Con l'espansione dei carichi di lavoro aziendali moderni, la migrazione delle infrastrutture server dei data center da 25G a 100G si è trasformata da obiettivo a lungo termine in un requisito operativo immediato. Tuttavia, la sostituzione simultanea di interi ecosistemi hardware è raramente praticabile, costringendo gli ingegneri di rete a integrare senza soluzione di continuità l'infrastruttura server esistente con le reti di commutazione ad alta velocità di nuova generazione.
Per affrontare queste precise sfide a livello fisico, il fornitore svizzero di servizi IT Axiom Cloud si è trovato di fronte a severi limiti di larghezza di banda sulle interfacce server HPE da 25G esistenti quando le collegava alle nuove porte di aggregazione da 100G. Implementando strategicamente soluzioni conformi agli standard LINK-PP Grazie ai moduli ottici QSFP28-100G-SR4, Axiom Cloud ha risolto le incompatibilità delle interfacce lato server, eliminato il degrado del segnale a livello fisico e massimizzato l'utilizzo delle porte del pannello frontale, unificando in modo trasparente le proprie infrastrutture server in una dorsale di rete scalabile e ad alta velocità.
Contesto del progetto e requisiti infrastrutturali del cliente
Con l'accelerazione della migrazione delle aziende al cloud in tutta la Svizzera, i fornitori di servizi regionali devono costantemente allineare la capacità fisica dei server con un'infrastruttura di rete centrale ad alta densità. Mantenere una latenza estremamente bassa e un uptime ininterrotto in ambienti di hosting multi-tenant richiede un'infrastruttura a livello fisico agile e scalabile.
Axiom Cloud amplia i propri servizi di hosting gestito per aziende.
Axiom Cloud offre servizi di hosting gestito mission-critical, cluster di cloud privato e ambienti server dedicati a clienti aziendali in tutta la Svizzera. La rapida diffusione di applicazioni aziendali ad alta intensità di dati ha determinato un forte aumento della densità di traffico e delle richieste di interconnessione simultanee all'interno delle sue infrastrutture di hosting. L'erogazione di questi servizi gestiti si basa su una rigorosa stabilità a livello fisico per soddisfare i severi accordi sul livello di servizio (SLA) e prevenire il degrado locale del throughput.
Per supportare la continua espansione del numero di clienti senza compromettere le prestazioni, Axiom Cloud deve scalare costantemente la densità dei server e la capacità di interconnessione dei rack. Gli ambienti di hosting ad alte prestazioni richiedono un'infrastruttura di rete sottostante in grado di assorbire improvvisi picchi di carico di lavoro senza causare colli di bottiglia nelle code I/O. Di conseguenza, l'espansione del portfolio aziendale ha reso necessario un aggiornamento mirato dell'architettura di base rack-to-aggregation del provider.
Aumento del fabbisogno di larghezza di banda nei data center regionali
Il trasferimento di dati tra i data center regionali di Axiom Cloud è aumentato vertiginosamente a causa della migrazione intensiva di macchine virtuali, della replica dei database in tempo reale e delle routine automatizzate di backup off-site. I collegamenti uplink esistenti a livello di distribuzione operavano regolarmente vicino alla capacità massima, lasciando un margine minimo per picchi di traffico imprevisti. Questa costante pressione sulla larghezza di banda rischiava di aumentare la latenza dei pacchetti e di limitare la capacità del provider di integrare nuovi clienti aziendali.
L'aggiornamento dei percorsi di traffico est-ovest all'interno del data center è diventato fondamentale per eliminare la saturazione dei collegamenti interni e mantenere tempi di risposta di rete prevedibili. I tradizionali collegamenti a 25G che univano i rack dei server agli switch di aggregazione non erano più in grado di gestire i flussi di dati simultanei generati dai cluster di calcolo ad alta densità. La risoluzione di questi limiti di larghezza di banda ha richiesto una migrazione strutturata verso una dorsale ottica ad alta densità a 100G.
