Kable serwerowe – SAS, Mini-SAS, SlimSAS, SFP, QSFP i FC. Jak dobrać właściwy kabel?

Kabel w serwerze czy macierzy może wyglądać jak jeden z najprostszych elementów całej konfiguracji. W praktyce to właśnie na kablach bardzo łatwo popełnić błąd. Dwa przewody mogą mieć podobne albo wręcz identyczne złącza, a mimo to różnić się przeznaczeniem, liczbą obsługiwanych linii, sposobem prowadzenia sygnału czy kompatybilnością z konkretnym serwerem, kontrolerem albo backplane'em.

W sprzęcie klasy enterprise samo stwierdzenie „potrzebuję kabla SAS” albo „to wygląda jak QSFP” często nie wystarcza.

SAS, Mini-SAS, Mini-SAS HD, SlimSAS, SFP, QSFP czy Fibre Channel to kilka różnych światów, które dodatkowo występują w wielu wariantach.

W tym artykule wyjaśniamy, czym różnią się najpopularniejsze rodzaje kabli stosowanych w serwerach i macierzach oraz na co zwrócić uwagę, aby nie kupić przewodu, który fizycznie pasuje, ale nie działa w danej konfiguracji.

1) Najważniejsza zasada: złącze to nie wszystko

Przy zakupie zwykłego kabla sieciowego zazwyczaj wystarczy znać standard i odpowiednią długość. W środowisku serwerowym sprawa może być znacznie bardziej skomplikowana.

Przy doborze kabla znaczenie mogą mieć jednocześnie:

• typ złącza,

• standard komunikacji,

• liczba linii,

• kierunek połączenia,

• typ kontrolera,

• rodzaj backplane'u,

• generacja serwera lub macierzy,

• długość kabla,

• zastosowanie wewnętrzne lub zewnętrzne,

• Part Number producenta.

Dlatego dwa przewody zakończone podobnymi wtykami nie muszą być wzajemnie zamienne.

Szczególnie w rozwiązaniach Dell, HPE, Lenovo, IBM, Fujitsu, Supermicro, NetApp czy EMC producenci stosują przewody dedykowane do określonych konfiguracji.

Przykład

Serwer może występować w kilku wersjach:

• z dyskami SAS/SATA,

• z dyskami NVMe,

• z mieszaną konfiguracją SAS + NVMe,

• z różnymi backplane'ami,

• z dodatkowym kontrolerem RAID lub HBA.

Mechanicznie obudowa jest ta sama. Kabel już niekoniecznie.

Dlatego przy sprzęcie enterprise najbezpieczniejszym punktem odniesienia pozostaje Part Number kabla oraz dokumentacja konkretnej konfiguracji serwera.

2) SAS – podstawowy standard w serwerach i macierzach

SAS, czyli Serial Attached SCSI, od lat jest jednym z podstawowych standardów wykorzystywanych do podłączania dysków, backplane'ów, kontrolerów RAID, HBA oraz półek dyskowych.

Samo określenie „kabel SAS” niewiele jednak mówi.

W zależności od generacji sprzętu możemy spotkać kilka zupełnie różnych złączy.

Mini-SAS SFF-8087

SFF-8087 to jedno z najbardziej rozpoznawalnych wewnętrznych złączy Mini-SAS.

Było powszechnie stosowane w starszych generacjach serwerów i kontrolerów SAS.

Można je spotkać m.in. przy połączeniach:

• kontroler RAID → backplane,

• HBA → backplane,

• kontroler → zestaw dysków SAS/SATA.

Najczęściej obsługuje cztery linie SAS.

W przypadku starszych platform jest to nadal bardzo popularny standard.

Mini-SAS SFF-8088

SFF-8088 to zewnętrzna wersja rozwiązania Mini-SAS.

Stosowano ją przede wszystkim przy połączeniach:

• serwer → półka dyskowa,

• kontroler SAS → zewnętrzne enclosure,

• serwer → JBOD.

Na pierwszy rzut oka oznaczenie różni się od SFF-8087 tylko jedną cyfrą, ale są to dwa zupełnie inne typy złączy.

SFF-8087 stosowany jest przede wszystkim wewnątrz urządzenia, a SFF-8088 na zewnątrz.

3) Mini-SAS HD – SFF-8643 i SFF-8644

W nowszych generacjach sprzętu Mini-SAS został zastąpiony przez bardziej kompaktowy standard Mini-SAS HD.

