• nav


10GBASE-T и SFP+. Какой стандарт лучше для 10-гигабитной сети?

Основным направлением модернизации компьютерных сетей в последние годы является переход от 1-гигабитной сети к 10-гигабитной, причём не только в ЦОД-ах предприятий, но так же в офисах небольших компаний и даже среди домашних пользователей. При этом, перед потребителем встаёт вопрос - использовать традиционный медный кабель (технология BASE-T) или оптоволокно c применением SFP+ трансиверов. С одной стороны кажется что нет ничего дешевле, чем медная витая пара, но с другой стороны SFP+ более распространённый стандарт, и чем больше у вас устройств, тем сильнее заметны плюсы от применения оптики.

10GBASE-T

1Четвертое поколение технологии передачи данных по медному каналу (10GB BASE-T) призвано осуществить лёгкий переход от 1-Гигабитной сети к 10-Гигабитной без прокладки новых кабелей, но при этом обеспечить обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием. 10-гигабитные сетевые карты с портами RJ45 могут работать на скоростях 1 Гигабит, 100 Мегабит и 10 Мегабит в секунду, поэтому допускают поэтапную модернизацию существующих сетевых соединений, включая патч-панели, коммутаторы и собственно провода.

Преимущества 10GBASE-T

  • Дешёвые кабели
  • Простая прокладка кабелей под прямым углом
  • Возможность использования соединителей и патч-панелей

Недостатки 10GBASE-T

  • Относительно высокое энергопотребление контроллера
  • Существующие кабельные инфраструктуры с применением витой пары категории 5 и 5E могут быть не готовы к 10 Гигабитам
  • Ограниченная длина кабеля - до 100 метров, что заставляет использовать коммутаторы с SFP+ Uplink-разъемами для прокладки сети в больших зданиях.
Разные кабели

Основной недостаток медных сетевых кабелей - это их малая помехозащищённость и зависимость паразитных наводок от длины проводника. Чтобы бороться с помехами в медных кабелях, производители сетевого оборудования рекомендуют использовать кабели категории 6 и 6E с дополнительным экранированием и более плотным скручиванием. Обычно длина витка у кабеля категории Cat-5(e) 1.5-2 витка на сантиметр, а у категории Cat-6 - больше двух. Внутри одного кабеля каждая цветная пара также обладает различной длиной витка, основанной на простых числах. Длины витков подобраны таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали. Если использовать самые дорогие экранированные SSTP-кабели, то такая сеть станет гораздо дороже оптической.

10G SFP+

Когда мы говорим SFP+, мы подразумеваем оптику, но на самом деле это стандарт слота расширения, в который устанавливается интерфейсный модуль, так называемый трансивер, состоящий из оптического DFL/EML передатчика и электронного блока, который конвертирует световой сигнал в электронный. Если нужно соединить два устройства, имеющие SFP+ слоты и расположенные на расстоянии до 15 метров, то можно вообще обойтись без трансиверов, а задействовать медные кабели прямого подключения (DAC-кабели). Фактически, DAC - это медный экранированный  твинаксиальный кабель, с обоих сторон которого - SFP+ трансиверы, лишённые оптической части. Эти кабели делаются неразъёмными и обычно имеют длину от 1.5 до 3 метров. Чем обусловлена такая малая длина, догадаться не сложно - слабым процессором сетевого контроллера, созданного для оптической среды, невосприимчивой к помехам.

DAC-кабель

Оптические SFP+ трансиверы позволяют передавать данные на расстояние до 120 Км. Существуют и трансиверы для подключения к медной витой паре, но такое решение не используется массово из-за высокой стоимости данных модулей. Дело в том, что каждый такой трансивер самостоятельно обрабатывает алгоритмы коррекции ошибок, а значит имеет ECC-процессор. Говоря о традиционном 10-гигабитном подключении через SFP+ трансиверы, можно выделить следующие преимущества и недостатки:

Трансивер

Преимущества оптического подключения SFP+

  • Низкая задержка сигнала
  • Более низкое энергопотребление на длине кабеля до 100 метров
  • Более дешёвое сетевое оборудование
  • Большая распространённость по сравнению с 10GBASE-T
  • Возможность использования существующих оптических кабелей

Недостатки SFP+

  • На расстоянии от 5 до 100 метров оптика дороже из-за необходимости покупки трансиверов
  • Сложность использования патч-панелей

Сравнение 10GBASE-T и SFP+

Вообще, если вы приобретаете оборудование с установленными сетевыми контроллерами (серверы, системы хранения данных, современные рабочие станции и игровые компьютеры), то 10GBASE-T с подключением по витой паре выйдет дешевле. При длине кабеля до 5 метров, часто даже можно использовать самый дешёвый кабель 5-й категории - это прекрасная альтернатива твинаксиальным DAC-ам. В условиях абсолютной экономии можно и вовсе подключать NAS к рабочему компьютеру напрямую обычным сетевым кабелем без использования сетевых коммутаторов. В этом плане 10GBASE-T полностью оправдывает своё предназначение дешевого решения, но картина меняется, когда вместо двух 10-гигабитных портов вы имеете дело с двумя тысячами.

