توسع Axiom Cloud نطاق خوادم HPE عبر LINK-PP 100 جرام-ريال 4

مع توسع أحمال العمل في المؤسسات الحديثة، تحوّلت عملية نقل بنى خوادم مراكز البيانات من 25 جيجابت/ثانية إلى 100 جيجابت/ثانية من هدف طويل الأجل إلى مطلب تشغيلي فوري. ومع ذلك، فإن استبدال أنظمة الأجهزة بالكامل دفعة واحدة نادرًا ما يكون عمليًا، مما يُجبر مهندسي الشبكات على دمج البنية التحتية للخوادم الحالية بسلاسة مع بنى التبديل عالية السرعة من الجيل التالي.

في مواجهة هذه التحديات المتعلقة بالطبقة المادية تحديدًا، واجهت شركة أكسيوم كلاود، وهي شركة سويسرية لخدمات تكنولوجيا المعلومات، قيودًا شديدة على عرض النطاق الترددي على واجهات خوادم HPE الحالية بسرعة 25 جيجابت في الثانية عند توصيلها بمنافذ تجميع جديدة بسرعة 100 جيجابت في الثانية. ومن خلال النشر الاستراتيجي لحلول متوافقة مع المعايير LINK-PP وحدات QSFP28-100G-SR4 البصرية، حلت Axiom Cloud مشكلة عدم تطابق واجهة الخادم، وقضت على تدهور إشارة الطبقة المادية، وزادت من استخدام منفذ اللوحة الأمامية - مما أدى إلى توحيد بنى الخادم بسلاسة في عمود فقري للشبكة قابل للتطوير وعالي الإنتاجية.

خلفية المشروع ومتطلبات البنية التحتية للعميل

مع تسارع وتيرة انتقال المؤسسات إلى الحوسبة السحابية في جميع أنحاء سويسرا، يتعين على مزودي الخدمات الإقليميين مواءمة سعة الخوادم المادية باستمرار مع بنية الشبكات الأساسية عالية الكثافة. ويتطلب الحفاظ على زمن استجابة منخفض للغاية واستمرارية عمل متواصلة في بيئات الاستضافة متعددة المستأجرين بنية تحتية مرنة وقابلة للتوسع على مستوى الطبقة المادية.

خدمات الاستضافة المُدارة للمؤسسات من أكسيوم كلاود تتوسع

تُقدّم أكسيوم كلاود خدمات استضافة مُدارة بالغة الأهمية، ومجموعات سحابية خاصة، وبيئات خوادم مُخصصة لعملاء المؤسسات في جميع أنحاء سويسرا. وقد أدّى الانتشار السريع لتطبيقات المؤسسات كثيفة البيانات إلى زيادة حادة في كثافة حركة البيانات وطلبات الربط البيني المتزامنة داخل مرافق الاستضافة التابعة لها. ويعتمد تقديم هذه الخدمات المُدارة على استقرار صارم للطبقة المادية لضمان الوفاء باتفاقيات مستوى الخدمة الصارمة (SLAs) ومنع تدهور الإنتاجية في مناطق مُحددة.

لدعم التوسع المستمر للمستأجرين دون المساس بالأداء، يتعين على Axiom Cloud زيادة كثافة الخوادم وسعة الربط البيني للرفوف بشكل متواصل. تتطلب بيئات الاستضافة عالية الأداء بنية شبكية أساسية قادرة على استيعاب الزيادات المفاجئة في أحمال العمل دون التسبب في اختناقات في قوائم انتظار الإدخال/الإخراج. ونتيجة لذلك، استلزم توسيع محفظة خدماتها المؤسسية ترقيةً مُوجَّهةً لبنية الرفوف الأساسية للمزود، والتي تربط بين الرفوف ووحدات التجميع.