Najczęściej spotkamy dwa warianty.

SFF-8643 – wewnętrzny Mini-SAS HD

Stosowany między innymi do połączenia:

• kontrolera RAID z backplane'em,

• HBA z backplane'em,

• kontrolera z urządzeniami storage.

Złącze jest wyraźnie mniejsze od SFF-8087, dlatego łatwo rozpoznać różnicę między starszą i nowszą generacją Mini-SAS.

SFF-8644 – zewnętrzny Mini-SAS HD

To odpowiednik SFF-8643 przeznaczony do połączeń zewnętrznych.

Spotkamy go np. pomiędzy serwerem a:

• półką dyskową,

• urządzeniem JBOD,

• zewnętrznym systemem storage.

I tutaj ponownie obowiązuje zasada: podobna nazwa standardu nie oznacza tego samego zastosowania.

4) SlimSAS – coraz częściej spotykany w nowych platformach

W nowszych serwerach i systemach storage można spotkać również złącza SlimSAS, najczęściej z rodziny SFF-8654.

Są znacznie mniejsze od klasycznych Mini-SAS i Mini-SAS HD.

Ich niewielkie rozmiary mają duże znaczenie w nowoczesnych konstrukcjach serwerowych, w których producenci muszą zmieścić coraz więcej szybkich połączeń w ograniczonej przestrzeni obudowy 1U lub 2U.

SlimSAS może być wykorzystywany m.in. do:

• połączeń storage,

• prowadzenia PCIe,

• obsługi backplane'ów NVMe,

• połączeń wewnętrznych w nowoczesnych serwerach.

I właśnie tutaj zaczynają się szczególnie częste problemy.

SlimSAS nie oznacza automatycznie SAS

Nazwa może sugerować, że mamy do czynienia wyłącznie z kolejną wersją kabla SAS.

Nie zawsze.

To samo rozwiązanie fizyczne może być wykorzystywane do prowadzenia różnych sygnałów, w tym PCIe.

Dlatego kabel pasujący mechanicznie do portu nie daje jeszcze gwarancji poprawnego działania.

5) Kable do NVMe – wyglądają niepozornie, ale wymagają szczególnej uwagi

W klasycznych dyskach SAS i SATA dane przechodzą przez kontroler SAS/RAID.

NVMe wykorzystuje natomiast magistralę PCI Express.

To fundamentalna różnica.

Dlatego w serwerach obsługujących NVMe możemy spotkać dedykowane przewody prowadzące linie PCIe pomiędzy:

• płytą główną,

• riserem,

• adapterem PCIe,

• backplane'em NVMe.

Często są to przewody przeznaczone tylko do konkretnego modelu lub konkretnej konfiguracji obudowy.

Dlaczego długość kabla NVMe może mieć znaczenie?

W jednym modelu serwera może występować kilka przewodów o różnych długościach.

Nie oznacza to, że klient może wybrać dowolną długość według własnego uznania.

Przewody mogą być przeznaczone do konkretnych portów lub konkretnych miejsc w obudowie.

Przykładowo komplet może składać się z kilku kabli PCIe o różnych długościach, ponieważ każdy prowadzi sygnał do innego fragmentu backplane'u.

W takim przypadku właściwym produktem jest cały zestaw kabli, a nie jeden przewód o opcjonalnej długości.

6) SFP, SFP+ i SFP28 – podobna forma, różne możliwości

Kolejną grupę stanowią rozwiązania wykorzystywane głównie w sieciach.

Najczęściej spotkamy oznaczenia:

• SFP,

• SFP+,

• SFP28.

Same oznaczenia dotyczą przede wszystkim formatu interfejsu modułowego, do którego podłączany jest odpowiedni transceiver lub kabel DAC/AOC.

W dużym uproszczeniu poszczególne generacje kojarzone są z coraz wyższymi przepustowościami.

W praktyce w środowisku serwerowym bardzo często spotykamy połączenia:

• 1 GbE,

• 10 GbE,

• 25 GbE.

DAC – Direct Attach Copper

DAC to przewód miedziany zakończony modułami pasującymi bezpośrednio do portów urządzeń.

Najczęściej wykorzystuje się go do krótkich połączeń:

• serwer → switch,

• switch → switch,

• storage → switch.

Jego zaletami są:

• prosta konstrukcja,

• niewielkie opóźnienia,

• brak konieczności kupowania osobnych transceiverów,

• atrakcyjna cena przy krótkich dystansach.

