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본 사례는 컴퓨팅 파워 클러스터 기업의 실제 네트워크에 100G 멀티모드 광 모듈을 구축하면서 발생한 서비스 안정성 문제를 해결하기 위한 당사의 최적화 솔루션을 소개합니다. 전송 거리와 광 모듈/케이블 간의 매칭 및 적응 문제를 분석하여, 멀티모드/싱글모드 광 모듈 교체에 대한 시나리오 기반 솔루션을 도출했습니다. 이를 통해 네트워크 장애를 완전히 해결하고 컴퓨팅 파워 클러스터 내 캐비닛 간 통신 안정성을 확보할 수 있었습니다.
I. 프로젝트 배경
컴퓨팅 파워 클러스터 회사가 배포했습니다.
QSFP28 100G SR4 멀티모드 광 모듈
대규모 운영 네트워크에서 컴퓨팅 파워 노드와 캐비닛 간 네트워크 장치를 상호 연결하는 과정에서 빈번한 통신 불안정 문제가 발생하여 컴퓨팅 파워 클러스터의 정상적인 스케줄링 및 데이터 전송에 차질이 빚어졌습니다. 따라서 문제의 원인을 파악하고 최적화된 해결책을 마련하는 것이 필요했습니다.
II. 문제 해결 및 근본 원인 분석
당사 기술팀은 실제 네트워크 토폴로지, 광 전송 링크 및 하드웨어 구성을 종합적으로 조사한 결과, 핵심 문제는 광 모듈의 전송 사양과 실제 링크 거리 간의 불일치임을 확인했으며, 자세한 내용은 아래와 같습니다.
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고객은 다양한 캐비닛 간 연결 시나리오를 가지고 있으며, 일부 광섬유 링크의 실제 전송 거리는 예상치를 훨씬 뛰어넘어 100미터를 초과하는 경우도 있습니다.
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QSFP28 100G SR4는 멀티모드 광 모듈로, 전송 거리는 지원하는 멀티모드 광 케이블의 사양에 따라 제한됩니다. OM3 광 케이블은 최대 70미터, OM4 광 케이블은 최대 100미터까지 전송할 수 있습니다. 여유 거리 없이 장거리 전송을 시도하면 광 출력 감쇠 및 신호 왜곡이 발생하여 사업 운영에 직접적인 차질을 초래할 수 있습니다.
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비록 일부 단거리 링크(50미터 이내)는 거리 제한을 초과하지 않지만, 이를 지원하는 MPO 케이블의 삽입 손실이 높아 다중 모드 링크의 신호 감쇠 문제를 더욱 악화시킵니다.
III. 맞춤형 솔루션
컴퓨팅 파워 클러스터의 링크 거리 분포, 실제 네트워크 하드웨어의 호환성 및 비용 최적화 원칙을 결합하여 전송 거리에 따라 분류된 광 모듈과 광 케이블의 매칭을 위한 시나리오 기반 최적화 솔루션을 도출했습니다. 핵심은 "단거리 전송에는 멀티모드 지원 설비를 최적화하고 장거리 전송에는 싱글모드 광 모듈로 대체하는 것"입니다.
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50미터 이상의 캐비닛 간 링크의 경우: QSFP28 100G SR4 멀티모드 광 모듈을 QSFP28 100G LR4 싱글모드 광 모듈로 일괄 교체하십시오. 싱글모드 광 모듈은 최대 10km의 장거리 전송을 지원하므로 장거리 캐비닛 간 링크 요구 사항을 완벽하게 충족하고 거리 제한 문제를 근본적으로 해결합니다.
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50미터 이내의 단거리 링크의 경우: 100G SR4 멀티모드 광 모듈은 그대로 유지하고, 지원 광 케이블을 OM3/OM4 규격의 저손실 MPO 멀티모드 케이블로 교체하여 링크 삽입 손실을 줄이고 멀티모드 링크의 신호 전송 안정성을 향상시킵니다. 동시에 멀티모드 광 모듈의 가격 경쟁력을 활용하여 단거리 링크의 전환 비용을 절감할 수 있습니다.
IV. 실행 효과
고객이 이 솔루션에 따라 모든 기존 네트워크 링크 변환 및 하드웨어 업데이트를 완료한 후 다음과 같은 효과를 얻었습니다.
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광전송 링크 불일치로 인한 사업 불안정 문제가 완전히 해소되었으며, 컴퓨팅 파워 클러스터 내 캐비닛 간 데이터 전송의 패킷 손실률 및 지연 시간 변동이 표준 수치로 복귀했습니다.
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시나리오 기반 하드웨어 구성 솔루션은 전송 안정성과 변환 비용의 균형을 유지하여 불필요한 전체 링크 단일 모드 변환을 방지하고 컴퓨팅 성능 클러스터의 네트워크 최적화 투자를 효과적으로 제어합니다.
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네트워크 광 모듈과 광 케이블의 매칭 표준이 표준화되어 향후 컴퓨팅 클러스터의 확장 및 토폴로지 조정을 위한 광 전송 하드웨어 선택에 명확한 기반을 제공합니다.
V. 사건 요약
고밀도 고대역폭 컴퓨팅 클러스터 내 캐비닛 간 상호 연결은 광 전송 링크의 매칭에 매우 높은 요구 사항을 제시합니다. 100G SR4 멀티모드 광 모듈은 OM3/OM4 광 케이블을 사용하는 단거리(100미터 이하) 상호 연결 시나리오에만 적합합니다. 장거리 캐비닛 간 연결이 필요한 경우에는 100G LR4 싱글모드 광 모듈을 사용하는 것이 바람직합니다. 광 통신 구축 시에는 실제 전송 거리와 광 케이블 사양에 따라 광 모듈을 정확하게 선택하고, 저손실 지원 케이블을 사용하여 고대역폭 링크의 장기적인 안정적인 작동을 보장해야 합니다.