QSFP28 互換性: MSA、EEPROM、FEC およびサポート

紙の上では、QSFP28 トランシーバーの選択はチェックリストのように見えます。速度、波長、コネクタ、到達距離、ファイバー タイプを一致させて、モジュールを 100G ポートに押し込みます。研究室では、これで十分な場合が多いです。生産ファブリックではそうではありません。

QSFP28 モジュールは完全に MSA- に準拠しており、適切な光リーチに到達し、適切なコネクタを使用しても、挿入した瞬間にスイッチによって拒否されることがあります。別のモジュールはリンクを正常に起動しますが、光パワーが報告されなかったり、断続的なアラームがスローされたり、FEC エラーが蓄積したり、ファームウェアのアップグレード後に動作が静かに変更されたりします。データシートの比較では、これらの障害はどれも表示されません。

このガイドでは、100G QSFP28 の互換性が実際にどのように機能するか、購入前に何を確認する必要があるか、Cisco、Arista、Juniper、Dell、NVIDIA/Mellanox、ホワイト ボックス/SONiC 環境全体での導入リスクを軽減する方法について説明します。{2}

QSFP28の互換性を決定するもの

QSFP28 の互換性は、単一の「はい」または「いいえ」の条件ではありません。-または-。モジュールは、いくつかの層がすべて通過した場合にのみネットワーク内で機能します。フォームファクターQSFP28 ケージに適合します。EEPROMコーディングスイッチが期待するものと一致します。スイッチファームウェアモジュールを認識して有効にし、FEC モードとブレークアウト構成両端が一致すると、DOM/DDM データ監視ツールで読み取ることができ、ベンダーサポートポリシー運用プロセスでモジュールを使用できるようになります。これらのいずれかをスキップしても、「仕様に一致する」モジュールが現場で失敗する可能性があります。このガイドの残りの部分では、各レイヤーを説明し、それをテストする方法を示します。

QSFP28 互換性の実際の意味

これは、互換性を 4 つの積み重ねられた層として扱うのに役立ちます。モジュールは最初のモジュールをクリアしても、他のモジュールのいずれかが失敗する可能性があります。まさにこれが、「MSA- 準拠」だけでは本番環境の動作についてほとんど何も分からない理由です。

• MSA準拠- モジュールは、共通のフォーム ファクタ、電気的および管理インターフェースの期待に従っています。-
• スイッチの互換性- ホストデバイスはモジュールを認識し、有効にし、監視します。
• リンクの相互運用性- の両端は、一致する速度、FEC、レーン設定で安定した 100G リンクをネゴシエートします。
• 動作上の互換性- モジュールは、ファームウェア、モニタリング スタック、サポート プロセス、予備の在庫計画に従って予測どおりに動作します。-

身体的なフィット感とMSA準拠

最下層では、モジュールは QSFP28 ケージと機械的および電気的に接続し、予想される低速管理インターフェースを使用する必要があります。-これが MSA 準拠の対象です。 QSFP28 フォーム ファクターは SFF/SNIA によって定義されています。SFF-8665の仕様、機械的エンベロープ、ラッチ、ホスト コネクタ、および管理インターフェイスが標準化され、さまざまなメーカーのモジュールとケージが相互運用できるようになります。

MSA 準拠の内容ないすべてのスイッチ ベンダーがモジュールを完全に受け入れることが保証されています。機械的およびインターフェースの適合により、モジュールがポートに挿入されます。オペレーティング システムがそれをファーストクラスの完全に監視された光学機器として扱うかどうかは決まりません。- QSFP28 は、QSFP-DD などの後の QSFP バリアントと機械的ベースラインを共有しているため、ケージの適合だけではサポートの弱いシグナルになります - こちらを参照QSFP-DD の技術概要フォームファクターがどのように関係するかについて。