AOC – Active Optical Cable

AOC działa podobnie pod względem sposobu podłączania, ale sygnał pomiędzy końcówkami transmitowany jest optycznie.

Sprawdza się przy większych odległościach oraz tam, gdzie znaczenie ma mniejsza masa i średnica przewodu.

7) QSFP, QSFP+ i QSFP28

Przy szybszych połączeniach sieciowych spotkamy rodzinę QSFP.

Typowe oznaczenia to:

• QSFP,

• QSFP+,

• QSFP28.

Rozwiązania te są stosowane m.in. przy połączeniach:

• 40 GbE,

• 100 GbE,

• szybkich sieciach storage,

• klastrach,

• środowiskach HPC.

Podobnie jak w przypadku SFP dostępne są przewody DAC, AOC oraz moduły optyczne.

Uwaga na kable breakout

QSFP może być również wykorzystywany do rozdzielenia jednego szybkiego portu na kilka wolniejszych połączeń.

Przykładem może być przewód typu:

QSFP+ → 4 × SFP+

lub:

QSFP28 → 4 × SFP28

Takie rozwiązanie określa się jako breakout.

Tu ponownie nie wystarczy stwierdzenie, że końcówki fizycznie pasują. Switch, karta sieciowa oraz firmware muszą obsługiwać odpowiedni tryb breakout.

8) Fibre Channel – ważne rozróżnienie

Fibre Channel, w skrócie FC, jest często traktowany jako „rodzaj kabla”.

Technicznie nie jest to jednak określenie konkretnej wtyczki, lecz standard komunikacji wykorzystywany głównie w sieciach SAN.

W środowiskach Fibre Channel możemy spotkać między innymi:

• transceivery SFP,

• przewody światłowodowe LC-LC,

• starsze złącza stosowane w sprzęcie enterprise,

• dedykowane rozwiązania producentów macierzy i switchy SAN.

Typowa infrastruktura może wyglądać następująco:

serwer → karta HBA Fibre Channel → transceiver → światłowód → SAN switch → macierz.

Dlatego szukając „kabla FC”, warto najpierw ustalić, jakie urządzenia mają zostać połączone i jakie porty posiadają.

9) Kabel wewnętrzny a zewnętrzny

To proste rozróżnienie potrafi oszczędzić sporo czasu.

Kable wewnętrzne

Stosowane są wewnątrz obudowy serwera lub macierzy.

Łączą np.:

• płytę główną,

• kontroler,

• HBA,

• riser,

• backplane,

• dyski,

• moduły zasilające.

Ich długość jest często bardzo precyzyjnie dobrana do prowadzenia przewodu wewnątrz konkretnej obudowy.

Kable zewnętrzne

Łączą oddzielne urządzenia.

Przykładowo:

• serwer z półką dyskową,

• kontroler z JBOD,

• serwer ze switchem,

• SAN switch z macierzą.

W takim przypadku większe znaczenie ma również długość przewodu oraz standard transmisji na danym dystansie.

10) Dlaczego nie warto dobierać kabla wyłącznie po zdjęciu?

To jeden z najczęstszych błędów.

Klient widzi kabel wyglądający niemal identycznie i zakłada:

„Wtyczka jest taka sama, więc musi działać”.

Niestety nie musi.

Dwa bardzo podobne kable mogą różnić się:

• pinoutem,

• sposobem prowadzenia linii,

• liczbą aktywnych linii,

• kierunkiem działania,

• przeznaczeniem,

• zastosowanym firmware w aktywnych kablach,

• długością,

• kompatybilnością z konkretną platformą.

Zdjęcie powinno więc pomagać w identyfikacji produktu, ale nie powinno być podstawowym kryterium doboru kabla serwerowego.

11) Part Number – najbezpieczniejszy punkt odniesienia

Jeżeli wymieniasz istniejący przewód w serwerze, najprostsza procedura wygląda następująco:

1. Sprawdź oznaczenia starego kabla.

2. Znajdź Part Number producenta.

3. Zweryfikuj model i konfigurację serwera.

4. Sprawdź, między jakimi elementami prowadzony jest kabel.

5. Dobierz ten sam P/N lub oficjalny zamiennik.

Part Number jest szczególnie ważny w przypadku kabli:

• Dell,

• HPE,

• Lenovo,

• IBM,

• Fujitsu,

• Supermicro,

• EMC,

• NetApp.

