hiện tại đến 400G QSFP-DD/OSFP cho các liên kết dung lượng-thế hệ cao-tiếp theo.

Mô-đun phù hợp phụ thuộc vào nền tảng máy chủ, tốc độ giao diện, loại sợi quang (chế độ{0}}đơn là tiêu chuẩn cho DCI), yêu cầu về phạm vi tiếp cận và ngân sách quang học. Đối với DCI-tiếp cận ngắn dưới 2 km, các mô-đun phát hiện-trực tiếp như 400G DR4 có thể đủ. Đối với khoảng cách tàu điện ngầm từ 10–40 km, mô-đun 400G FR4 hoặc LR4 là phổ biến. Đối với phạm vi tàu điện ngầm mở rộng lên tới 80–120 km, các mô-đun ZR 400G mạch lạc là tiêu chuẩn hiện tại.

Quang học 400G DCI: Mô-đun nào cho khoảng cách nào?

Luôn xác minh khả năng tương thích của mô-đun với nền tảng bộ chuyển mạch máy chủ hoặc bộ định tuyến cụ thể trước khi mua. Một mô-đun có thể đáp ứng tiêu chuẩn liên quan nhưng vẫn yêu cầu xác thực phần sụn, điều kiện nhiệt cụ thể hoặc cấu hình hệ thống dây chuyền cụ thể để hoạt động đáng tin cậy trong sản xuất.

Hệ thống Mux/Demux và DWDM

Trong DCI dựa trên DWDM-, thiết bị mux/demux kết hợp nhiều bước sóng vào một cặp sợi quang và tách chúng ở đầu nhận. Điều này cho phép nhiều kênh-tốc độ cao -, mỗi kênh được truyền tải bởi một kênh riêng biệtbộ thu phát hoặc bộ phát đáp- để chia sẻ cùng cơ sở hạ tầng cáp quang. DWDM rất cần thiết khi các cặp sợi quang bị hạn chế hoặc đắt tiền và nhu cầu băng thông dự kiến ​​sẽ tăng lên.

Đối với DCI metro đơn giản với một số bước sóng, mux/demux thụ động có thể là đủ. Để triển khai lớn hơn hoặc khoảng cách xa hơn, hệ thống DWDM hoạt động với bộ khuếch đại, màn hình kênh quang và phần mềm quản lý mang lại khả năng mở rộng và khả năng hiển thị lỗi tốt hơn.

Thực tiễn tốt nhất về lớp sợi và vật lý

Hiệu suất DCI phụ thuộc vào nhà máy sợi vật lý. Miếng vá kém, đầu nối bị bẩn, tổn thất uốn cong quá mức và các điểm nối không được ghi chép đều có thể làm giảm hiệu suất liên kết và giảm ngân sách quang học có thể sử dụng.

Các thực hành chính bao gồm việc sử dụng đúngloại sợi đơn chế độ(OS2 / G.652.D là tiêu chuẩn cho DCI đô thị và đường dài), giữ cho tất cả các đầu nối luôn sạch sẽ và được kiểm tra, tôn trọng bán kính uốn cong tối thiểu, ghi lại mọi đường vá, giám sátmất chèntại mỗi điểm kết nối và duy trì các bảng vá lỗi có tổ chức với nhãn rõ ràng. Những chi tiết này quan trọng hơn trong DCI so với các liên kết nội bộ-trung tâm dữ liệu{2}}ngắn hơn vì ngân sách quang học chặt chẽ hơn và việc khắc phục sự cố trên các trang web tốn nhiều thời gian- hơn.

Danh sách kiểm tra triển khai DCI

Xác định các yêu cầu về ứng dụng và SLA

Bắt đầu với các yêu cầu kinh doanh chứ không phải danh mục thiết bị. Xác định ứng dụng nào sẽ sử dụng liên kết DCI, thiết kế ở chế độ chờ-hoạt động hay đang hoạt động-, mục tiêu khả dụng, yêu cầu RPO và RTO, độ trễ có thể chấp nhận được, nhu cầu băng thông hiện tại và dự kiến ​​cũng như liệu mã hóa có bắt buộc hay không.