ホスト認識とEEPROMコーディング

すべての QSFP28 モジュールは、ベンダー名、部品番号、シリアル番号、電力クラス、サポートされる機能、波長、リーチ、DOM/DDM フィールド、チェックサムなどの識別データと診断データを小さな EEPROM に格納してスイッチが挿入時に読み取ります。多くのスイッチは、このデータを使用して光学部品の処理方法を決定します。

光学的に完璧なモジュールでも、次のように見えることがあります。サポートされていない, 未知または、EEPROM プロファイルがスイッチが探しているものではない場合は部分的にのみ監視されます。このため、サードパーティ サプライヤーは、同じ光学タイプの Cisco- 互換バージョン、Arista- 互換バージョン、Juniper- 互換バージョン、および Dell- 互換バージョンを販売しています。光学エンジンは同一である可能性がありますが、EEPROM コーディングは特定のプラットフォーム ファミリに一致するように記述されています。実際、ベンダーコーディングは、それ以外は正しい QSFP28 モジュールが受け入れられるか拒否される最も一般的な理由です。

リンクの相互運用性、FEC、モニタリング

評価されることがゴールではありません。スイッチがモジュールを受け入れた後も、リンクは起動し、稼働状態を維持する必要があります。これは、速度設定、FEC モード、ブレークアウト モード、ファイバー タイプ、極性、距離、光パワー レベル、および反対側が一致する設定を使用しているかどうかによって異なります。特に前方誤り訂正は、関連する規則によって管理されます。IEEE 802.3 イーサネット規格、および異なる 100G 光タイプは異なる FEC 動作を期待します - この点については以下に戻ります。

このため、リンクアップ テスト自体は互換性テストではありません。{0}実際の受け入れチェックでは、インターフェイス ラインが緑色になるかどうかだけでなく、インベントリの検出、DOM/DDM の読み取り、トラフィックの安定性、エラー カウンタも併せて検証します。

100G QSFP28 光タイプとその違い

「QSFP28」は光学系ではなくフォームファクターを表します。内部の 100G 光タイプは、コネクタ、ファイバー、レーン構造、FEC の期待、ブレークアウト動作 - を左右し、したがって互換性の問題の大部分を占めます。 SR4 と DR1 はどちらも「100G QSFP28」であるため、互換性があるものとして扱うのは、よくある間違いです。

この表から 2 つの実際的なポイントがわかります。まず、4x25G ファミリ (SR4、PSM4、CWDM4、LR4)は成熟しており、広くサポートされていますが、現実的な 4x25G ブレークアウト候補は並列タイプ (SR4、PSM4) のみであり、ブレークアウトは依然としてプラットフォームに依存します。 SR4 のマルチモード リーチはケーブル配線グレードに依存するため、プラントをケーブル配線グレードと照らし合わせて確認してください。OM1 ～ OM5 の距離制限;シングルモード タイプの場合、ファイバー グレードも重要です。これについては、この記事で説明します。-OS1とOS2の比較。 CWDM4 と LR4 は、4 つの波長を単一の二重ペアに結合します。この原理は、この入門書で説明されています。WDM多重化.

第二に、単一の-ラムダ ファミリ（DR1、FR1、LR1）100G 全体を 1 つの波長に配置し、古い 4x25G 設計よりも FEC 設定とファームウェアのサポートに敏感です。 LR4 を正常に実行するプラットフォームでは、FR1 または LR1 リンクを起動する前に、新しいソフトウェア リリースまたは別の FEC デフォルトが必要になる場合があります。シングルラムダ光学系を導入している場合は、ファームウェアのサポートを後付けではなくハード ゲーティング要件として扱います。-

QSFP28 モジュールが「互換性のある」ポートで失敗する理由

100G リンクが誤動作すると、最初にトランシーバーが非難されます。多くの場合、本当の原因は、モジュール、スイッチ ファームウェア、ポート構成、またはケーブル プラント間の不一致です。 4 つの障害モードで大部分のケースがカバーされます。

