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La Révolution des Réseaux de Centres de Données : Modules Optiques 800G et Commutateurs NDR

Mis à jour depuis le 10 janv, 2024 by
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Avec le développement de technologies telles que les modèles expansifs, l'informatique en nuage et l'analyse des données volumineuses, les centres de données connaissent une période de croissance explosive. Les besoins croissants en matière de formation et de déploiement de modèles expansifs posent de nouveaux défis aux cadres de calcul, de stockage et de mise en réseau. L'émergence de modèles d'apprentissage profond sophistiqués tels que le GPT-4, les charges de travail intensives gérées sur les plateformes de cloud computing, ainsi que les exigences de l'analyse de données à grande échelle et les tâches de calcul à haute performance, nécessitent tous des réseaux de centres de données robustes capables de fournir un service rapide.

La mise en place de réseaux à haut débit dans les centres de données implique de nombreux composants essentiels, notamment des cartes réseau à haut débit, des modules optiques, des commutateurs et des technologies d'interconnexion de réseaux à haute performance. Dans cet écosystème complexe, la technologie de réseau InfiniBand (IB) s'est imposée comme le leader du marché, devenant un moyen essentiel de transfert de données à grande vitesse et de communication à faible latence.

Les services NDR (400G) de la technologie de réseau InfiniBand ont été largement mis en œuvre, s'imposant comme l'option la plus performante pour les réseaux de centres de données à grande vitesse répondant à des modèles complexes et à des exigences de calcul à haute performance. En ce qui concerne les commutateurs, les séries QM9700 et QM9790 de NVIDIA sont des équipements de référence. Conçus sur l'architecture Quantum-2 de NVIDIA, ces commutateurs offrent un nombre exceptionnel de 64 ports InfiniBand NDR à 400 Gb/s dans un châssis standard de 1U. Ce niveau de performance se traduit par un commutateur individuel fournissant une bande passante bidirectionnelle totale de 51,2 térabits par seconde (Tb/s), ainsi qu'une capacité de traitement sans précédent dépassant 66,5 milliards de paquets par seconde (BPPS).

Les commutateurs InfiniBand NVIDIA Quantum-2 vont au-delà de leurs capacités de transfert de données à haut débit NDR, en incorporant un débit important, un traitement informatique sur puce, des fonctions d'accélération intelligentes avancées, une adaptabilité et une structure solide. Ces caractéristiques en font des choix incontournables pour les secteurs impliquant le calcul haute performance (HPC) et les infrastructures étendues basées sur l'informatique en nuage. L'intégration des commutateurs NDR permet également de réduire les dépenses globales et la complexité, ce qui favorise la progression et l'évolution des technologies de réseau des centres de données.

Les différences entre QM9700 et QM9790

Comme pour les générations précédentes de commutateurs IB (InfiniBand), dans les commutateurs NDR, le QM9700 est un commutateur géré, tandis que le QM9790 est un commutateur non géré. La différence de fonctionnalité réside dans le fait que le commutateur géré exécute un système d'exploitation de réseau (NOS) similaire à celui des commutateurs Ethernet ordinaires. Il est possible d'y accéder et de le configurer directement via un port de gestion dédié et il offre la fonctionnalité d'un gestionnaire de sous-réseau (activée selon les besoins). En revanche, le commutateur non géré ne possède pas de CPU au niveau matériel et n'exécute pas NOS6. La configuration se fait à l'aide d'un outil de configuration à distance dénommé mlxconfig. Les images ci-dessous montrent le QM9700 (avec une interface de gestion à l'extrême droite) et le QM9790 :

VXLAN

Il existe également des différences opérationnelles entre les deux. Le QM9700, étant un commutateur géré, permet une connexion directe pour la gestion de la configuration. Les informations sur les ports et les modules peuvent être consultées à l'aide de commandes, comme le montrent les exemples ci-dessous :

  • Consultation des informations sur le port : show interface ib 1/1/1 (en utilisant le port 1/1/1 comme exemple).

  • Consultation des informations sur le module de port : show interface ib 1/1/1 transceiver.

  • Consultation du module portuaire DDM (Digital Diagnostic Monitoring) : show interface ib 1/1/1 transceiver diagnostics.

Pour le QM9790 non géré, la gestion de la configuration est effectuée en se connectant au serveur relié (ou à un autre commutateur géré). Les étapes suivantes décrivent le processus :

  • Entrez dans le mode "fae".

  • Entrez "ibswitches" pour obtenir le fichier lid (en utilisant lid-1 comme exemple) de l'appareil connecté.

  • Consultation des informations sur le module : mlxlink -d lid-1 -p 1 -m (consultation des informations sur le modulee pour le port 1).

  • Activer/désactiver le fractionnement des ports : mlxconfig -d lid-1 set SPLIT_MODE=1 (0 pour désactiver).

  • Activer/désactiver la fonctionnalité de fractionnement pour un port spécifique : mlxconfig-d lid-1 set SPLIT_PORT[1.32]=1 (0 pour désactiver).

Module Côté Commutateur : Émetteur-récepteur Optique OSFP 800G

En raison de contraintes de taille et d'énergie, les commutateurs des séries 9700/9790 sont limités à 32 cages (OSFP). Chaque interface physique de l'OSFP fournit en fait deux interfaces 400G indépendantes, appelées Twin port 400G par NVIDIA. Pour compléter l'utilisation de ces commutateurs, FS a introduit le module OSFP-800G.

VXLAN

Le module OSFP-800G SR8 est conçu pour être utilisé dans les systèmes InfiniBand 2xNDR à 800 Gb/s avec un débit allant jusqu'à 30 m sur la fibre multimode (MMF) OM3 ou 50 m sur la fibre multimode (MMF) OM4 utilisant une longueur d'onde de 850 nm via des connecteurs MTP/MPO-12 doubles. Le design à double port est une innovation fondamentale qui incorpore deux moteurs d'émission-réception internes, libérant ainsi pleinement le potentiel du commutateur. Les 32 interfaces physiques peuvent ainsi fournir jusqu'à 64 interfaces 400G NDR. Cette conception à haute densité et à large bande passante permet aux centres de données de répondre aux demandes croissantes en matière de réseau et aux exigences d'applications telles que l'informatique à haute performance et l'infrastructure en nuage.

VXLAN

Le module OSFP-800G SR8 de FS offre des performances et une fiabilité supérieures, et propose de solides options d'interconnexion optique pour les centres de données. Ce module permet aux centres de données d'exploiter pleinement les capacités de performance de la série de commutateurs QM9700/9790, en prenant en charge la transmission de données avec une bande passante élevée et une faible latence.

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