Axiom Cloud は HPE Server Fabrics を拡張します LINK-PP 100G-SR4

現代の企業ワークロードが拡大するにつれ、データセンターのサーバーファブリックを25Gから100Gに移行することは、長期的な目標から喫緊の運用要件へと変化しました。しかし、ハードウェアエコシステム全体を一度に置き換えることは現実的ではないため、ネットワークエンジニアは既存のサーバーインフラストラクチャと次世代の高速スイッチファブリックをシームレスに統合する必要に迫られています。

スイスのITサービスプロバイダーであるAxiom Cloudは、まさにこうした物理層の課題に対処するため、既存の25G HPEサーバーインターフェースを新しい100G集約ポートに接続する際に、帯域幅の大きな制限に直面しました。そこで、標準規格に準拠した戦略的な展開によって、 LINK-PP Axiom Cloudは、QSFP28-100G-SR4光モジュールを採用することで、サーバー側のインターフェースの不一致を解消し、物理層の信号劣化を排除し、フロントパネルのポート利用率を最大化することで、サーバーファブリックをシームレスに統合し、拡張性の高い高スループットのネットワークバックボーンを構築しました。

プロジェクトの背景とクライアントのインフラ需要

スイス全土で企業のクラウド移行が加速する中、地域のサービスプロバイダーは、高密度コアネットワークファブリックに合わせて物理サーバーの容量を継続的に調整していく必要があります。マルチテナントホスティング環境全体で超低遅延と途切れることのない稼働時間を維持するには、俊敏で拡張性の高い物理層インフラストラクチャが不可欠です。

Axiom Cloudのエンタープライズ向けマネージドホスティングサービスの拡大

Axiom Cloudは、スイス全土の企業顧客向けに、ミッションクリティカルなマネージドホスティング、プライベートクラウドクラスタ、専用サーバー環境を提供しています。データ量の多いエンタープライズアプリケーションの急速な普及に伴い、ホスティング施設内のトラフィック密度と同時接続要求が急増しています。これらのマネージドサービスを提供するには、厳格なサービスレベル契約（SLA）を満たし、局所的なスループット低下を防ぐために、物理層の安定性が不可欠です。

パフォーマンスを損なうことなくテナントの継続的な拡張をサポートするため、Axiom Cloudはサーバー密度とラック相互接続容量を継続的に拡張する必要があります。高性能ホスティング環境では、I/Oキューイングのボトルネックを引き起こすことなく、急激なワークロードの急増に対応できる基盤となるネットワークファブリックが不可欠です。そのため、エンタープライズ向けポートフォリオの拡大に伴い、プロバイダーの中核となるラック・ツー・アグリゲーション・アーキテクチャを重点的にアップグレードする必要が生じました。

地域データセンターにおける帯域幅要件の上昇

Axiom Cloudの地域データセンター間でのデータ転送量は、仮想マシンの移行、リアルタイムデータベースレプリケーション、および自動化されたオフサイトバックアップルーチンによって急増しました。既存の配信レイヤーアップリンクは常にピーク容量に近い状態で稼働しており、予期せぬトラフィックの急増に対応できる余裕はほとんどありませんでした。この継続的な帯域幅の逼迫は、パケット遅延の増加と、プロバイダーが新規エンタープライズテナントを受け入れる能力の制限につながる恐れがありました。

データセンター内の東西トラフィック経路のアップグレードは、内部リンクの飽和状態を解消し、予測可能なネットワーク応答時間を維持するために不可欠となりました。サーバーラックとアグリゲーションスイッチを接続する従来の25Gリンクでは、高密度コンピューティングクラスタによって生成される同時データストリームを処理できなくなっていました。こうした帯域幅の制約を解消するには、高密度100G光バックボーンへの体系的な移行が必要でした。

100Gインフラストラクチャアップグレードの主要目標の定義

インフラストラクチャのアップグレードの主な目的は、既存のHPEサーバーハードウェアへの投資を完全に保護しながら、データセンターの相互接続ファブリックを100Gラインレートのスループットに移行することでした。Axiom Cloudは、運用中のサーバーインターフェイスカードを高額で運用に支障をきたすような交換を必要とせずに、集約のボトルネックを解消できる導入戦略を必要としていました。新しい100Gスイッチポートと従来のHPEラックサーバー間のシームレスなマルチベンダー相互運用性を確保することが、主要なベンチマークとして設定されました。

さらに、このプロジェクトでは、短距離マルチモードファイバー回線における厳格なコスト効率と光リンクの安定性を最優先事項としました。目標とするアーキテクチャでは、柔軟な100G-to-4x25Gブレークアウトケーブルを活用し、単一の100Gスイッチインターフェースで複数の25Gサーバーポートを効率的に接続できるようにしました。これらのコアパラメータを設定することで、Axiom Cloudは移行によって即座にスループットの向上を実現すると同時に、将来のネットワーク拡張のための基盤を確立することができました。