تزايد متطلبات النطاق الترددي في مراكز البيانات الإقليمية

شهدت حركة البيانات عبر مراكز بيانات Axiom Cloud الإقليمية ارتفاعًا ملحوظًا نتيجةً لعمليات نقل الأجهزة الافتراضية المكثفة، ونسخ قواعد البيانات في الوقت الفعلي، وإجراءات النسخ الاحتياطي التلقائي خارج الموقع. وكانت وصلات التوزيع الحالية تعمل باستمرار بكامل طاقتها تقريبًا، مما يترك هامشًا ضئيلًا لاستيعاب أي زيادات مفاجئة في حركة البيانات. وقد هدد هذا الضغط المستمر على النطاق الترددي بزيادة زمن استجابة الحزم والحد من قدرة مزود الخدمة على استيعاب عملاء جدد من الشركات.

أصبح تحديث مسارات نقل البيانات بين الشرق والغرب داخل مركز البيانات أمرًا بالغ الأهمية للقضاء على اكتظاظ الروابط الداخلية والحفاظ على أوقات استجابة شبكة متوقعة. لم تعد روابط 25 جيجابت التقليدية التي تربط رفوف الخوادم بمفاتيح التجميع قادرة على معالجة تدفقات البيانات المتزامنة الناتجة عن مجموعات الحوسبة عالية الكثافة. تطلّب حلّ قيود النطاق الترددي هذه انتقالًا منظمًا نحو بنية أساسية ضوئية عالية الكثافة بسرعة 100 جيجابت.

تحديد الأهداف الأساسية لتحديث البنية التحتية بسرعة 100 جيجابت في الثانية

كان الهدف الرئيسي من ترقية البنية التحتية هو نقل شبكة الربط البيني لمركز البيانات إلى معدل نقل بيانات يصل إلى 100 جيجابت في الثانية، مع الحفاظ التام على الاستثمارات الحالية في أجهزة خوادم HPE. احتاجت Axiom Cloud إلى استراتيجية نشر تعالج اختناقات التجميع دون الحاجة إلى استبدال مكلف وغير فعال لبطاقات واجهة الخادم التشغيلية. وقد تم تحديد ضمان التوافق السلس بين منافذ المحولات الجديدة بسرعة 100 جيجابت في الثانية وخوادم HPE القديمة كمعيار أساسي.

بالإضافة إلى ذلك، أولى المشروع أولوية قصوى لكفاءة التكلفة واستقرار وصلات الألياف الضوئية عبر مسارات الألياف متعددة الأنماط قصيرة المدى. تطلّب التصميم المستهدف الاستفادة من كابلات التفرع المرنة من 100 جيجابت إلى 4 منافذ 25 جيجابت، مما يسمح لواجهة محول 100 جيجابت واحدة بخدمة منافذ خادم 25 جيجابت متعددة بكفاءة. من خلال تحديد هذه المعايير الأساسية، ضمنت أكسيوم كلاود أن تُحقق عملية الترحيل مكاسب فورية في الإنتاجية، مع إرساء أساس لتوسيع الشبكة مستقبلاً.

معوقات نقل خوادم HPE القديمة بسرعة 25 جيجابت إلى 100 جيجابت

أدى إضافة محولات 100G جديدة إلى ظهور تحديات مادية فورية في رفوف خوادم Axiom Cloud الحالية. وقد حدد الفريق الهندسي ثلاثة اختناقات متميزة في الطبقة المادية حالت دون تحقيق خوادم HPE القديمة بسرعة 25G للإنتاجية المتوقعة على بنية 100G الجديدة.

حدود عرض النطاق الترددي عبر واجهات الخوادم الحالية بسرعة 25 جيجابت في الثانية

اعتمدت خوادم HPE ProLiant التابعة لشركة Axiom Cloud على بطاقات شبكة SFP28 بسرعة 25 جيجابت، والتي كانت تؤدي وظيفتها بكفاءة في المهام اليومية. إلا أنه مع ازدياد حركة مرور البيانات من قبل المستخدمين، سرعان ما نفدت سعة هذه الوصلات الفردية بسرعة 25 جيجابت.

