Otthoni hálózat 1 Gbit felett?

A gigabites hálózat már jó ideje elérhető bárki számára, de van-e értékelhető alternatíva felfelé? – írta: Cifu, 5 éve

A nem otthonra szánt megoldások...


Az SFP, SFP+ illetve QSFP és a CXP 12 (ami az InfiniBand hálózathoz tartozik) portok és csatlakozók, meg a mögöttük álló technológiai szabványok

Kíváncsiságból persze megnéztem, milyen további alternatívák lennének. Ekkor került a képbe az SFP+ csatlakozó. Itt álljunk meg egy kicsit, és nézzük is meg, mit takar ez a hárombetűs rövidítés. Az SFP a Small Form-factor Pluggable (kb. Kis Méretű Bedugható) rövidítése, és a nagy méretű hálózatépítéshez találták ki, ahol a switchek és a hálózati kártyák SFP csatlakozóiba különféle adó-vevő egységeket, vagyis transceiverek (modulokat) lehet bedugni. Hozzá kell tenni, hogy az SFP (és az SFP+, QSFP, stb.) nem szabvány, hanem gyártók közötti megegyezéses alapon működik és alaphangon sok gyártó csak a saját gyártmányaival garantálja azt, hogy együtt fog működni. Így aztán lehet találkozni olyan panaszokkal, hogy X gyártó hálózati kártyája, switch-e nem igazán akar jól működni Y gyártó optikai vagy 8P8C csatis moduljával. Hovatovább még adott gyártó hálózati eszköze azonos gyártó adott moduljait sem biztos, hogy kezeli, tehát nem árt tájékozódni a párosítás előtt (itt van például a MikroTIK SFP(+) kompatibilitás-listája). Nem véletlen persze, hogy a piac is reagál ezekre, így a drága (drágább) gyártói megoldások helyett találkozni XY gyártóval kompatibilis megoldásokkal is - olcsóbban.


Különféle optikai (LC csatis) illetve egy 8P8C csatis SFP modulok

Az SFP alaphelyzetben optikai csatlakozókhoz van kitalálva, amelyekből különféle hullámhosszon működő egységek léteznek, és megfelelő kábellel akár tíz kilométeres távolság is áthidalható velük. Ezek közül pár száz méterig az SR (Short Range, Rövid Hatótávolság) megoldások otthoni felhasználásra is megfelelnek, ezek általában 850 nm-es hullámhosszon működő lézerdiódákat használnak (megj.: persze több más megoldás is létezik, de ezek végképpen nem az otthoni felhasználásra értelmezhető kategóriába esnek, hanem jellemzően a több (tíz) km-es távolságokra adnak megoldást). Itt még probléma lehet a kábel. Az ezekhez használt optikai kábel két fejjel (póriasan: érintkezővel) bír, külön van adó és vevő oldali (duplex), és ez bizony nem Cat5e, hogy megveszed a krimpelő fogót, egy dob kábelt meg egy marék 8P8C fejet, aztán otthon méretre legyártod. Ráadásul több tényező is van még, a kábeleket optikai jellemzőik alapján OM1 - OM4 (Optical Mode) jelöléssel illetik, a növekvő szám jobb optikai jellemzőt, és ezáltal nagyobb hatótávot takar (igen, megint egyszerűsítettem, no). A csatlakozók terén az SFP optikai modulokon LC (Lucent Connector) csatlakozók vannak, tehát kábelből is ilyen végű kell. A szerencse az, hogy relatíve olcsón kaphatóak előre legyártott optikai kábelek, az 1 méteresek nagyjából két-két és fél ezer, az 5 méteresek 3,5-4 ezer, egy 20 méteres pedig 10 ezer forint körül már fellelhetőek újonnan (eBay-en néha olcsóbban is). Hátrányuk, hogy főleg az olcsóbb kábelek bizony törnek, tehát óvatosan kell hajlítgatni őket.


