Trong quá trình nâng cấp hệ thống mạng gia đình lên chuẩn 10GbE, tôi đã có những trải nghiệm không mấy suôn sẻ với các bộ thu phát (transceiver) 10GBase-T SFP+ dùng cáp đồng. Mục đích ban đầu là đơn giản hóa việc cài đặt và quản lý phụ tùng dự phòng bằng cách đồng bộ mọi thứ, nhưng thực tế lại không như mong đợi. Các kết nối bằng cáp đồng, đặc biệt là những đường sử dụng module 10GBase-T SFP+, thường xuyên gặp phải vấn đề nhiệt độ. Bộ thu phát trở nên quá nóng, ngay cả khi ở chế độ không tải, gây ra những trục trặc khó chịu. Thậm chí, các card mạng (NIC) 10GbE trên bo mạch chủ của tôi cũng bắt đầu có dấu hiệu chập chờn. Nếu đây là vấn đề do nhiệt, thì rất khó khắc phục; còn nếu là lỗi driver, tôi cũng không có đủ khả năng để giải quyết. Đã đến lúc phải thay đổi và bổ sung thêm các bộ chuyển đổi mới. May mắn thay, các bo mạch chủ ATX của tôi có thêm khe PCIe. Tôi đã thêm các card mạng cấp doanh nghiệp cũ (ex-enterprise networking cards) và giờ đây đang sử dụng cáp quang chủ động SFP+ (AOC – Active Optical Cable) cho các kết nối chính quanh văn phòng. Kết quả thật sự rất đáng mừng. Tôi dự định sẽ bổ sung thêm nhiều kết nối quang hơn nữa, đồng thời xem xét việc chạy cáp quang với các module riêng để có sự linh hoạt hơn về tốc độ và khả năng nâng cấp trong tương lai.
Cáp đồng vẫn ổn, thật đấy
Bộ thu phát 8P8C (RJ45) SFP+ 10GbE quá nóng, ảnh hưởng độ tin cậy
Bộ thu phát SFP+ 10GBase-T đang cắm vào cổng mạng trên switch, thể hiện sự nhỏ gọn nhưng tiềm ẩn vấn đề nhiệt độ.
Để rõ ràng hơn, tôi không hề phủ nhận sự tiện lợi và đáng tin cậy của đầu nối 8-pin 8-contact (thường được gọi là RJ45, mặc dù về mặt kỹ thuật là không chính xác). Với chuẩn CAT phù hợp, cáp đồng có thể đạt được tốc độ nhanh hơn tôi đang có. Vấn đề ở đây không phải là tốc độ, mà là độ tin cậy và nhiệt độ. Hai yếu tố này vốn dĩ có liên quan chặt chẽ với nhau, vì nhiệt độ tăng cao của các cổng và module 10GbE đang ảnh hưởng đến sự ổn định và độ tin cậy của mạng của tôi.
Mức độ ảnh hưởng cụ thể thì khó định lượng chính xác. Tôi có thể thiết lập hệ thống giám sát mạng để xem có bao nhiêu gói tin phải gửi lại, hoặc thực hiện phân tích hiệu suất chuyên sâu để có số liệu cụ thể. Tuy nhiên, tôi không có đủ thời gian hay động lực để làm điều đó cho hệ thống homelab của mình, đặc biệt là khi tôi có thể khắc phục vấn đề chỉ với vài đô la. Nếu tôi có nhiều thiết bị cần nâng cấp hơn, tôi sẽ phải tính toán kỹ lưỡng, vì chi phí nâng cấp sẽ đáng kể hơn rất nhiều.
Một số thiết bị có cổng RJ45 10GbE nhưng không đủ
Các cổng kết nối của thiết bị tường lửa Firewalla Gold Pro, bao gồm cổng RJ45 10GbE, minh họa cho các thiết bị mạng cao cấp.
Hiện tại, tôi có một số thiết bị trong mạng của mình được trang bị cổng 10GbE chuẩn 8P8C/RJ45, nhưng số lượng này khá hạn chế. Chúng đang được kết nối với NAS và một điểm truy cập Wi-Fi 7. Một số máy tính của tôi có cổng 2.5GbE và dù sao cũng cần một card mạng mới, vậy tại sao không chọn loại hỗ trợ cáp quang luôn? Thiết bị duy nhất tôi chưa bổ sung là một switch hoàn toàn bằng SFP+, nhưng đó sẽ là bước tiếp theo. Khi đó, phần lớn hệ thống mạng trong văn phòng của tôi sẽ sử dụng cáp quang.
Mô hình card mạng Mellanox ConnectX-4, một lựa chọn phổ biến cho mạng 10/25GbE hiệu suất cao trong môi trường homelab.
Mellanox ConnectX-4
Cáp quang chủ động SFP+ (AOC) 10GbE, giải pháp thay thế hiệu quả cho cáp đồng trong các kết nối mạng tốc độ cao.