Kiểm tra tuyến cáp quang

Đối với các thiết kế sợi tối hoặc sợi riêng, hãy xác nhận tuyến đường vật lý trước khi đưa vào thiết bị. Kiểm tra độ dài sợi quang, tính đa dạng của tuyến đường (vật lý, không chỉ logic), tổng lượng mất liên kết bao gồm các đầu nối và mối nối, biên độ quỹ quang và tính khả dụng của đường dẫn bảo vệ. Yêu cầu tài liệu của nhà cung cấp cáp quang và nếu có thể, hãy thực hiện kiểm tra OTDR độc lập để xác minh tuyến đường. Một liên kết có vẻ đa dạng trên sơ đồ logic nhưng có chung một đường ống dẫn qua cầu hoặc đường cao tốc là một điểm lỗi duy nhất đang chờ được bộc lộ.

Chọn và xác thực quang học

Kết hợp quang học và thiết bị vận chuyển với các yêu cầu - thực tế chứ không phải lý thuyết -. Các yếu tố chính bao gồm tốc độ giao diện và yếu tố hình thức (QSFP-DD, OSFP), loại sợi, phạm vi tiếp cận mục tiêu, mức tiêu thụ điện năng và giới hạn nhiệt, khả năng tương thích nền tảng máy chủ và hỗ trợ của nhà cung cấp. Đối với DCI-tốc độ cao ở 400G, việc kiểm tra khả năng tương thích trên nền tảng bộ chuyển mạch hoặc bộ định tuyến cụ thể là điều cần thiết. Đừng cho rằng mô-đun tuân thủ tiêu chuẩn-sẽ hoạt động mà không cần xác thực.

Kiểm tra và giám sát DCI: Những điều cần kiểm tra trước khi triển khai-Trực tiếp

Trước khi bắt đầu sản xuất, hãy kiểm tra liên kết trong điều kiện thực tế. Giám sát mức công suất quang ở từng giai đoạn, tỷ lệ lỗi bit (BER), độ trễ từ đầu đến cuối, mất gói, lỗi giao diện, hành vi chuyển đổi dự phòng và mức sử dụng lưu lượng truy cập khi tải. Sau khi triển khai, hãy cập nhật tài liệu - hồ sơ tốt giúp giảm thời gian khắc phục sự cố và hỗ trợ nâng cấp trong tương lai. Thiết lập các số liệu hiệu suất cơ bản để có thể phát hiện sự xuống cấp dần dần (đầu nối bẩn, lão hóa sợi, rão đầu nối) trước khi gây ra tình trạng ngừng hoạt động.

Những lỗi thiết kế DCI phổ biến làm tăng độ trễ và thời gian ngừng hoạt động

• Định cỡ băng thông chỉ cho ngày hôm nay:Một liên kết “vừa đủ” ngày nay thường trở thành nút thắt cổ chai trong vòng 18 tháng, đặc biệt nếu mạng DCI hỗ trợ khối lượng công việc AI, di chuyển sang đám mây hoặc khối lượng sao lưu ngày càng tăng. Lập kế hoạch cho lưu lượng truy cập cao nhất gấp 2–3 lần hiện tại.
• Bỏ qua sự đa dạng của tuyến đường:Một liên kết dự phòng đi theo cùng một đường dẫn vật lý như đường dẫn chính không phải là khả năng phục hồi thực sự. Xác thực sự phân tách vật lý, không chỉ phân tập mạch logic.
• Trộn quang học không tương thích:Không phải tất cả các mô-đun quang đều hoạt động tốt như nhau với mọi nền tảng máy chủ. Luôn xác thực tính tương thích, phiên bản chương trình cơ sở và giới hạn hoạt động trước khi triển khai -, đặc biệt đối với các thiết bị cắm mạch lạc trong đó các tương tác chương trình cơ sở DSP và phần mềm máy chủ có thể gây ra các sự cố nhỏ.
• Đánh giá thấp nhu cầu giám sát:Liên kết DCI mang lưu lượng quan trọng. Nếu không chủ động giám sát công suất quang, xu hướng BER và độ trễ, các nhóm có thể không phát hiện được sự xuống cấp cho đến khi người dùng đã bị ảnh hưởng.
• Coi vấn đề bảo mật là điều cần suy nghĩ lại:Mã hóa, kiểm soát truy cập và giám sát liên kết phải là một phần của thiết kế DCI ban đầu, không được thêm vào sau khi quá trình kiểm tra tuân thủ phát hiện lỗ hổng.