Роли коммутаторов и топологии: куда попадает оптика

Один и тот же модуль 100G — дешёвый DAC в одной стойке, SR4 через зал, LR4 между зданиями и канал DWDM между городами. Какой из них достанется порту, решает роль коммутатора в сети и топология вокруг него. Здесь классические кампусные уровни и дата-центровый leaf–spine сопоставлены с оптикой, расстояниями и количествами — чтобы спецификацию оборудования можно было прочитать по проекту.

Кампус: доступ, распределение, ядро

Уровень	Роль	Типичные порты	Даунлинки	Аплинки и оптика
Доступ	подключает оконечные устройства	24–48 × RJ45 (1G/mGig, PoE) + 2–4 аплинка SFP+/SFP28	медь	SR 10G/25G (MMF внутри здания), LR (между зданиями), иногда LX 1G
Распределение / агрегация	агрегирует коммутаторы доступа по зданию или группе этажей	24–48 × SFP+/SFP28, 4–8 × QSFP28	SR/LR 10G/25G	SR4/LR4 40G/100G к ядру; CWDM/DWDM при дефиците волокна
Ядро	соединяет распределение, маршрутизирует	QSFP28/QSFP-DD	100G/400G	LR4/FR4/ER4 между площадками; CWDM или DWDM по арендованному волокну
Свёрнутое ядро	малые площадки: распределение + ядро в одном	смешанные	—	—

Кампусные расстояния — метры и единицы километров: SR на OM3/OM4 внутри зданий, LR/LX по одномоду между ними; классы дальности — в Справочнике PMD.

Дата-центр: leaf–spine (Clos)

Роль	Также называют	Порты	Даунлинки	Аплинки
Leaf	ToR (top of rack), доступ	48 × SFP28/SFP56 + 8 × QSFP28/QSFP-DD или 32 × QSFP-DD	серверы: 25G/50G/100G — DAC в стойке (≤ 3 м), AOC/SR в соседние стойки	к каждому spine: SR4/DR4/AOC 100G/400G (≤ 100 м)
Spine	агрегация, фабрика	32–64 × QSFP28/QSFP-DD/OSFP	leaf	к super-spine или border: DR4/FR4 (500 м–2 км)
Super-spine / ядро	соединение подов	высокая радиксность 400G/800G	spine	DR/FR внутри кампуса; ZR/ZR+ для DCI (Когерент)
Border leaf	край к WAN/интернету	смешанные	—	LR/ER/CWDM/DWDM к операторам
Менеджмент	внеполосный	1G RJ45/SFP	BMC, консоли	LR 1G/10G к ядру OOB

Правила: линки leaf–spine все одной скорости и с одним FEC; переподписка (ёмкость даунлинков ÷ ёмкость аплинков) 3:1 обычна для общих вычислений, 1:1 для AI и хранения (GPU-фабрики).

Rail-оптимизированные AI-фабрики

Узлы GPU подключают каждую NIC к своему leaf, поэтому большинство серверных линков покидают стойку — AOC и оптика вместо DAC, — а число кабелей на GPU равно одному на ярус (Кабелирование AI-кластера).

Хранение и SAN

Коммутаторы Fibre Channel образуют собственную фабрику (edge–core или core–edge–core) с оптикой SW 16/32/64GFC в зале и LW между залами; Ethernet-хранение едет по leaf–spine с классами без потерь (Дизайн SAN, Lossless Ethernet).

Расстояние → оптика

Сегмент	Расстояние	Среда	Оптика
Сервер — ToR	≤ 3 м	медь	DAC (Внутри кабелей)
Сервер — leaf в конце ряда	3–30 м	AOC или MMF	AOC, SR
Leaf — spine, тот же зал	10–100 м	OM4 или SMF	SR4/SR8, DR4/DR8
Между залами / зданиями	100 м – 2 км	SMF	DR, FR4, LR/LX
Кампус / метро	2–40 км	SMF	LR, ER, CWDM, 4WDM
Региональный DCI	40–120 км	SMF с усилением	ZR/ZR+, транспондеры DWDM
Дальняя связь	> 120 км	SMF с усилением	линейные системы DWDM (Дизайн сети и OTN)

Пути с дефицитом волокна используют CWDM или DWDM, умножая ёмкость жилы; одноволоконный BiDi — где жила одна.

Счёт оптики по проекту

Пример: один под из 16 стоек, 32 сервера на стойку, 2 × 25G на сервер, 4 spine.

Позиция	Количество
Серверные линки (2 × 25G × 32 × 16)	1 024 DAC
Аплинки leaf (16 leaf × 4 spine × 2 × 100G)	128 линков → 256 QSFP28 SR4/DR4 + 128 транков MPO
Spine — super-spine (4 spine × 8 × 100G)	32 линка → 64 модуля
Border + OOB	8–16 модулей LR, 48 × 1G
Запас (5 %)	~20

Умножьте на два для второй фабрики, если проект двухплоскостной.

Роли и политика

Роль также решает, насколько строга платформа к оптике: операторское и SAN-оборудование склонно требовать OEM-брендинг; дата-центровый leaf–spine на массовом кремнии часто терпим; кампусный доступ зависит от вендора (Как каждая NOS проверяет модуль, Вендор-лок).

В CodingBox

Спецификация по ролям — это список PMD и партномеров; CodingBox сверяет каждый поставленный модуль с ней (тип, дальность, длина волны, PN) и кодирует идентификацию там, где проект требует OEM-совместимых модулей (Check transceiver, База кодов).