従来の25G HPEサーバーを100Gに移行する際のボトルネック

新しい100Gスイッチを追加したことで、Axiom Cloudの既存のサーバーラックに物理的な課題がすぐに発生しました。エンジニアリングチームは、従来の25G HPEサーバーが新しい100Gファブリック上で期待されるスループットを達成できない原因となる、3つの異なる物理層のボトルネックを特定しました。

既存の25Gサーバーインターフェースにおける帯域幅制限

Axiom CloudのHPE ProLiantサーバーは、日常業務には十分な性能を発揮する25G SFP28ネットワークカードを使用していた。しかし、テナントのトラフィックが急増すると、これらの単一の25Gリンクではすぐに容量不足に陥ってしまった。

システムテストの結果、既存の25Gサーバーポートが限界に達した主な理由が3つ明らかになった。

• ポート飽和：25Gリンクはピーク時にはフルスピードで動作し、それ以上速度を上げることができなかった。
• バッファオーバーフロー：ネットワークカードの小さなメモリがいっぱいになり、データの送信が待機状態になりました。
• トラフィック競合：夜間バックアップとリアルタイムトラフィックが同じ回線上で競合し、稼働中のサービスに遅延が発生した。

従来の25G HPEハードウェアと新しい100Gスイッチポートを接続する

新しいコアスイッチは大型の100G QSFP28ポートを採用していましたが、HPEサーバーには小型の25G SFP28ポートしかありませんでした。明確なブリッジング戦略を用いなければ、これら2種類の異なるハードウェアを直接接続することは物理的に不可能でした。

サーバーのネットワークカードをすべて交換するのは費用がかかりすぎ、アクティブなクライアントへの影響も大きすぎました。Axiom Cloudは、1つの100Gスイッチポートを4つの25Gチャネルに分割して、サーバーをスムーズに接続できるシンプルな方法を必要としていました。

集約レイヤーにおけるアップリンクの輻輳とパケット損失の克服

ピーク時には、複数の25Gサーバーからのトラフィックがメインスイッチの接続部を飽和させていた。旧式のネットワークリンクではデータの処理速度が追いつかず、各ラックの上部でトラフィックの滞留が発生していた。

ライブネットワーク監視により、このアップリンクの混雑によって引き起こされた3つの主要な問題が明らかになった。

• パケット損失：トラフィック急増時にスイッチのバッファが過負荷状態となり、データ損失が発生しました。
• レイテンシの増加：キューに格納されたデータにより、ユーザーに対するアプリケーションの応答時間が遅くなった。
• 負荷の不均一性：一部のネットワークケーブルは過剰なトラフィックを処理していた一方で、他のケーブルはほとんど使用されていなかった。

100Gリンクの課題を解決する LINK-PP LQ-M85100-SR4C

Axiom Cloud は LINK-PP LQ-M85100-SR4C 100G QSFP28光トランシーバーは、サーバー側のインターフェースの不一致とフロントパネルポートの枯渇を解消します。この100GBASE-SR4トランシーバーソリューションは、スイッチ容量を無駄にすることなく、新しい高速スイッチと従来の25G HPEサーバーを接続するために必要な正確なブレークアウト密度を提供します。

100GBASE-SR4規格の光学的仕様

LQ-M85100-SR4C QSFP28 100GBASE-SR4 このモジュールは、MPO-12マルチモードインターフェースを介して850nm VCSELレーザーを使用し、4つの独立した25Gbps光チャネルで動作します。この並列アーキテクチャを利用することで、1つの100G QSFP28スイッチポートがMPO-to-4xLCブレークアウトケーブルを介して4つの専用25Gリンクに分割されます。このネイティブブレークアウト設計により、Axiom Cloudは4台の個別の25G HPEサーバーを1つの100Gスイッチポートに接続し、スイッチポートの効率を最大化しました。

個々のサーバーは安定した25G接続を維持しつつ、4つのサーバーリンクを1つの100Gスイッチポートに統合することで、ラック全体のポート密度が大幅に向上しました。この密度の向上により、既存のアップストリーム接続構成を変更することなく、将来のラック拡張のためにフロントパネルのポート容量が大幅に確保されました。

HPEラックサーバーとのシームレスなハードウェア相互運用性

サーバー側でのポート認識エラーを防ぐため、 LINK-PP LQ-M85100-SR4Cファームウェアは、HPE ProLiantサーバーおよびコアスイッチシステムとの完全な互換性を実現するように構成されています。統合されたデジタル診断モニタリング（DDM）により、ネットワーク管理コンソールから光送受信電力、動作温度、レーザーバイアス電流、および供給電圧をリアルタイムで追跡できます。

このハードウェアレベルの統合により、4つの25Gブレークアウトチャネルすべてにおいて安定した信号品質が保証されます。Axiom Cloudは、25Gサーバーポートにおける光ミスマッチとビットエラーの急増を排除することで、リンクレベルのビットエラー再送信（FEC訂正）を削減し、不要な遅延の急増を最小限に抑え、高スループット負荷が継続する状況下でも、稼働中のクライアントアプリケーションの応答時間を安定させました。