10G SFP+ Active Optical DAC
Thời điểm cho một sự thay đổi đột phá
Sẵn sàng cho nâng cấp mạng trong tương lai
Khi tìm kiếm các card mạng thay thế, tôi ưu tiên độ tin cậy lên hàng đầu. Nếu có thêm khả năng nâng cấp trong tương lai thì càng tốt. Chuyển lên 10GbE đã là một bước nhảy vọt lớn, nhưng tôi không muốn phải nâng cấp lại lần nữa nếu đạt đến giới hạn của mạng. Tôi không chắc mình có đạt đến giới hạn đó không, vì hiện tại chỉ có hệ thống RAID của tôi mới gần chạm mốc 10GbE khi xử lý các file lớn. Tuy nhiên, sau khi không lên kế hoạch nâng cấp mạng lần trước một cách hợp lý, tôi quyết định phải làm đúng cách lần này.
Các card SFP+ 10GbE với một hoặc hai cổng thường khá rẻ, nhưng chúng chủ yếu sử dụng chipset của Intel, và tôi thấy nhiều chủ đề diễn đàn thảo luận về các vấn đề liên quan. Đây không phải điều tôi muốn nghe (hay phải đối phó!), nhưng các card không phải của Intel thì lại rất đắt. Hoặc tôi đã nghĩ vậy. Khi truy cập eBay, tôi tìm thấy hàng trăm bộ chuyển đổi Mellanox cũ hơn, có khả năng 10/25GbE, với hai cổng, và giá còn rẻ hơn cả các card dựa trên Intel.
Sau vài giao dịch mua (và vài ngày chờ đợi), tôi đã có các card mạng và cáp quang chủ động mới để thay thế những sợi cáp đồng cũ. Tôi biết mình có thể gặp vấn đề về firmware với các card này, nhưng tôi đã chuẩn bị sẵn danh sách các tài nguyên để flash firmware đúng. May mắn thay, tôi không cần đến chúng vì các card được nhận diện ngay lập tức.
Giờ đây, tôi có một mạng ổn định hơn, ít nhiệt hơn trong văn phòng, và những sợi cáp quang dễ đi dây hơn nhiều so với các sợi cáp đồng dày mà tôi từng sử dụng (mặc dù điều này có thể không đúng nếu tôi dùng cáp quang bọc thép). Hơn nữa, quá trình này còn dạy cho tôi thêm một chút về mạng, bao gồm cả việc phần cứng doanh nghiệp dễ làm việc hơn về mặt linh hoạt firmware – một bất ngờ thú vị. Với mỗi card đều có hai cổng, tôi có thể dùng chúng để liên kết giữa các máy tính để bàn, giúp việc chạy cáp trở nên ít rắc rối hơn.
Một nhược điểm lớn của cáp AOC là SFP+ 10GbE sử dụng các bộ quang được hàn cứng, nghĩa là không thể điều chỉnh tốc độ. Vì bộ quang của AOC được gắn cố định, bạn sẽ cần cáp mới mỗi khi nâng cấp tốc độ. Có thể nói, chi phí vòng đời thấp nhất sẽ là chạy cáp quang duplex OM3/OM4 một lần và chỉ cần thay đổi các bộ thu phát khi các tiêu chuẩn phát triển, còn AOC chỉ nên dùng cho các kết nối ngắn, ổn định tốc độ giữa các thiết bị liền kề.
Mặc dù đã chuyển sang quang, một số kết nối đồng vẫn không thể loại bỏ
Các cổng kết nối của điểm truy cập Wi-Fi Zyxel WBE660S, bao gồm cổng hỗ trợ PoE++, minh họa cho các thiết bị cần cấp nguồn qua Ethernet.
Hiện tại, phần lớn các thiết bị tiêu thụ băng thông cao của tôi đã chuyển sang sử dụng cáp quang chủ động SFP+. Tuy nhiên, tôi vẫn không thể thay thế hoàn toàn một số đường cáp nhất định vì chúng cần cấp nguồn qua Ethernet (PoE++) để cấp điện cho các thiết bị như điểm truy cập (access point) và các switch khác. Mặc dù vấn đề này có thể được giải quyết bằng một bộ chuyển đổi media quang hỗ trợ PoE trong tương lai, nhưng ngày đó còn khá xa. Tôi cần thời gian để lên kế hoạch về nguồn điện và tích lũy chi phí cho hóa đơn của thợ điện. Nhưng cho đến lúc đó, tôi biết rằng các thiết bị cần kết nối mạng nhanh và ổn định đều đang được xử lý bằng ánh sáng laser, và tôi rất thích ý tưởng đó.
Kết luận
Việc chuyển đổi từ cáp đồng 10GbE sang giải pháp cáp quang SFP+ đã mang lại sự ổn định và hiệu suất vượt trội cho hệ thống mạng gia đình của tôi, đặc biệt là trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến nhiệt độ và độ tin cậy. Dù vẫn còn một số kết nối đồng không thể thay thế ngay lập tức do yêu cầu về cấp nguồn PoE, nhưng tầm nhìn về một mạng gia đình hoàn toàn bằng cáp quang với khả năng mở rộng mạnh mẽ đang dần trở thành hiện thực. Đây không chỉ là một nâng cấp về tốc độ mà còn là sự đầu tư vào độ bền và hiệu quả cho hạ tầng mạng tại gia.
Bạn đã từng gặp phải vấn đề tương tự khi nâng cấp mạng 10GbE chưa? Giải pháp của bạn là gì? Hãy chia sẻ ý kiến và kinh nghiệm của bạn trong phần bình luận bên dưới nhé!