スイッチはモジュール ID を拒否します

一部のプラットフォームでは、ポートを有効にする前に光ファイバーの ID を検証します。 EEPROM データが予期されたプロファイルと一致しない場合、次のような症状が認識されます。サポートされていないトランシーバーログのエントリ、インターフェイスがスタックしている下、またはドライブにドライブされたポートエラー-が無効になりました州。ベンダーを正しくコーディングすると、この問題の大部分が解消されますが、検証テーブルはプラットフォームとリリースによって異なるため、コーディングだけでは正確なスイッチ モデルとソフトウェア バージョンのテストを省略することはできません。

リンク設定が一致しません

モジュールは認識されてもリンクを拒否する場合があります。通常の原因としては、速度の不一致、FEC モードの誤りまたは不一致、サポートされていないブレークアウト設定、間違ったポート モード、特定のラインカードまたはポート グループがサポートしていないトランシーバ タイプ、または遠端の互換性のないモジュールなどがあります。 FEC の不一致は、シングルラムダ DR1/FR1/LR1 リンクで特に一般的です。この場合、一方の側は RS{6}}FEC にデフォルト設定されており、もう一方の側はデフォルトではないため、リンクが起動しないか、FEC 修正数が増加します。-

DOM/DDM が不完全か間違っています

デジタル光モニタリング (DOM/DDM) は、光の送受信電力、温度、供給電圧、レーザー バイアス電流を明らかにします。運用環境では、これにより、劣化したリンクがドロップされる前に表示されるようになります。サードパーティの QSFP28 モジュールは、DOM を不正に報告しながらトラフィックを通過させることができ、その障害は特定のものであるように見えます: 受信電力が表示されますN/A、温度値が固定値で固定されている、フィールドが CLI に存在するが SNMP またはテレメトリ ポーラーがそれらを読み取ることができない、またはアラーム フラグが設定されていないためにしきい値がトリップしない。これはベンチでは許容できる範囲であり、監視対象のファブリックでは実際の運用上のギャップとなります。 DOM が運用チームにとって重要である場合、それは希望リストではなく受け入れテストに含まれます。

ファームウェアによる検証動作の変更

スイッチのファームウェアは、光学部品の検出、解析、検証方法を決定し、そのロジックはリリース間で変更されます。あるバージョンでは完全に動作するモジュールでも、アップグレード後に動作が異なる場合があります。-その変更により、EEPROM 検証、DOM 解析、FEC デフォルト、ブレークアウト サポート、またはサポートされているトランシーバー テーブル自体が変更される可能性があります。-ファームウェアのメジャー アップグレードの前に、継続性を前提とするのではなく、ターゲット リリースで展開されているすべての QSFP28 タイプのサンプルを少なくとも 1 つ検証してください。

スイッチベンダー別のQSFP28互換性

これらの注意事項は計画のガイドラインであり、保証するものではありません。互換性はモデル-、ライン-カード-、リリース-によって異なるため、大量に購入する前に正確な組み合わせを確認してください。ベンダーが公式の互換性ツールを公開している場合は、それを最初のリファレンスとして使用してください。

シスコ

Cisco プラットフォームは、多くのエンタープライズ スイッチよりもシスコ以外の光学機器に対して厳しい傾向にあります。また、シスコは、エンタイトルメント ポリシーの一環としてサードパーティの光学機器をサポートしていないと明言しています。{0}{1} -Cisco- コード化されていないモジュールは、Nexus または Catalyst モデルおよび NX-OS または IOS-XE リリースに応じて、サポートされていないと報告されるか、プラットフォーム固有の処理が必要になる場合があります。-まずは公式からCisco トランシーバ モジュール グループ (TMG) 互換性マトリックス正確なデバイスに対してどの光学系がリストされているかを確認します。