كشف اختبار النظام عن ثلاثة أسباب رئيسية وراء وصول منافذ الخادم الحالية بسرعة 25 جيجابت في الثانية إلى حدودها القصوى:

• تشبع المنافذ: عملت روابط 25G بكامل سرعتها خلال ساعات الذروة ولم يكن بالإمكان زيادة السرعة.
• تجاوز سعة المخزن المؤقت: امتلأت الذاكرة الصغيرة لبطاقة الشبكة، مما أجبر البيانات على الانتظار.
• ازدحام حركة المرور: تعارضت عمليات النسخ الاحتياطي الليلية وحركة المرور في الوقت الفعلي على نفس الرابط، مما تسبب في تأخيرات للخدمات المباشرة.

ربط أجهزة HPE القديمة بسرعة 25 جيجابت بمنافذ التبديل الجديدة بسرعة 100 جيجابت

استخدمت المحولات الأساسية الجديدة منافذ QSFP28 كبيرة بسرعة 100 جيجابت في الثانية، بينما احتوت خوادم HPE على منافذ SFP28 أصغر بسرعة 25 جيجابت في الثانية فقط. وكان توصيل هذين النوعين المختلفين من الأجهزة مباشرةً مستحيلاً عملياً دون استراتيجية ربط واضحة.

كان استبدال جميع بطاقات شبكة الخوادم مكلفًا للغاية ومُعطِّلًا للعملاء النشطين. احتاجت شركة Axiom Cloud إلى طريقة بسيطة لتقسيم منفذ محوّل 100G إلى أربعة قنوات 25G لتوصيل الخوادم بسلاسة.

التغلب على ازدحام وصلة الإرسال وفقدان الحزم في طبقات التجميع

أدى تدفق البيانات من عدة خوادم بسرعة 25 جيجابت في الثانية إلى إغراق وصلات المحول الرئيسي خلال ساعات الذروة. لم تتمكن وصلات الشبكة القديمة من تفريغ البيانات بالسرعة الكافية، مما تسبب في ازدحام مروري في أعلى كل رف.

سلطت عمليات المراقبة المباشرة للشبكة الضوء على ثلاث مشاكل رئيسية ناجمة عن هذا الازدحام في وصلة الإرسال:

• فقدان الحزم: تسببت مخازن المحولات الممتلئة في فقدان البيانات أثناء فترات ذروة حركة البيانات.
• زيادة زمن الاستجابة: أدت البيانات المخزنة في قائمة الانتظار إلى إبطاء أوقات استجابة التطبيق للمستخدمين.
• الأحمال غير المتساوية: حملت بعض كابلات الشبكة حركة مرور زائدة بينما ظلت كابلات أخرى غير مستخدمة بشكل كافٍ.

حل تحدي وصلة 100G باستخدام LINK-PP إل كيو-M85100-SR4C

اختارت شركة أكسيوم كلاود LINK-PP جهاز الإرسال والاستقبال الضوئي LQ-M85100-SR4C 100G QSFP28 مصمم لحل مشكلة عدم توافق واجهة الخادم واكتظاظ منافذ اللوحة الأمامية. يوفر هذا الحل، وهو جهاز إرسال واستقبال 100GBASE-SR4، كثافة التوصيل المطلوبة لربط المحولات عالية السرعة الجديدة بخوادم HPE القديمة بسرعة 25G دون إهدار سعة المحول.

المواصفات البصرية لمعيار 100GBASE-SR4

LQ-M85100-SR4C QSFP28 100GBASE-SR4 تعمل الوحدة على أربع قنوات ضوئية مستقلة بسرعة 25 جيجابت في الثانية باستخدام ليزرات VCSEL بطول موجي 850 نانومتر عبر واجهة MPO-12 متعددة الأوضاع. وبفضل هذه البنية المتوازية، ينقسم منفذ محول QSFP28 واحد بسرعة 100 جيجابت في الثانية إلى أربعة روابط مخصصة بسرعة 25 جيجابت في الثانية عبر كابل تفرع MPO-to-4xLC. وقد مكّن هذا التصميم الأصلي للتفرع شركة Axiom Cloud من ربط أربعة خوادم HPE فردية بسرعة 25 جيجابت في الثانية بمنفذ محول واحد بسرعة 100 جيجابت في الثانية، مما زاد من كفاءة منفذ المحول إلى أقصى حد.