Az esetünkben általános optikai kábel felépítése

Az optikai kábelek terén még pár apróságot tegyünk tisztába: alapvetően az optikai kábel belsejében egy hajszálvékony, nagy tisztaságú üvegszál található, amelyet egy optikai burkolat (cladding) vesz körbe, ami után jön kettő vagy több külső burkolat (coating, buffer, jacket), amelyek a fizikai behatásoktól védik az előbb említetteket. Az egymódusú (single-mode) optikai kábelben nagyon vékony (9 mikron) üvegszál van, és jellemzően 125 mikronos az optikai burkolat (ezt 9/125µm-el jelölik), ez ideális nagy távolságú használatnál, mert a fényvisszaverődéseknél kevesebb zavaró jel születik, itt egy frekvencián csak egy jellel dolgoznak, viszont van mód arra, hogy több frekvenciát használjanak együtt. Minket viszont a többmódusú (multi-mode) kábel érdekel, ahol az OM1 jelölésű kábel esetében 67,5 mikron (jelölése általában 67,5/125µm), az OM2-től felfele 50 mikronos az üvegkábel átmérője (tehát jellemzően 50/125µm lesz a kábelen). Ez lehetővé teszi, hogy több fénymódot használjon az adó, növelve az elérhető sávszélességet, de cserébe megjelenik a kromatikus diszperzió, ami miatt viszont kábeltípustól függően 100-300 méteren belül használható csak.


Képletesen: ennél jobban ne legyen meghajlítva az optikai kábel...

A multi-mode kábelek hajlításnál még álljunk meg egy kicsit, nagy általánosságban a kábel átmérője x10 vagy x15 a hajlítás maximális rádiusza, az itt szóba jöhet beltéri kábelek átmérője általában 2,8 mm, tehát mondjuk 45, jobb kábelnél 30 mm-esnél ne legyen kisebb sugárban hajlítva a kábel. Hogy egyértelműbbek legyünk: egy teniszlabda (ármérője 67 mm, rádiusza tehát 33,5 mm) körül lehet hajlítgatni, ami annál kisebb, az nem egészséges. Az éles hajlítás optikai veszteséget is okoz, tehát már csak ezért is megéri erre vigyázni. Ügyeljünk arra, hogy a kábel ne tudjon megtörni, illetve sarkok mellett úgy vezessük el, hogy valami élvédő megakadályozza, hogy egy óvatlan mozdulattal meghúzva ráfeszüljön és elpattanjon, erre egyébként külön élvédők is léteznek (fiber optic bend clip vagy fiber bend radius control a kulcsszó). Jó tudni, hogy az ilyen eszközökben használt frekvenciák (850 nm jellemzően a multi-mode, 1300-1310 ill. 1550 nm a hosszabb távú LR, XR, stb. moduloknál) az infravörös tartományba tartoznak, tehát szabad szemmel (elvben) nem láthatóak - emiatt a szemünk biztonsága érdekében ne nézegessük a kábel végét, várva, hogy majd biztos szép vörös lesz (a hangeszközök optikai kábelein használt 650 nm-es (látható vörös tartományú) lézerhez szokott felhasználó esete). Még egy kis információ: a nagy távolságokra használt 9/125µm kábelek jellemzően citromsárgák, a narancs színű kábelek multi-mode-hoz használt OM1 vagy OM2-esek, a világoskékek (aqua) OM3 vagy OM4, a lilák OM4-esek, a zöldek az OM5-ösek. Otthoni felhasználásra kisebb távolságoknál igazából az OM1 is elég lehet, de ha biztosra akarunk menni, inkább OM3-ast vagy OM4-est próbáljunk beszerezni, az árkülönbség amúgy is minimális.


SFP(+) optikai adó-vevő modul és a hozzá való duplex LC kábel, ahol a két fej össze van építve (létezik különálló fejjel szerelt is)

Térjünk vissza az SFP csatlakozókhoz, az SFP adatátviteli sebessége általában 1 - 1,25 Gbit/s (az elméleti maximum 5 Gbit/s), az SFP+ csúcsa 10 Gbit/s, illetve létezik még a nagyobb QSFP (Quad SFP) csatlakozó is, és amellyel akár 40 vagy 56 Gbit/s sávszélességet is el lehet érni (nevéből leszűrhető, hogy négy SFP+ összefogásából jön ki ez), illetve QSFP28, amelynek a vége jelenleg 100 Gbit/s (4x 25 Gbit). Itt jön egy kis csavar - létezik SFP és SFP+ esetében 8P8C csatlakozón keresztül nyújtó gigabites vagy akár 10 gigabites sebességet nyújtó modul is (vagyis 1000Base-T és 10GBase-T), amivel értelemszerűen csavart érpáron (a közismert Cat5e és feljebb) lehet megvalósítani az összeköttetést - itt annyit érdemes megjegyezni, hogy nem törvényszerű, hogy a 10GBase-T képes modul ismeri az összes lassabb protokollt. A másik csavar pedig a rövidebb távon működő DAC, Direct Attach Cable (közvetlen kapcsolódású kábel), ami lehet réz (0,5-7 méter távon passzív vagy aktív kábellel) illetve optikai alapú (0,5-30 m). Az előbbiek azt "hazudják", hogy ők optikai adó-vevők, közben meg simán csak az elektromos jeleket viszik át, utóbbiak pedig kvázi kábelekkel egybeépített optikai adó-vevő modulok. Ezek ára viszonylag elfogadható, a sima DAC kábelek pár ezer forintba kerülnek, és az utángyártott AOC kábelekből is lehet kifogni akár 20 métereset is újonnan 20 ezer forint alatt (a margóra: viszont ha az AOC optikai kábelét megtöröd, mehet egyből a szemétre az egész...).