Cisco-光タイプのみでバインドされた QSFP28 モジュールを購入しないでください。-ある Nexus プラットフォームで動作する 100G LR4 は、別の Nexus プラットフォームでは動作が異なる可能性があります。大量購入する前に、正確なモデル、NX{6}}OS/IOS-XE バージョン、必要な Cisco- 互換コーディング、DOM/DDM の動作、ブレークアウトと FEC のサポート、サードパーティ製光学系のサポート スタンスを確認してください。-ボックスにある [インターフェイス トランシーバーの詳細を表示] は、認識を確認して DOM を読み取る最も簡単な方法です。シスコ-互換モジュールは、光仕様が一致しているから想定するものではなく、ターゲット ソフトウェアでテストするものとして扱います。

アリスタ

Arista スイッチは一般に、最も厳格なプラットフォームよりも適切に構築されたサードパーティ製光学系を備えており、より寛容です。多くの EOS 環境では、適切にコード化された QSFP28 モジュールがロックアウト動作なしで起動します。それは傾向であって、フリーパスではありません。 EOS バージョン、スイッチ ファミリ、光学式タイプ、DOM の動作、パワー クラス、ポート構成は依然として結果に影響を及ぼします。また、高出力長距離光学系、ブレークアウト アプリケーション、および新しいシングル ラムダ モジュールもテストする必要があります。-ショー インターフェース トランシーバーを使用して認識と DOM を検証し、長距離部品の FEC、ブレークアウト動作、熱/電力エンベロープを確認します。-

ジュニパー

Juniper の動作は、正確なプラットフォーム、Junos リリース、ポート タイプ、トランシーバー識別子に大きく依存します。- ある QFX、MX、または PTX で受け入れられ、完全に監視されているモジュールが、別の QFX、MX、または PTX で受け入れられるとは限りません。公式を確認してくださいジュニパー ハードウェア互換性ツールターゲットプラットフォーム用。また、特定の光学機器がモニタリングをサポートしているかどうかを示すフラグも付けられます。 JTAC はサードパーティの光モジュールのサポートを提供していないため、サポート計画にそれを考慮してください。-デバイス上で、showinterfacesdiagnosticsoptics は DOM 読み取り値を返します。プラットフォーム、Junos リリース、PID または互換性のある EEPROM プロファイル、DOM サポート、ブレークアウト サポート、および新しい DR1/FR1/LR1 タイプがそのハードウェアでサポートされているかどうかを確認します。

デルのパワースイッチ

Dell PowerSwitch プラットフォームは、EEPROM フィールド、DOM 解析、ソフトウェア動作の影響を受ける可能性があり、一部のサードパーティ モジュールは、警告、不完全な DOM データ、またはインベントリの不一致を表示しながらトラフィックを渡します。{0}} OS10 または SONiC バージョン、Dell 互換コーディング、DOM/DDM 読み取り値、プラットフォームでサポートされている光学系リスト、FEC およびブレークアウト要件、ファームウェア アップグレード全体の動作を確認します。{{3}デルのスイッチが実稼働ファブリック内にある場合は、大量注文する前に同じソフトウェア ビルドでモジュールを検証してください。

NVIDIA / メラノックス

NVIDIA/Mellanox 環境は特に制限が厳しく、特に AI、HPC、イーサネット、InfiniBand ファブリックでは検証済みの相互接続が標準となっています。ここで、リンクの安定性は光到達距離だけでなく、信号の完全性、ファームウェアのサポート、FEC の動作、およびプラットフォームの検証にも依存します。モジュールが検出されても、プラットフォームがモジュールを受け入れない場合、または設定がサポートされていない場合は、リンクを起動できないことがあります。 NVIDIA は、認定されたインターコネクトを次の場所に文書化しています。LinkX ケーブルとトランシーバーページに記載されており、認定されていないサードパーティ製デバイスは動作する可能性がありますが、パフォーマンスは保証されないことに注意してください。{0}正確なスイッチとアダプターのモデル、イーサネットと InfiniBand モード、ファームウェアのバージョン、検証済みのケーブル/モジュールのリスト、FEC 要件、到達範囲とタイプ、同じプラットフォームに対するサプライヤーの検証を確認します。ミッションクリティカルな AI または HPC ファブリックの場合は、検証済みの光学系または徹底的にテストされた互換性のある代替品を優先します。{3}