بينما ظلت الخوادم الفردية متصلة بوصلات مستقرة بسرعة 25 جيجابت، أدى دمج أربعة روابط خوادم في منفذ واحد للمحول بسرعة 100 جيجابت إلى زيادة كبيرة في كثافة منافذ الرف. وقد أتاحت هذه الكثافة العالية مساحة أكبر في منافذ اللوحة الأمامية لتوسيع الرف مستقبلاً دون تغيير تكوين وصلة الإرسال الحالية.

توافق سلس للأجهزة مع خوادم HPE Rack

لتجنب أخطاء التعرف على المنافذ من جانب الخادم، LINK-PP تم ضبط برنامج LQ-M85100-SR4C الثابت لضمان التوافق التام مع خوادم HPE ProLiant وأنظمة التبديل الأساسية. تتيح خاصية المراقبة التشخيصية الرقمية المتكاملة (DDM) تتبعًا فوريًا لطاقة الإرسال/الاستقبال الضوئية، ودرجة حرارة التشغيل، وتيار انحياز الليزر، وجهد التغذية مباشرةً من وحدة تحكم إدارة الشبكة.

يضمن هذا التكامل على مستوى الأجهزة استقرار سلامة الإشارة عبر جميع قنوات التوزيع الأربعة بسرعة 25 جيجابت في الثانية. ومن خلال القضاء على عدم تطابق الإشارات الضوئية وارتفاعات أخطاء البت على منافذ خادم 25 جيجابت في الثانية، قللت خدمة Axiom Cloud من عمليات إعادة إرسال أخطاء البت على مستوى الرابط (تصحيحات FEC)، مما قلل من ارتفاعات زمن الاستجابة غير الضرورية وحسّن استقرار أوقات الاستجابة لتطبيقات العملاء المباشرة في ظل أحمال نقل بيانات عالية مستمرة.

اتصال قصير المدى فعال من حيث التكلفة عبر الألياف متعددة الأنماط

صُمم معيار 100GBASE-SR4 لوصلات مراكز البيانات داخل الخزائن، ويدعم مسافات نقل تصل إلى 70 مترًا على ألياف OM3 متعددة الأنماط و100 متر على ألياف OM4 متعددة الأنماط. وقد مكّن استخدام كابلات OM4 الموجودة داخل خزائن الخوادم شركة Axiom Cloud من تجنب التكلفة الباهظة لاستبدال كابلات الألياف الضوئية المادية ببنية تحتية أحادية النمط.

وفر هذا النهج المبتكر لتوسيع نطاق الشبكة حلاً اقتصادياً لتحديث شبكة الخوادم مع الحفاظ على تشغيل خوادم HPE بسرعة 25 جيجابت في الثانية. وبينما حلت أجهزة الإرسال والاستقبال SR4 قيود الطبقة الفيزيائية وكثافة المنافذ، فإن إنشاء هذا الأساس المادي المستقر يهيئ الشبكة لضبط مخازن البيانات في الطبقات العليا للتعامل مع النبضات الصغيرة المتبقية.

التنفيذ التشغيلي للانتقال من سرعة 25 جيجابت إلى سرعة 100 جيجابت

نفّذت شركة أكسيوم كلاود خطة نشر منظمة ومرحلية لدمج LINK-PP تم تركيب أجهزة الإرسال والاستقبال 100G-SR4 دون التسبب في انقطاعات غير متوقعة للخدمة للمستأجرين النشطين. ركزت عملية الإطلاق التشغيلي على التوصيلات المادية المنهجية للخزائن، والتحقق من وصلات الألياف الضوئية في الوقت الفعلي، وعمليات تدقيق شاملة لتوافق الأجهزة عبر جميع عقد خوادم HPE القديمة.

تركيب الوحدات على مراحل وتوصيل الكابلات في الرفوف

لتقليل المخاطر التشغيلية، قام مهندسو النشر بجدولة تركيب الأجهزة خلال فترات الصيانة خارج أوقات الذروة في صفوف مراكز البيانات المستهدفة. قام الفريق بتثبيت LINK-PP وحدات LQ-M85100-SR4C في محولات ToR عالية الكثافة وكابلات MPO-to-4xLC المتصلة مباشرة بأربعة منافذ SFP28 25G مميزة على خوادم HPE ProLiant القريبة.