Egy 8 db SFP plusz 1 db 8P8C csatis gigabit portos switch,
két SFP portban optikai adó-vevő egységek, LC csatlakozókkal

Az SFP és az optika otthoni használatának tapasztalatairól írt 2016-ban egy rövid bemutatót Robert07, ami megint segített egy lépést tenni a jó irányba. Plusz hát én eredetileg mindhárom gép között szerettem volna 10 Gbites kapcsolatot (igen, a HTPC esetében ez nem létfontosságú, de ha már lúd...), amihez ugye ideális esetben switch vagy router kellene (akinek esetleg nem tiszta: a switch sima hálózati elosztóként működik alapesetben (A gép csomagot küld B gépnek, a switch pedig továbbítja a megfelelő irányba), a router internet-megosztóként, ez a fő különbség). A MikroTIK-nek van is megfelelő eszköze, a CRS305-1G-4S+IN, amin 4 db SFP+ illetve 1 db gigabites 8P8C port van, ez amúgy mehet switchként és routerként is, ám routerként elég lassú (a procijának egyetlen, 800 MHz-es magja van), de az opció adott, hogy így is használja az ember. Az SFP+ portokba mehet a MikroTIK saját 10GBase-T SFP+ modulja, tehát adott esetben a "sima" LAN kábeles (bár inkább a Cat6A) megoldás is elérhető és a gépekbe az 10GBase-T hálókártya. A CRS305-1G-4S+IN ára olyan 43-47 ezer forint volt hazai boltokban, az S+RJ10 modulok egyenként cirka 20 ezer forint, vagyis ha egyenlőre csak két gépre is akarom összehozni hálókártyákkal együtt, a harmadik gép meg mehetne DAC-al, akkor kb. 150-160 ezer Ft lenne a mutatvány. Ráadásul aki ilyesmire adta a fejét, annak se volt fenékig tejfel az élete, mert a LAN kábeltől és a csatlakozótól is sok függ, nem egy panaszt találni a neten, ahol nemhogy a 10 Gb/s, de még az 5 vagy a 2,5 Gb/s se akart összejönni. Persze SFP+ csatis hálózati kártyával is lehet játszani, de azokból a legolcsóbb Edimax gyártmány is 40 ezer forinttól kezdődik a boltokban. Erre is lehet indulni, sebességben előrelépést jelent, de még mindig irgalmatlan drága megoldás...


Két alacsony hátlapos Mellanox ConnectX-3 kártya és egy 2 méteres DAC kábel - ekkor éppen 38e Ft plusz 6e Ft posta Németországból (ami miatt ugye nincs áfa)...

Miközben a neten szörfözve nézegetem a tapasztalatokat, belefutok a servethehome fórumba, ahol a különféle ebay-es "best buy" találatokat is összegyűjtik a népek, illetve rengeteg hasznos információval lehet gyarapodni. Ezek többsége szerverfarmokon leszerelt, használt eszköz, amiket piacra dobnak kedvező áron. Ahogy Robert07 is írta, használt Mellanox ConnectX-2 (MNPA19) kártyák elég olcsón (szállítással együtt jelenleg 6-8 ezer forint) elérhetőek, sőt, 15 ezer plusz postaköltség áron komplett párosokat árulnak két kártya plusz egy 0,5 vagy 1, vagy 2 méteres DAC kábellel. Más szóval 20 ezer forintból meglehet tehát oldani a 10 Gb/s kapcsolatot két gép között. Ami azért elég vonzó, hiszen a Mellanox nem véletlenül népszerű a lelkes amatőrök között, mivel a meghajtóprogramokkal nincs gond, és általában a kártyákkal sem. Ahogy jobban beleástam magam viszont azt találtam, hogy a ConnectX-2 kártya már nincs a támogatottak között (ettől függetlenül Windows és Linux alatt problémamentesen használhatóak, viszont kikerült a támogatásból a 4.15-ös kernelből, vagyis az Ubuntu 18.04-től), tehát célszerű inkább a konkrétan alig drágább ConnectX-3 (MCX311A) kártyákat nézegetni. Ezek ára szállítással együtt akkor éppen nagyjából 8 ezer forinttól kezdődött, viszont azok alacsony profilú hátlappal bírtak (Low-Profile Bracket), tehát vagy leszerelem a hátlapot, és a nélkül használom, vagy veszek hozzá magas hátlapot, ami pár száz forint, ám a szállítási költség változó (Kínából akár ingyen is lehet, de ott inkább ilyen 5-ös, 10-es csomagokban akarják adni). A magas hátlapos változatok amúgy 11 ezer körül akadtak. Itt egy picit meglódult a fantáziám, ugyanis az eBay-en való szemezgetéskor szembejöttek ConnectX-3 Pro (MCX313A) kártyák is, szállítással együtt 23 ezer forintért, amely már 40/56 Gbit-et is tud az Infiniband nevű megoldással (QSFP csatival), de két kártya plusz a kábel együtt 60 ezer felett volt, és gyakorlati hasznát aligha láttam volna a 40 Gb/s-nek, így erről letettem...