SONiC とホワイトボックス スイッチ-

SONiC およびホワイトボックス スイッチは通常、従来の OEM プラットフォームよりもオープンですが、「オープン」は「普遍的」ではありません。結果は、スイッチ ASIC、プラットフォーム ドライバー、NOS ビルド、EEPROM パーサー、トランシーバー-管理サービス、ブレークアウト モード、ポート構成によって異なります。モジュールはリンクしているものの、不完全なインベントリまたは DOM データを報告する場合があります。-コスト重視の設定やラボ設定では許容されますが、正確なモニタリングと資産追跡が必要な本番ファブリックでは許容されません。-すべての MSA 準拠モジュールが同様に動作すると仮定するのではなく、正確なスイッチ モデルと NOS ビルドをテストします。{7}}

ベンダー-コード化 vs MSA-準拠 vs プログラマブル QSFP28 モジュール

適切なモジュール クラスは、環境、リスク許容度、在庫戦略によって異なります。

ベンダーコード化された QSFP28 モジュール-

ベンダー コード化されたモジュールは、特定のスイッチ ベンダーまたはプラットフォーム ファミリに一致するように書き込まれた EEPROM データを伝送します。{0}これらは通常、実稼働環境にとって最も安全な選択肢です。つまり、認識がより予測可能になり、DOM/DDM の動作が改善され、サポートの複雑さが軽減されます。大規模に導入している場合、ネットワークが本番環境で重要である場合、Cisco/Juniper/Dell/NVIDIA プラットフォームを実行していて監視精度が重要である場合、またはサポートされていないモジュールの予期せぬ事態を回避したい場合に利用してください。-トレードオフとして、スイッチ ベンダーごとに個別の在庫を維持する必要があります。{6}}

汎用 MSA- 準拠の QSFP28 モジュール

汎用 MSA モジュールは、厳密なベンダー認識が必要ないオープン環境、ラボ、テスト ネットワーク、ホワイト ボックス デプロイメントに適しています。{0}初期費用が削減され、一般的な光インベントリが簡素化されますが、制限のあるスイッチ環境ではより大きなリスクが伴います。使用しない場合:Cisco/Juniper/NVIDIA の本番ファブリック、DOM/DDM の精度がモニタリング要件である場所、FEC/ファームウェアの依存関係が緊密な単一ラムダ リンク、またはサポート プロセスで認定された光学系で障害を再現するよう求められる場所。{0} 1 つの汎用 MSA モジュールが検証なしで Cisco、Juniper、Dell、および NVIDIA プラットフォームを横断すると想定しないでください。

プログラマブル QSFP28 モジュール

プログラム可能なモジュールは、互換性のあるツールを使用してさまざまなベンダー プロファイルに合わせて再コーディングできます。これは、マルチベンダー ネットワーク、緊急予備品、フィールド サービス チームにとって非常に役立ちます。{0}{1}これらにより、プラットフォームごとにコード化された固定モジュールをストックする必要性が減りますが、訓練されたスタッフ、プログラミング後の正確な再ラベル付け、明確な検証ステップなどのプロセス制御が必要になります。-主なリスクは、モジュールが間違ったターゲット スイッチに対して再コード化またはラベル付けされていることです。

適切な QSFP28 モジュールを選択する方法

決定を最も安価な品目ではなくシナリオにマッピングします。以下のマトリックスは短縮版です。

導入前に QSFP28 の互換性をテストする方法

最も安全な方法は、大量に購入する前にサンプルを評価することです。 5 つのステップによりテストを再現可能になります。

ステップ 1 - すべてのベンダーとタイプのサンプルを注文する

導入する予定のスイッチ ベンダーおよびモジュール タイプごとに、少量のサンプルを注文してください。ネットワークが Cisco、Arista、Juniper にまたがる場合は、3 つすべての条件を満たす必要があります。 1 つのプラットフォームをテストして、結果が一般化すると仮定しないでください。