Definizione degli obiettivi principali per l'aggiornamento dell'infrastruttura a 100G
L'obiettivo principale dell'aggiornamento dell'infrastruttura era quello di migrare la rete di interconnessione del data center a una velocità di trasmissione di 100G, proteggendo al contempo gli investimenti esistenti nell'hardware dei server HPE. Axiom Cloud necessitava di una strategia di implementazione in grado di risolvere i colli di bottiglia dell'aggregazione senza richiedere una costosa e complessa sostituzione delle schede di interfaccia dei server operativi. Garantire una perfetta interoperabilità tra le nuove porte degli switch a 100G e i server rack HPE preesistenti è stato definito come parametro di riferimento primario.
Inoltre, il progetto ha dato priorità alla rigorosa efficienza dei costi e alla stabilità del collegamento ottico su brevi tratti di fibra multimodale. L'architettura di destinazione doveva sfruttare il cablaggio breakout flessibile da 100G a 4x25G, consentendo a una singola interfaccia switch da 100G di servire in modo efficiente più porte server da 25G. Definendo questi parametri fondamentali, Axiom Cloud ha garantito che la migrazione avrebbe fornito un aumento immediato del throughput, ponendo al contempo le basi per la futura scalabilità della rete.
Punti critici nella migrazione dei server HPE legacy da 25G a 100G
L'aggiunta di nuovi switch da 100G ha creato immediatamente delle problematiche fisiche per i rack server esistenti di Axiom Cloud. Il team di ingegneri ha identificato tre distinti colli di bottiglia a livello fisico che impedivano ai server HPE da 25G di raggiungere la velocità di trasmissione prevista sulla nuova infrastruttura da 100G.
Limiti di larghezza di banda sulle interfacce server a 25G esistenti
I server HPE ProLiant di Axiom Cloud si basavano su schede di rete SFP28 da 25G, che funzionavano bene per le attività quotidiane. Tuttavia, quando il traffico degli utenti aumentava vertiginosamente, questi singoli collegamenti da 25G si esaurivano rapidamente.
I test di sistema hanno rivelato tre motivi principali per cui le porte server da 25G esistenti hanno raggiunto i loro limiti:
- Saturazione delle porte: i collegamenti a 25G hanno funzionato alla massima velocità durante le ore di punta e non potevano andare oltre.
- Overflow del buffer: la piccola memoria della scheda di rete si è riempita, costringendo i dati ad attendere.
- Congestione del traffico: i backup notturni e il traffico in tempo reale si sono sovrapposti sullo stesso collegamento, causando ritardi nei servizi attivi.
Collegamento tra hardware HPE legacy da 25G e nuove porte switch da 100G.
I nuovi switch core utilizzavano porte QSFP28 da 100G di grandi dimensioni, mentre i server HPE disponevano solo di porte SFP28 da 25G più piccole. Collegare direttamente questi due diversi tipi di hardware era fisicamente impossibile senza una chiara strategia di bridging.
La sostituzione di tutte le schede di rete dei server si sarebbe rivelata troppo costosa e avrebbe causato notevoli disagi ai clienti attivi. Axiom Cloud necessitava di una soluzione semplice per suddividere una porta switch da 100G in quattro canali da 25G, al fine di connettere i server senza interruzioni.
Superare la congestione in uplink e la perdita di pacchetti a livello di aggregazione
Il traffico proveniente da numerosi server da 25G ha sovraccaricato le connessioni principali dello switch durante le ore di punta. I vecchi collegamenti di rete non riuscivano a elaborare i dati abbastanza velocemente, creando ingorghi nella parte superiore di ogni rack.
Il monitoraggio in tempo reale della rete ha evidenziato tre problemi principali causati da questa congestione del collegamento in uplink:
- Pacchetti persi: i buffer dello switch sovraccarichi hanno causato la perdita di dati durante i picchi di traffico.
- Latenza più elevata: i dati in coda hanno rallentato i tempi di risposta dell'applicazione per gli utenti.
- Carico non uniforme: alcuni cavi di rete trasportavano troppo traffico, mentre altri erano sottoutilizzati.
Risolvere la sfida del collegamento 100G con LINK-PP LQ-M85100-SR4C
Axiom Cloud ha selezionato il LINK-PP Il transceiver ottico LQ-M85100-SR4C 100G QSFP28 è stato progettato per risolvere il problema di incompatibilità dell'interfaccia lato server e l'esaurimento delle porte sul pannello frontale. Questa soluzione transceiver 100GBASE-SR4 ha fornito l'esatta densità di breakout necessaria per collegare i nuovi switch ad alta velocità con i server HPE legacy da 25G senza sprecare capacità dello switch.