HP 544FLR-QSFP, dupla QSFP csatis, 10/40 Gbe sebességre képes hálózati kártya - kis bökkenővel

...egészen addig, amíg hirtelen bele nem botlottam Hewlet-Packard Enterprise ConnectX-3 Pro alapú 40 Gb/s kártyákba (HP InfiniBand FDR/Ethernet 10/40Gb 2-port 544FLR-QSFP) roppant kedvező áron (tízezer forint alatt). Itt egy picit megremegett a lábam, mert ez túl szép, hogy igaz legyen, de megálltam, hogy egyből megrendeljem. Utánaolvasva hamar kiderült, hogy nagy blamától óvtam meg saját magam - mert a HP bizony "mókás" megoldásokhoz folyamodott a FlexibleLOM (Lan-On-Motherboard) esetében: fizikailag PCI-Expressnek felel meg eme kártyák csatlakozója, de a lábkiosztáson változtattak, vagyis ha beleraksz egy efféle kártyát "sima" PCI-Express csatiba, szépen tönkreteszed az alaplapodat - ahogy egy szerencsétlen illető a saját kárán tanulta meg. Hiába, az Enterprise piacon a gyártók nagyon küzdenek azzal, hogy csak a náluk gyártott eszközök működjenek együtt...


Magas hátlapos Mellanox ConnectX-3 EN, darabja 10 450 Ft ekkor éppen

Szóval a végén visszatértem a korábbi tervemhez: vettem az eBay-en két magas hátlapos ConnectX-3-ast (10 Gb/s, egy SFP+ csatival) az Egyesült Államokból, illetve egy 1 méteres DAC kábelt Kínából, az egész mutatvány így cirka 36 ezer forintba került a kártyákra rávert 27% Áfával együtt, vagyis egyetlen ASUS 10 Gbites hálókártya áránál alig volt drágább. Aztán belefutottam mindössze 3200 Ft-ért Mellanox kompatibilis optikai adó-vevő modulokba, kettőt be is raktam gyorsan a kosárba és akkor már vettem hozzájuk használt, de állítólag letesztelt 15 méteres LC-LC optikai kábelt (utóbbi gyanúsan olcsó volt, mindössze 1989 Ft plusz 1400 Ft a szállítás - majd miután a szállítási időpont hirtelen ugrott 20 napot, úgy döntöttem, hogy Litvániából rendelek még egy 1 métereset). A koncepcióm az volt, hogy ezekkel kitapasztalom az elgondolás életképességét a NAS és a nagy gépem között, és ha úgy értékelem, hogy volna értelme a HTPC-t is bekötni, akkor a helyzettől függően lehet, hogy egy 2 db SFP+ portos hálókártya lesz a következő lépés (ha az áruk is eléggé leesik), ami megy a NAS-ba, onnan pedig az egy csatis költözik a HTPC-be (és így követlenül lesz mindkét gép a NAS-hoz kötve). A B terv a már említett MikroTIK CRS305-1G-4S+IN switchre épülően egy második hálózatot építeni, ahol a harmadik gép is kapna majd egy eBay-es SFP+ hálózati kábelt. Ez drágább megoldás, ráadásul az internetmegosztás és a Wifi miatt maradnia kell a TP-Link routernek, viszont ezzel az eszközzel kicsit gyakorolhatom a MikroTIK hálózati kezelést, ami amúgy is régóta piszkálja a csőröm. De az még a jövő zenéje.


A kis hálózatom fejlesztése, első lépcső: közvetlen a NAS-ra kötöm rá a nagygépet

Először jött a várakozás időszaka...

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Előzmények