マルチモードファイバーによる費用対効果の高い短距離接続

ラック内データセンターリンク向けに設計された100GBASE-SR4規格は、OM3マルチモードファイバーで最大70m、OM4マルチモードファイバーで最大100mの伝送距離をサポートします。Axiom Cloudは、サーバーラック内の既存のOM4ケーブルを利用することで、物理的なファイバー配線をシングルモードインフラストラクチャに置き換える際の高額なコストを回避することができました。

この短距離ブレイクアウト方式は、稼働中の25G HPEサーバーを維持しながら、ラックネットワークを低コストで近代化する手段を提供しました。SR4ブレイクアウトトランシーバーは物理層とポート密度の制約を解消するだけでなく、この安定した物理基盤を確立することで、ネットワークは上位層のバッファチューニングに対応し、残存するマイクロバーストを処理できるようになります。

25Gから100Gへの移行の運用実行

Axiom Cloud は、構造化された段階的な展開計画を実行して、 LINK-PP アクティブなホスティングテナントに予期せぬサービス中断を引き起こすことなく、100G-SR4トランシーバーを導入しました。運用展開では、体系的な物理ラック配線、リアルタイムの光リンク検証、およびすべてのレガシーHPEサーバーノードにおける徹底的なハードウェア互換性監査に重点を置きました。

段階的なモジュール設置とラック配線

運用リスクを最小限に抑えるため、導入エンジニアは対象データセンター列のオフピークメンテナンス期間中にハードウェアのインストールを計画した。 LINK-PP LQ-M85100-SR4Cモジュールを高密度ToRスイッチに接続し、MPO-to-4xLCブレークアウトケーブルを近くのHPE ProLiantサーバーの4つの異なる25G SFP28ポートに直接接続しました。

適切な曲げ半径制御と色分けされた分岐ケーブルを用いて物理的な光ファイバー幹線を整理することで、高密度サーバーラック内部のケーブルの乱雑さを防止しました。この体系的なケーブル配線方式により、物理チャネルのマ​​ッピングが効率化され、各25Gサーバーリンクがアグリゲーションスイッチ上の指定されたQSFP28レーンに正しくマッピングされることが保証されました。

信号品質チェックとリンク診断

物理的な設置後、エンジニアリングチームは、本番トラフィック用のリンクを開放する前に、厳密な物理層診断を実施して光学的完全性を検証しました。検証プロセスでは、光パワーレベル、FECエラー率、温度安定性などを確認し、長期的な運用信頼性を確保しました。

以下のマトリックスは、フィールド検証中に監視される主要な診断パラメータと、25Gから100Gへのブレークアウトリンクにおけるそれらの運用上の重要性を示しています。

HPEサーバーの互換性および相互運用性監査

最終実行段階では、ハードウェア間の互換性監査が厳密に行われました。 LINK-PP 100G-SR4 光トランシーバー、ToRスイッチのオペレーティングシステム、およびHPE ProLiant iLO管理ソフトウェア。トランシーバーのファームウェア識別プロファイルを検証し、HPEサーバーのNICがサードパーティ製ハードウェアの警告やリンクフラップを発生させることなく、25Gブレークアウトチャネルをネイティブに認識することを確認しました。

ピーク時のトラフィック負荷を想定した継続的なストレステストにより、安定したリンク自動ネゴシエーションと、前方誤り訂正（FEC）フレームのドロップゼロが確認されました。これらの互換性チェックを完了することで、Axiom Cloudは、物理層のアップグレードによって以前のリンクの不安定性が完全に解消され、サーバーインフラストラクチャ全体にわたる完全な運用可視性が維持されていることを検証しました。

プロジェクトの成果とネットワークの拡張性

導入することで LINK-PP LQ-M85100-SR4C 100G-SR4光トランシーバーモジュールを採用したAxiom Cloudは、サーバーファブリックの近代化に成功し、ラック相互接続密度を4倍に高めながら、運用中の25G HPEサーバーへの投資を完全に保護しました。ブレークアウトアーキテクチャにより、スイッチポートの効率が最大化され、物理層の信号劣化が解消されたことで、将来のネットワーク拡張と上位レイヤーのバッファチューニングのための安定した基盤が確立されました。この費用対効果の高い移行により、フロントパネルポートの枯渇が解消され、すべての地域データセンターラックで予測可能なスループットが確保されました。

このプロジェクトは、高密度で標準規格に準拠した光トランシーバーが、高額なサーバー交換を必要とせずに世代間のハードウェアの不一致を解消できることを証明しています。データセンターの移行に適した、信頼性が高く相互運用性の高い光トランシーバーをお探しの場合は、こちらをご覧ください。 LINK-PP オフィシャルストア.