Ten sam typ złącza może bowiem występować w dziesiątkach różnych przewodów przeznaczonych do zupełnie różnych platform.

12) Co sprawdzić przed zakupem kabla serwerowego?

Przed złożeniem zamówienia warto zebrać kilka informacji.

1. Producent i model urządzenia

Np.:

• Dell PowerEdge R740,

• HPE ProLiant DL380 Gen10,

• Lenovo ThinkSystem SR650.

2. Part Number obecnego kabla

Jeżeli wymieniasz istniejący przewód, jest to zazwyczaj najlepszy punkt startowy.

3. Co kabel ma ze sobą połączyć?

Np.:

• kontroler RAID → backplane,

• płyta główna → backplane NVMe,

• serwer → półka dyskowa,

• karta NIC → switch,

• HBA FC → SAN switch.

4. Typ złącza po obu stronach

Nie zawsze oba końce kabla są takie same.

5. Długość

W przypadku kabli wewnętrznych długość często wynika bezpośrednio z konstrukcji serwera.

W przypadku przewodów sieciowych należy natomiast uwzględnić rzeczywistą trasę prowadzenia kabla w szafie rack.

6. Part Number kontrolera lub backplane'u

Jeżeli konfiguracja jest nietypowa, sama nazwa serwera może nie wystarczyć.

Ten sam model może być oferowany z kilkoma rodzajami backplane'ów i kontrolerów.

13) Najczęstsze błędy przy zakupie kabli serwerowych

„Wygląda identycznie”

To za mało.

Złącze mechaniczne nie definiuje całej funkcji przewodu.

„Jest SAS, więc będzie pasował”

Trzeba jeszcze ustalić rodzaj SAS, złącza oraz urządzenia, które kabel ma ze sobą połączyć.

„Kupię dłuższy, będzie bezpieczniej”

W przypadku wewnętrznego okablowania serwera niekoniecznie.

Zbyt długi przewód utrudnia prowadzenie kabli, może ograniczać przepływ powietrza i po prostu nie odpowiadać konfiguracji przewidzianej przez producenta.

„NVMe to przecież też dysk”

Tak, ale sposób jego komunikacji z systemem jest zupełnie inny niż w przypadku klasycznego SAS/SATA.

„QSFP pasuje do QSFP, więc zadziała”

Nie zawsze. Trzeba jeszcze uwzględnić standard, prędkość, konfigurację portów oraz kompatybilność urządzenia.

14) Szybka procedura doboru właściwego kabla

Jeżeli nie masz pewności, jaki przewód zamówić, najlepiej postępować według prostego schematu:

1. Zidentyfikuj dokładnie urządzenie.

2. Sprawdź Part Number istniejącego kabla, jeżeli jest dostępny.

3. Ustal oba urządzenia lub komponenty, które kabel ma połączyć.

4. Sprawdź typ złączy.

5. Zweryfikuj wymagany standard: SAS, PCIe/NVMe, Ethernet, Fibre Channel itd.

6. Sprawdź długość.

7. Zweryfikuj kompatybilność w dokumentacji producenta.

8. Dopiero wtedy dobierz konkretny kabel.

W przypadku sprzętu serwerowego znacznie lepiej poświęcić kilka minut na dokładną identyfikację niż zamówić przewód „na oko” i przekonać się po montażu, że nie jest kompatybilny.

Kable serwerowe – podsumowanie

Kable w środowisku enterprise są znacznie bardziej zróżnicowane, niż może się wydawać. SAS, Mini-SAS, Mini-SAS HD, SlimSAS, SFP, QSFP czy Fibre Channel obejmują wiele różnych standardów, generacji i zastosowań.

Najważniejsza zasada jest jednak prosta:

nie dobieraj kabla wyłącznie po wyglądzie złącza.

W serwerach, macierzach i urządzeniach sieciowych najbezpieczniejszą metodą jest identyfikacja urządzenia oraz dobór po Part Numberze producenta i rzeczywistym przeznaczeniu przewodu.

Jeżeli szukasz kabla do serwera, macierzy, kontrolera, backplane'u lub urządzenia sieciowego i nie masz pewności, który wariant będzie właściwy, podeślij nam model urządzenia oraz Part Number kabla lub elementów, które chcesz ze sobą połączyć. Pomożemy dobrać kompatybilny przewód i uniknąć zakupu części, która tylko z pozoru wygląda właściwie.