Сетевая картаIntel X520-DA2Intel X710-DA2Intel X540-T2Intel X550-T2Intel X710-DA4
ИнтерфейсSFP+SFP+10GBASE-T10GBASE-TSFP+
Кол-во портов24
Энергопотребление Short Range, Вт6.54.3н/д11.26.2
Энергопотребление Long Range, Вт6.64.513.4135.5
Энергопотребление, DAC, Вт5.83.3н/дн/д3.6
Годовое энергопотребление 2000 портов Long Range, КВтЧ578163942011738411388024090

Стандарт PHY, описывающий кодирование сигнала при передаче данных по медному кабелю, определяет время задержки приёма-передачи на уровне 2.6 микросекунд. SFP+ не использует кодировку пакетов, поэтому типичная задержка приёма-передачи составляет 300 наносекунд, то есть в 8.6 раз ниже. Чем больше портов на одном контроллере будет задействовано, тем больше будет разница в латентности. Так, уже на двух сетевых портах SFP+ будет иметь латентность 0.2 мкс, а 10GBASE-T - 5.2 мкс, уже в 25 раз.

Эта задержка уже видна невооружённым глазом, когда ты подключаешься к All-Flash-СХД, такой как Synology FS3017. При доступе по протоколу iSCSI время отклика между интерфейсом 10G BASE-T и SFP+ может составлять до 30%. в пользу последнего. Поэтому системы хранения данных, рассчитанные на транзакционную нагрузку и быстрое время отклика должны подключаться через оптические кабели. Ниже приведены результаты тестов материнской платы ASRock Rack EPC612D4U-2T8R со встроенной сетевой картой Intel X540-T2 при подключении по iSCSI.

Тест задержки iSCSI 

Ещё одно немаловажное преимущество оптического кабеля - его тяжелее прослушать. Он не создаёт магнитное поле, в него невозможно сделать «врезку», поэтому с точки зрения защиты от шпионажа, оптика вне конкуренции.

Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?

Для дома и небольшого офиса -медный кабель, ведь топовые игровые материнские платы и настольные NAS-ы уже имеют встроенные 10-гигабитные контроллеры 10GBASE-T. Разницу в энергопотреблении вы, скорее всего, не ощутите даже за 10 лет.

Для небольших ЦОД-ов предприятия - обычная витая пара это настолько универсальное решение, что в маленьких серверных помещениях площадью около 40-50 кв.м., длины кабеля будет достаточно для любых интерконнектов. Экономия на брендовых трансиверах позволит 10 лет не задаваться вопросом об энергопотреблении и задержках.

Для крупных быстрорастущих компаний альтернативы оптике нет.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
23/08.2018




ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Решения для корпоративных WLAN сетей от Huawei

У крупных компаний есть готовые решения, созданные для работы с большим числом пользователей. Для оркестрации, как правило, применяется программный или аппаратный Wi-Fi контроллер, в задачи которого входит не только управление парк...

Технологии телеметрии Mellanox WJH для выявления проблем с сетью и хранилищем

Поскольку сеть позволяет получать доступ к приложениям, обмениваться данными и подключаться к хранилищу, хорошая потоковая телеметрия позволяет обнаружить даже ошибки приложений. Компания Mellanox решила, что её ASIC-и достаточно х...

Перспективы анализа сетевого потока в области сетевой безопасности предприятия

Основным инструментом для анализа и проверки данных является захват пакетов. С записью полного потока пакетов (Packet Flow) можно изучить и проанализировать инцидент до самого мельчайшего уровня детализации. Каждый пакет может быть...

EnGenius EWS660AP – мощная уличная Wi-Fi точка доступа

У каждого дома есть Wi-Fi роутер, который раздаёт беспроводной интернет на мобильные устройства – смартфоны, планшеты, ноутбуки. Для квартиры и частного дома вполне достаточного обычного роутера, но, когда зах...

Что такое SmartNIC и почему сетевые карты для серверов стали умнее

Концепция SmartNIC выходит за рамки простого подключения и уже подразумевает, что сама сетевая карта, а не центральный процессор сервера или СХД производят обработку не только сетевого трафика и протоколов, но даже каких-то вычисле...


НА ФОРУМЕ ГОВОРЯТ



НОВЫЕ СТАТЬИ
ADATA XPG Gammix S11 Pro – тестируем быстрый NVMe накопитель

Сегодня на тесте – свежая новинка - NVMe накопитель ADATA XPG Gammix S11 Pro объёмом 512 Гб. Он имеет стандартный формфактор M.2 2280, имеет интерфейс PCIe Gen3 x4, 3D NAND TLC память, оснащён радиатором, а из самых...

HIPER TWS Smart 2 – гарнитура с сенсорным управлением

Недавно мы с вами познакомились с полностью беспроводными гарнитурами HIPER TWS Beat, HIPER TWS Sport, сравнивали их с другими TWS гарнитурами. А сегодня речь пойдёт о более новой модели - HIPER TWS Smart 2, которая имеет...