Specifiche ottiche dello standard 100GBASE-SR4
Il modello LQ-M85100-SR4C QSFP28 100GBASE-SR4 Il modulo opera su quattro canali ottici indipendenti da 25 Gbps utilizzando laser VCSEL da 850 nm su un'interfaccia multimodale MPO-12. Grazie a questa architettura parallela, una singola porta switch QSFP28 da 100G si suddivide in quattro collegamenti dedicati da 25G tramite un cavo breakout da MPO a 4xLC. Questa configurazione nativa ha permesso ad Axiom Cloud di collegare quattro server HPE da 25G a una singola porta switch da 100G, massimizzando l'efficienza della porta switch.
Pur mantenendo i singoli server su connessioni stabili a 25G, il consolidamento di quattro collegamenti server in un'unica porta switch a 100G ha aumentato significativamente la densità complessiva delle porte del rack. Questa maggiore densità ha liberato una notevole capacità di porte sul pannello frontale per future espansioni del rack, senza modificare la configurazione uplink esistente.
Interoperabilità hardware perfetta con i server rack HPE
Per evitare errori di riconoscimento della porta sul lato server, LINK-PP Il firmware del LQ-M85100-SR4C è stato configurato per garantire la piena compatibilità con i server HPE ProLiant e i sistemi di switch core. La funzione integrata di monitoraggio diagnostico digitale (DDM) consente il tracciamento in tempo reale della potenza di trasmissione/ricezione ottica, della temperatura di esercizio, della corrente di polarizzazione del laser e della tensione di alimentazione direttamente dalla console di gestione della rete.
Questa integrazione a livello hardware garantisce un'integrità del segnale stabile su tutti e quattro i canali breakout da 25G. Eliminando le discrepanze ottiche e i picchi di errore di bit sulle porte server da 25G, Axiom Cloud ha ridotto le ritrasmissioni degli errori di bit a livello di collegamento (correzioni FEC), minimizzando i picchi di latenza non necessari e stabilizzando i tempi di risposta per le applicazioni client in tempo reale sotto carichi di throughput elevati e costanti.
Connettività a corto raggio economicamente vantaggiosa su fibra multimodale
Progettato per i collegamenti intra-rack nei data center, lo standard 100GBASE-SR4 supporta distanze di trasmissione fino a 70 m su fibra multimodale OM3 e 100 m su fibra multimodale OM4. L'utilizzo del cablaggio OM4 esistente all'interno dei rack dei server ha permesso ad Axiom Cloud di evitare gli elevati costi di sostituzione dei cavi in fibra ottica con infrastrutture in fibra monomodale.
Questo approccio di breakout a corto raggio ha fornito una soluzione economica per modernizzare la rete rack mantenendo online i server HPE 25G operativi. Mentre i transceiver breakout SR4 hanno risolto i vincoli a livello fisico e di densità delle porte, la creazione di questa solida base fisica prepara la rete per l'ottimizzazione del buffer a livelli superiori, al fine di gestire i micro-burst residui.
Esecuzione operativa della transizione da 25G a 100G
Axiom Cloud ha eseguito un piano di implementazione strutturato e a fasi per integrare il LINK-PP I transceiver 100G-SR4 sono stati implementati senza causare interruzioni impreviste del servizio per i tenant di hosting attivi. L'implementazione operativa si è concentrata sul cablaggio fisico sistematico dei rack, sulla verifica in tempo reale del collegamento ottico e su approfonditi audit di compatibilità hardware su tutti i nodi server HPE legacy.
Installazione modulare a fasi e cablaggio del rack
Per ridurre al minimo il rischio operativo, gli ingegneri di implementazione hanno programmato l'installazione dell'hardware durante le finestre di manutenzione non di punta nelle file del data center di destinazione. Il team ha installato l' LINK-PP I moduli LQ-M85100-SR4C sono stati installati negli switch ToR ad alta densità e collegati tramite cavi breakout da MPO a 4xLC direttamente a quattro porte SFP28 da 25G distinte presenti sui server HPE ProLiant adiacenti.
