tspu-docs/20.md

20. Балансировщик: аппаратная платформа

← Оглавление · ← Раздел 19: Фильтр: обновление прошивки

---

Балансировщик (EcoFilter Balancer) — устройство, обеспечивающее распределение трафика между фильтрами и их отказоустойчивость. Аппаратная платформа одинакова как для EcoFilter Balancer, так и для Eco Highway (эшелонированная система) — различия только в программной части.

20.1. Одноюнитовый (32 порта QSFP28) и двухюнитовый (65 портов)

Балансировщик выпускается в двух форм-факторах:

Форм-фактор	Количество портов	Применение в ТСПУ
1U (одноюнитовый)	32 порта QSFP28	Используется
2U (двухюнитовый)	65 портов QSFP28	Не используется

В проекте ТСПУ применяются только одноюнитовые балансировщики с 32 портами QSFP28.

Характеристики:

• Пропускная способность — 3,2 Тбит/с на уровне провода (для пакетов более 160 байт);
• Питание — два блока питания с горячим резервированием (расположены на задней панели);
• Высота — 1U.

20.2. Скорости портов: 10G / 25G / 100G

Порты QSFP28 поддерживают работу на различных скоростях в зависимости от конфигурации и типа установленных трансиверов:

Скорость	Описание
100G	Все 4 линии порта QSFP28 объединены (суммарная скорость)
25G	Каждая из 4 линий работает отдельно на 25 Гбит/с
10G	Каждая из 4 линий работает на 10 Гбит/с (с использованием гидры)

В проекте ТСПУ типовые скорости — 10G и 100G.

Каждый физический порт QSFP28 разделён на четыре линии (lane 0–3), каждая из которых может работать на скорости до 25 Гбит/с. Объединение всех четырёх линий даёт суммарную скорость 100 Гбит/с.

Примечание: management-интерфейс работает только на скорости 1 Гбит/с Ethernet. Скорости 10 и 100 Мбит/с не поддерживаются.

20.3. Гидры (breakout): один QSFP28 → четыре SFP+ (10G)

Для подключения 10-гигабитных интерфейсов используются гидры (breakout-кабели) — разветвители, преобразующие один порт QSFP28 в четыре порта SFP+ (10G):

    QSFP28 порт (100G)
         │
    ┌────┴────┐
    │  Гидра   │
    └──┬─┬─┬─┬┘
       │ │ │ │
      SFP+ SFP+ SFP+ SFP+
      10G  10G  10G  10G

Гидры могут быть:

• Оптические — с оптическими кабелями;
• DAC (Direct Attach Copper) — с медными кабелями прямого подключения.

При использовании гидры в одном физическом QSFP28-разъёме появляется до четырёх независимых портов по 10 Гбит/с. Каждый из этих портов конфигурируется отдельно с указанием номера линии (lane).

20.4. Внутренняя архитектура

Внутренняя архитектура балансировщика включает несколько ключевых компонентов, связанных между собой:

    ┌──────────────────────────────────────────────────┐
    │                  Балансировщик                     │
    │                                                    │
    │  ┌──────────┐     PCI-E     ┌──────────────────┐  │
    │  │Микросервер├──────────────►│  Чип Barefoot     │  │
    │  │ (Intel,   │              │  Tofino            │  │
    │  │  Linux)   │              │  (коммутация)      │──── 32× QSFP28
    │  └─────┬─────┘              └──────────────────┘  │
    │        │                                           │
    │  ┌─────┴─────┐     ┌───────────┐                  │
    │  │  Ethernet  │     │           │                  │
    │  │  switch    ├─────┤    BMC    │                  │
    │  │ (5 портов) │     │           │                  │
    │  └─────┬─────┘     └───────────┘                  │
    │        │                                           │
    │  ┌─────┴─────┐     ┌───────────┐                  │
    │  │ Management │     │Console MUX│                  │
    │  │  Ethernet  │     │           │                  │
    │  └───────────┘     └───────────┘                  │
    │                         │                          │
    │                    ┌────┴────┐                     │
    │                    │ Console │                     │
    │                    └─────────┘                     │
    └──────────────────────────────────────────────────┘