ساهم تنظيم كابلات الألياف الضوئية الرئيسية، مع التحكم المناسب في نصف قطر الانحناء واستخدام وصلات التفرع المرمزة بالألوان، في منع فوضى الكابلات داخل رفوف الخوادم عالية الكثافة. وقد ساهم هذا النهج المنهجي في تبسيط عملية ربط القنوات المادية، مما يضمن ربط كل وصلة خادم بسرعة 25 جيجابت في الثانية بشكل صحيح بمسار QSFP28 المخصص لها على مفتاح التجميع.

فحص جودة الإشارة وتشخيص الارتباط

بعد التركيب الفعلي، أجرى الفريق الهندسي تشخيصات دقيقة للطبقة الفيزيائية للتحقق من سلامة الألياف الضوئية قبل السماح بمرور البيانات الإنتاجية عبر الروابط. وشملت عملية التحقق مستويات الطاقة الضوئية، ومعدلات أخطاء تصحيح الأخطاء الأمامية، واستقرار درجة الحرارة لضمان موثوقية التشغيل على المدى الطويل.

توضح المصفوفة التالية معايير التشخيص الرئيسية التي تمت مراقبتها أثناء التحقق الميداني وأهميتها التشغيلية لوصلات التفرع من 25 جيجا إلى 100 جيجا:

عمليات تدقيق توافقية وقابلية التشغيل البيني لخوادم HPE

تضمنت مرحلة التنفيذ النهائية عمليات تدقيق صارمة لتوافق الأجهزة بين LINK-PP 100 جرام-ريال 4 أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، وأنظمة تشغيل محولات ToR، وبرنامج إدارة HPE ProLiant iLO. تم التحقق من ملفات تعريف تعريف البرامج الثابتة لأجهزة الإرسال والاستقبال للتأكد من أن بطاقات الشبكة الخاصة بخوادم HPE تتعرف على قنوات 25G الفرعية بشكل أصلي دون التسبب في ظهور تحذيرات متعلقة بأجهزة الطرف الثالث أو تقلبات في الاتصال.

أكدت اختبارات الضغط المستمرة في ظل أحمال حركة مرور قصوى محاكاة استقرار عملية التفاوض التلقائي للرابط وانعدام فقدان الإطارات في تصحيح الأخطاء الأمامية (FEC). ومن خلال إتمام فحوصات التوافق هذه، تحققت Axiom Cloud من أن ترقية الطبقة المادية قد حلت تمامًا مشكلة عدم استقرار الرابط السابقة مع الحفاظ على رؤية تشغيلية كاملة عبر بنية خوادمها.

نتائج المشروع وقابلية توسيع الشبكة

عن طريق النشر LINK-PP بفضل وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية LQ-M85100-SR4C 100G-SR4، نجحت شركة Axiom Cloud في تحديث بنية خوادمها، مما أدى إلى زيادة كثافة الربط البيني بين الخوادم أربعة أضعاف مع الحفاظ التام على استثماراتها في خوادم HPE التشغيلية بسرعة 25 جيجابت. وقد حسّن تصميم البنية الفرعية كفاءة منافذ المحولات إلى أقصى حد وقضى على تدهور إشارة الطبقة الفيزيائية، مما أرسى أساسًا متينًا لتوسيع نطاق الشبكة مستقبلًا وضبط مخازن البيانات في الطبقات العليا. وقد ساهم هذا التحول الفعال من حيث التكلفة في حل مشكلة استنفاد منافذ اللوحة الأمامية وضمان إنتاجية متوقعة عبر جميع رفوف مراكز البيانات الإقليمية.

يُثبت هذا المشروع أن أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية عالية الكثافة والمتوافقة مع المعايير قادرة على تجاوز التباينات بين أجيال الأجهزة دون الحاجة إلى استبدال الخوادم بتكاليف باهظة. لاكتشاف أجهزة إرسال واستقبال ضوئية موثوقة وعالية التوافقية لعملية نقل مركز البيانات الخاص بك، تفضل بزيارة LINK-PP المتجر الرسمي.