L'organizzazione dei cavi in fibra ottica con un'adeguata gestione del raggio di curvatura e l'utilizzo di derivazioni con codice colore hanno evitato l'ingombro dei cavi all'interno dei rack server ad alta densità. Questo approccio sistematico al cablaggio ha semplificato la mappatura dei canali fisici, garantendo che ogni collegamento server da 25G fosse correttamente mappato sulla corsia QSFP28 designata sullo switch di aggregazione.
Verifiche della qualità del segnale e diagnostica del collegamento
Dopo l'installazione fisica, il team di ingegneri ha condotto rigorose diagnosi a livello fisico per verificare l'integrità ottica prima di autorizzare i collegamenti al traffico di produzione. Il processo di validazione ha incluso i livelli di potenza ottica, i tassi di errore FEC e la stabilità termica per garantire l'affidabilità operativa a lungo termine.
La seguente matrice illustra i principali parametri diagnostici monitorati durante la validazione sul campo e la loro rilevanza operativa per i collegamenti di breakout da 25G a 100G:
| Parametro diagnostico |
Messa a fuoco della misurazione |
Impatto operativo sui collegamenti di interruzione |
| Potenza ottica Rx |
Intensità luminosa ricevuta sui rami di breakout LC da 25G |
Previene l'attenuazione del segnale e garantisce l'allineamento della sensibilità del ricevitore. |
| Potenza ottica Tx |
Potenza laser trasmessa da un array di VCSEL a 850 nm |
Verifica la stabilità dell'emissione luminosa su tutti e quattro i canali paralleli da 25G. |
| Tasso di errore di bit (BER) pre-FEC |
Conteggio grezzo degli errori a livello fisico prima della correzione |
Conferma che la qualità del collegamento ottico rimane entro i limiti di margine accettabili. |
| BER post-FEC |
Errori di frame residui non corretti a livello MAC |
Garantisce l'assenza di corruzione dei pacchetti che raggiungono le interfacce dello switch e del server. |
| Temperatura e tensione del modulo |
Parametri operativi termici ed elettrici in tempo reale |
Previene il surriscaldamento e protegge dalle fluttuazioni dell'alimentazione. |
Audit di compatibilità e interoperabilità dei server HPE
La fase di esecuzione finale ha comportato rigorosi controlli di compatibilità hardware tra i LINK-PP 100G-SR4 Ricetrasmettitori ottici, sistemi operativi per switch ToR e software di gestione HPE ProLiant iLO. I profili di identificazione del firmware dei ricetrasmettitori sono stati verificati per confermare che le schede di rete dei server HPE riconoscessero nativamente i canali breakout da 25G senza attivare avvisi hardware di terze parti o interruzioni di collegamento.
Test di stress continui con simulazioni di picchi di traffico hanno confermato la stabilità dell'autonegoziazione del collegamento e l'assenza di perdita di frame FEC (Forward Error Correction). Completando questi controlli di compatibilità, Axiom Cloud ha verificato che l'aggiornamento del livello fisico ha risolto completamente la precedente instabilità del collegamento, preservando al contempo la piena visibilità operativa sull'intera infrastruttura server.
Risultati del progetto e scalabilità della rete
Distribuendo LINK-PP Grazie ai moduli transceiver ottici LQ-M85100-SR4C 100G-SR4, Axiom Cloud ha modernizzato con successo la propria infrastruttura server, quadruplicando la densità di interconnessione dei rack e proteggendo al contempo gli investimenti effettuati nei server HPE da 25G. L'architettura di breakout ha massimizzato l'efficienza delle porte dello switch ed eliminato il degrado del segnale a livello fisico, ponendo solide basi per la futura scalabilità della rete e l'ottimizzazione dei buffer a livelli superiori. Questa transizione economicamente vantaggiosa ha risolto il problema dell'esaurimento delle porte del pannello frontale e garantito un throughput prevedibile in tutti i rack dei data center regionali.
Questo progetto dimostra che i ricetrasmettitori ottici ad alta densità e conformi agli standard possono colmare le incompatibilità hardware tra generazioni senza richiedere costose sostituzioni dei server. Per scoprire ricetrasmettitori ottici affidabili e ad alta interoperabilità per la migrazione del tuo data center, visita il sito LINK-PP Negozio ufficiale.
