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Verwendung von Netzwerkschnittstellenkarten in 10G/25G/40G-Servern zum Switching von Verbindungen

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Sheldon

Übersetzer*in Felix
Veröffentlicht 30. Dezember 2019
2020-10-23 16:14:56
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Die Netzwerk-Schnittstellenkarte (NIC), die die Netzwerkverbindung bereitstellt, ist eine unverzichtbare Hardware-Komponente für jedes Netzwerk. Besonders für die Benutzer in Unternehmen oder Rechenzentren ist die Verwendung von Netzwerk-Schnittstellenkarten äußerst facettenreich. Es gibt NIC-Karten mit unterschiedlicher Portanzahl, Datenrate oder sogar mit unterschiedlichen Übertragungsmedien. Wissen Sie, welche Art von NIC-Karte für welche Situation verwendet werden kann?

Warum eine Netzwerkschnittstellenkarte verwenden?

Physikalisch gesehen kann eine Netzwerkkarte (NIC), egal ob als eingebaute oder Zusatzkarte, die Hardwareschnittstelle zwischen Netzwerkgeräten (wie Computern und Servern) und einem Netzwerk bilden. Unabhängig davon, ob es sich bei der Netzwerkkarte um ein kabelgebundenes oder drahtloses Gerät handelt, kann die Netzwerkkommunikation in beiden Fällen erfolgen. Außerdem kann die Kommunikation zwischen Endgeräten, die über ein lokales Netzwerk (LAN) angeschlossen sind, sowie die Kommunikation über ein großes Netzwerk mittels Internetprotokoll (IP) durch die Verwendung von NIC-Karten realisiert werden. Da ein Gerät sowohl in der physikalischen Schicht als auch in der Datenverbindungsschicht existiert, liefert die NIC eine Hardware-Schaltung, so dass die Prozesse in der physikalischen Schicht und der Datenverbindungsschicht darauf laufen können. Um mehr Details über NIC zu erfahren, lesen Sie bitte diesen Beitrag: Netzwerk-Schnittstellenkarten (NIC) – Definition, Funktion und Typen.

Wie verwendet man eine 10Gb/25Gb/40Gb NIC-Karte?

In unterschiedlichen Netzwerkumgebungen sind auch die NIC-Lösungen vielfältig. In den folgenden Abschnitten werden wir die üblicherweise verwendeten 10GbE-, 25GbE- und 40GbE-NICs als Fallbeispiele nehmen, um ihre jeweilige Anwendung im Netzwerk zu untersuchen.

Anwendung der 10GBASE-T NIC-Karte

Es handelt sich um ein grundlegendes 10G-Kupfer-NIC-Netz. Es gibt zwei 10GBASE-T-Switches, die über 10G-Kupferverbindungen getrennt mit vier Hosts verbunden sind. Doppelte 40G-Verbindungen zwischen den beiden Switches werden gebildet, um MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation Group) miteinander zu realisieren, um die Bandbreite und Zuverlässigkeit des Netzwerks zu verbessern. In dieser Topologie wird für jeden Host eine 10GBASE-T-NIC mit zwei Anschlüssen benötigt, um zwei 10G-Links bereitzustellen. Verglichen mit der Verbindung über Transceiver und optische Kabel ist eine 10-Gb-Kupfer-NIC zusammen mit Netzwerkkabeln eine kostensparende Lösung. Diese Verbindung eignet sich jedoch nur für Geräte, die 10GBASE-T unterstützen können, und die Übertragungsdistanz beträgt nicht mehr als 100 Meter.

Figure 1: Use of network interface card-10GBASE-T NIC

Die Produktliste für diese Anwendung einer 10GBASE-T-NIC-Karte kann der folgenden Tabelle entnommen werden:

Produkt-ID Beschreibung Menge (Stck.)
69378 S5850-48T4Q Switch (48*10GBase-T und 4*40Gb QSFP+ Ports) 2
17931 QSFP+ Transceiver Modul (40GBASE-SR4) 4
74279 MTP Trunkkabel (OM4) 2
75601 Dual-Port 10GBase-T Netzwerkkarte 4
66789 Cat6a Patchkabel 8

Anwendung der 10G SFP+ NIC-Karte

Ähnlich wie beim oben genannten 10G-Kupfernetz gibt es zwei Switches, die miteinander gestapelt sind, um die Netzverwaltung zu vereinfachen und die Netzflexibilität in diesem zweischichtigen Netz zu verbessern. Diese beiden Switches sind mit 24 SFP+-Ports ausgestattet und können 10G-Glasfaser-Downlinks mit jedem Host unterstützen. In diesem Fall einer Host-zu-Switch-Verbindung werden vier 10G-Glasfaser-NICs benötigt. Je nach Bedarf können die Benutzer 10G-Dualport- oder Quadport-Netzwerkkarten wählen. Bei 10Gb-NICs mit vier Ports können zwei freie Steckplätze für jede NIC für Redundanz oder zukünftige Erweiterungen genutzt werden. Bei der Übertragung über große Entfernungen eignet sich die kombinierte Lösung aus SFP+-NIC, SFP+-Transceivern und optischen Kabeln für Host-zu-Switch-Verbindungen. Bei einer Kurzstreckenübertragung innerhalb von 10 Metern wird die SFP+-NIC mit 10G-DAC-Kabeln für die Benutzer wirtschaftlicher sein.