20.4.1. Микросервер (Intel, Linux) — CLI, конфигурация

Микросервер — основной «мозг» балансировщика, с которым взаимодействует оператор:

• Небольшая специализированная плата с процессором Intel;
• Оснащён памятью и SSD-диском для хранения конфигурации и прошивки;
• Работает под управлением ОС Linux;
• Предоставляет CLI для настройки и мониторинга;
• Связан с чипом Tofino по шине PCI Express;
• Программирует чип Tofino — задаёт правила обработки и коммутации трафика.

Микросервер не обрабатывает трафик напрямую — он только управляет чипом коммутации.

20.4.2. Чип Barefoot Tofino — программируемая коммутация

Barefoot Tofino — высокопроизводительный программируемый чип, обеспечивающий коммутацию трафика на скорости провода:

• Соединён со всеми 32 портами QSFP28;
• Содержит конвейеры (pipelines), через которые проходят пакеты;
• Программируется микросервером — правила балансировки, фильтрации, bypass загружаются в чип;
• Обеспечивает производительность 3,2 Тбит/с.

Все операции с трафиком (балансировка между фильтрами, программный байпас, фильтрация по flow rules) выполняются внутри чипа Tofino без участия микросервера.

20.4.3. BMC — управление аппаратной частью, сенсоры, блоки питания

BMC (Baseboard Management Controller) — модуль управления аппаратной платформой:

• Мониторинг сенсоров — температура, напряжение, токи;
• Управление блоками питания — статус, параметры;
• Мониторинг SFP-трансиверов — диагностическая информация, уровни сигналов (DDM);
• Аварийное управление — при критических проблемах (например, перегрев) BMC может отключить отдельные компоненты или полностью погасить платформу.

Практический случай: весной на ряде площадок наблюдались зависания балансировщиков. Причиной оказалось некорректное считывание BMC показаний температурного датчика — BMC ошибочно определял перегрев и выключал микросервер.

Доступ к BMC возможен:

• Через внешнюю консоль (при определённых настройках Console MUX);
• Через Management Ethernet (один порт обеспечивает доступ и к микросерверу, и к BMC).

20.4.4. Ethernet switch (5-портовый) — доступ к микросерверу и BMC

Внутри балансировщика расположен 5-портовый Ethernet-коммутатор, к которому подключены:

• Management Ethernet (внешний порт на передней панели);
• Микросервер (CLI, конфигурация);
• BMC (управление аппаратной частью).

Благодаря этому коммутатору один внешний Ethernet-порт обеспечивает доступ одновременно к микросерверу и BMC — каждый на своём IP-адресе.

20.4.5. Console MUX — переключение консоли между компонентами

Console MUX — мультиплексор консольного порта, позволяющий переключать физическую консоль между различными внутренними компонентами:

• Микросервер — основной режим, доступ к CLI;
• BMC — для диагностики и восстановления аппаратной части.

Внимание: скорость консольного порта может различаться в зависимости от того, к какому компоненту вы подключены. Если подключение к BMC — может быть одна скорость, к микросерверу — другая. На новых устройствах иногда приходится подбирать скорость консольного соединения.

20.5. Передняя панель: Console, Management Ethernet, USB

На передней панели балансировщика расположены:

Порт / разъём	Описание
Console	Консольный порт (через Console MUX переключается между микросервером и BMC)
Management Ethernet	Порт управления (1 Гбит/с), доступ к микросерверу и BMC через внутренний коммутатор
USB	USB-порт, доступен с микросервера и через USB-хаб
32× QSFP28	Порты для подключения трафика (операторские линки и фильтры)

Также на панели присутствует диагностический разъём, не используемый в эксплуатации.

Учётные данные по умолчанию:

Доступ	Логин/пароль
SSH	admin / admin

---

← Оглавление · ← Раздел 19: Фильтр: обновление прошивки · Раздел 21: Балансировщик: конфигурация →