ステップ 2 - 検出を確認する

モジュールを挿入し、スイッチがモジュールを正しく識別していることを確認します。ベンダー/部品番号の認識、正しい速度機能、正しいトランシーバー タイプ、DOM/DDM の可用性、サポートされていないモジュールのアラームがないこと、エラー無効状態がないこと-。-不明またはサポートされていないと表示される場合は、次に進む前に、原因が EEPROM コーディング、ファームウェア サポート、またはプラットフォーム ポリシーのいずれであるかを判断してください。

ステップ 3 - 実際のリンクを構築する

目的の遠端デバイスまたは代理の代理店に接続し、リンクアップ ステータス、正しい速度、正しい FEC モード、範囲内の送受信電力、クリーンなエラー カウンタ、インターフェースのバウンスと物理的な再装着後の安定性を確認します。-検出されたもののリンクを保持できないモジュールは本番環境に対応していません。-

ステップ 4 - トラフィックを実行します

意味のあるウィンドウ - のトラフィックを最低でも数時間、重要なファブリックの場合はそれ以上の時間 - で通過させ、CRC エラー、FEC- 修正数、リンク フラップ、温度アラーム、パケット損失を監視します。重要な環境の場合は、現実的な負荷と光学素子が実際に受ける温度でテストしてください。

ステップ 5 - 承認された構成を文書化します

承認されたモジュールごとに、サプライヤーの部品番号、EEPROM コーディング ターゲット、スイッチ モデル、ファームウェア バージョン、ポート タイプ、FEC モード、ブレークアウト モード、テスト結果、および DOM/DDM ステータスを記録します。その記録が内部互換性マトリックスとなり、次の人が演習全体を再実行する手間が省けます。-

合格基準

明示的な合格/不合格バーを使用して、「大丈夫そうだった」だけで購入を決定することがないようにしてください。

フィールドノート: これらのテストがどこで利益を得るのか

混合ファブリック全体で見られる代表的な例: 汎用 100G SR4 モジュールのバッチがクイック リンクアップ テストに合格し、リーフ- スパイン レイヤに入ります。ネイティブ 100G ポートは問題ありません。数週間後、これらのポートの一部を 4x25G ブレークアウト用に再設定しようとすると、1 つのポート グループで失敗します - モジュールは正常ですが、そのラインカードのブレークアウト サポートと FEC デフォルトはそのモードで検証されませんでした。これとは別に、定期的なファームウェアのアップグレード後、同じモジュールの DOM 読み取り値が返され始めます。N/A新しいリリースでは EEPROM の解析方法が異なるためです。どちらの問題も光学的な欠陥ではありません。どちらも、上記の手順のブレークアウト チェックとアップグレード後の DOM チェックで検出されるはずです。-認定をスキップした場合のコストは、購入時ではなく、変更期間の失敗やモニタリングの盲点として後で現れます。{3}}

結論

QSFP28 の互換性は、速度と到達距離よりもはるかに重要です。スイッチ プラットフォーム、ファームウェア バージョン、EEPROM コーディング、FEC 設定、ブレークアウト サポート、DOM/DDM 動作、および運用サポート プランはすべて、データシートの一致と安定した 100G リンクの間に位置します。モジュール内の光タイプ - 4x25G とシングル-ラムダ - では、これらの要件が再び変わります。

ほとんどの実稼働ネットワークでは、ベンダーでコーディングされた QSFP28 モジュールまたはプラットフォームで検証された QSFP28 モジュールが最もリスクの低い選択肢です。{0}{1}ベンダーが混在する施設では、プログラム可能なモジュールにより、再コーディング プロセスが制御されているときに予備の在庫を管理しやすくできます。運用ルールは簡潔です。購入前に正確なモデルとファームウェアを確認し、デプロイ前に明示的な合格/不合格バーに照らしてサンプルを評価し、承認されたすべてのモジュール{6}}と-プラットフォームの組み合わせを書き留めて、次のデプロイが仮定ではなく証拠から開始できるようにします。