Figure 2: Use of network interface card-10G SFP+ NIC

Die Produktliste für diese 10G-Host-zu-Switch-Verbindung kann der folgenden Tabelle entnommen werden:

Produkt-ID Beschreibung Menge (Stck.)
73467 S5900-24S4T2Q Switch (24*10Gb, 4*Gigabit RJ45 und 2*40Gb Ports) 2
17931 QSFP+ Transceiver Modul (40GBASE-SR4) 4
74279 MTP Trunkkabel (OM4) 2
75600/75602 Dual/Quad-Port 10G SFP+ Netzwerkkarte 4
74386 OM3 Multimode Patchkabel 8
11589 SFP+ Transceiver Modul (10GBASE-SR) 16

Anwendung der 25G NIC-Karte

In diesem NIC-Netzwerk gibt es zwei 25-Gb-Rechenzentrums-Switches (mit 6*100G-Uplink-Ports), die mit vier Servern getrennt verbunden sind und miteinander MLAG durchführen. Ähnlich wie bei der obigen 10G-NIC-Kartenanwendung kann jede 25G-Verbindung zwischen Server und Switch auf zwei Arten realisiert werden. Für die Fernübertragung können 25G-NIC, SFP28 und Glasfaser-Patchkabel verwendet werden. Für die Kurzstreckenübertragung innerhalb von 5 Metern können 25G-NIC- und SFP28-DAC-Kabel verwendet werden. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, warum Sie 25G NIC anwenden müssen und wie Sie es auswählen können, können Sie folgenden Beitrag lesen: 25G NIC – der Weg zum 100G-Netzwerk.

Figure 3: Use of network interface card-25G NIC

Die Produktliste für diesen 25G-Server zum Switching der Verbindung kann der folgenden Tabelle entnommen werden:

Produkt-ID Beschreibung Menge (Stck.)
75876 N8500-48B6C Switch (48*25Gb und 6*100Gb Ports) 2
73997 RS-7188 2HE, 2-Socket Rack Server 4
74372 OM4 Multimode Patchkabel 8
75603 Dual-Port 25 Gigabit SFP28 Netzwerkkarte 4
35182 QSFP28 Transceiver Modul (100GBASE-SR4) 4
68017 MTP Trunkkabel (OM4) 2
67973 SFP28 Transceiver Modul (25GBASE-SR) 16

Anwendung der 40GbE-NIC-Karte

In diesem 40G-Spine-Leaf-Netzwerk sind zwei 40Gb-Spine-Switches, die mit MLAG eingesetzt werden, mit jeweils einem 40G-Switch in der Leaf-Ebene verbunden. Und der Leaf-Switch ist mit einem Server für die 40G-Übertragung verbunden. Um eine 40G-Übertragung zwischen einem Leaf-Switch und einem Server zu realisieren, sollte die 40GbE-NIC verwendet werden. Ein 40G-QSFP+-Transceiver und ein Glasfaserkabel können zusammen mit der 40GbE-NIC für die 40G-Langstreckenübertragung verwendet werden. Die 40GbE-NIC mit QSFP+-DAC-Kabel kann eine Kurzstreckenübertragung innerhalb von 7 Metern realisieren.

Figure 4: Use of network interface card-40GbE NIC

Die Produktliste für diese 40G-Server-zu-Switch-Verbindung kann der folgenden Tabelle entnommen werden:

Produkt-ID Beschreibung Menge (Stck.)
69342 N8000-32Q Switch (32*40Gb Ports) 3
17931 QSFP+ Transceiver Modul (40GBASE-SR4) 12
73997 RS-7188 2HE, 2-Socket Rack Server 1
75604 Dual-Port 40 Gigabit QSFP+ Netzwerkkarte 1
74279 MTP Trunkkabel (OM4) 7

Fazit

Je nach der Netzwerkumgebung und den Bedürfnissen der Benutzer kann der Einsatz von Netzwerk-Schnittstellenkarten flexibel sein. Je nach dem Übertragungsmedium der Verbindung können Sie eine Kupfer- oder optische NIC verwenden. Es kann eine Einzelport-NIC oder eine Multiport-NIC gewählt werden, um die Anschlussnummern und den Bedarf an Netzwerkredundanz und zukünftigen Erweiterungen zu erfüllen. NICs mit unterschiedlichen Datenraten können auch für unterschiedliche Bandbreitenanforderungen verwendet werden. FS bietet zuverlässige NIC-Netzwerkkonzepte und eine breite Palette von 10GbE/25GbE/40GbE-NIC-Lösungen mit unterschiedlichen Portzahlen, Übertragungsmedien, Datenraten und Funktionen für Ihre Bedürfnisse.