100 Gbps Anwendungsfälle erklärt: Echte Arbeitslasten, die extreme Bandbreiten rechtfertigen

Zusammenfassung und Kernaussagen

100 Gbit/s sind nicht nur schneller, sie beseitigen auch eine ganze Reihe von Engpässen. Wenn Sie Medienbereitstellung, KI-Pipelines oder standortübergreifende Analysen durchführen, verwandelt ein Uplink mit 100 Gbit/s anfällige, latenzempfindliche Workflows in vorhersehbare, wiederholbare Abläufe.

• Bewältigt Verkehrsspitzen ohne Drosselung oder Pufferung
• Füttert GPU-Cluster mit Leitungsgeschwindigkeit und verkürzt so Training und Ingest
• Macht kontinentübergreifende Replikation und Echtzeit-Analysen praktikabel

Wo 100 Gbit/s am besten passen

Medienbereitstellung und CDN-Ursprünge

Live-Events und virale Inhalte können den Datenverkehr innerhalb von Minuten von Tausenden auf Hunderttausende von Zuschauern erhöhen. Ein 100-Gbit/s-Ursprung fängt diese Anstürme ab und hält die Startzeit niedrig und die Bitrate hoch. Private Verbindungen zu Ihren CDN- oder Eyeball-Netzwerken sorgen für vorhersehbare Egress-Ausgaben und eine stabile Leistung.

• Reibungslose Wiedergabe für HD und 4K im großen Maßstab
• Genügend Spielraum, um bei Bedarf im selben Footprint zu transkodieren und zu verteilen

KI und Datenpipelines

Moderne Modelle sind datenhungrig. Das Verschieben von Multi-Terabyte-Shards von Feature-Stores zu GPU-Knoten kann Beschleuniger auf langsameren Verbindungen aushungern. Mit 100 Gbit/s können Eingabepipelines mit dem Training Schritt halten, und verteilte Aufträge verbringen weniger Zeit mit dem Austausch von Parametern.

• Schnellere Epochenzeiten und kürzere End-to-End-Trainingszyklen
• Geringere Leerlaufzeiten bei teuren Beschleunigern

Datenreplikation und -sicherung

Wiederherstellungspunkte schrumpfen, wenn Sie Deltas schnell verschieben können. Regionale Kopien, Analyseseen und kalte Archive profitieren alle von hohen Durchsatzfenstern, insbesondere über Verbindungen mit hoher RTT.

• Replikation von Petabytes in praktischen Wartungsfenstern
• Reduzieren Sie die Ziele für Wiederherstellungspunkte und Wiederherstellungszeiten

Unternehmens- und Cloud-Verbindungen

Hybride Architekturen sind auf gleichmäßige Datenströme mit hohem Volumen angewiesen. Eine Rampe mit 100 Gbit/s glättet Massenmigrationen, Echtzeit-Telemetrie und Collaboration-Verkehr mit konsistenter Leistung für Microservice-Chatter und Caches.

• Vorhersehbare Übertragungen in großem Umfang in und aus der Cloud
• Geringere Latenzzeiten für gesprächige, verteilte Systeme

Schnelles Rechnen bei der Kapazitätsplanung

Zahlen aus dem Umschlag helfen bei der Festlegung der Erwartungen. Anpassung für Codec, Protokoll und Overhead.

• 4K bei 20 Mbit/s auf 100000 Mbit/s ergibt etwa 5000 gleichzeitige Betrachter
• 4K bei 25 Mbit/s ergibt etwa 4000 Zuschauer
• 8K bei 80 Mbit/s ergibt etwa 1250 Betrachter
• Die ideale Rate für Bulk-Kopien liegt bei 12,5 GB pro Sekunde, ein 3-TB-Datensatz kann nach Abzug des Overheads in etwa 4 bis 6 Minuten übertragen werden.

Auswählen einer Verbindungsebene

• 10 Gbit/s, etwa 1,25 GB pro Sekunde, geeignet für kleine VOD-Ursprünge, nächtliche Backups, Labor-Cluster
• 40 Gbit/s, ca. 5 GB pro Sekunde, geeignet für regionale CDN-Knoten, mittelgroße GPU-Farmen, schnellere Notfallwiederherstellung
• 100 Gbit/s, ca. 12,5 GB pro Sekunde, geeignet für globale Ereignisse, umfangreiche KI-Schulungen und -Inferenzen, Replikation im Petabyte-Bereich

Bereit für die Produktion

Robuste 100-Gbit/s-Leistung entsteht durch End-to-End-Tuning, nicht durch Ports allein.

Netzwerkstack und NICs

Stellen Sie tcprmemund tcpwmemangemessen ein, testen Sie BBR und CUBIC und berücksichtigen Sie Jumbo-Frames über den gesamten Pfad. Aktivieren Sie RSS, RPS, RFS, GRO und GSO, wo sie hilfreich sind. Stimmen Sie das Interrupt Coalescing und die Pin-IRQs ab und stellen Sie sicher, dass Ihre Netzwerkkarte über genügend PCIe-Lanes verfügt, um die Leitungsrate aufrechtzuerhalten.

Datenpfad und Prozesse

Strippen Sie NVMe-Volumes, wählen Sie Dateisysteme, die parallele E/A gut verarbeiten, und teilen Sie große Übertragungen auf mehrere Worker statt auf einen einzigen Stream auf. Evaluieren Sie für spezielle Fälle io_uring oder DPDK, um den Overhead zu reduzieren.

Beobachtbarkeit und Platzierung

Stellen Sie den Goodput im Vergleich zur Leitungsrate, den Retransmissions, der Warteschlangentiefe und der CPU-Softirq-Zeit grafisch dar. Testen Sie über realistische RTTs. Platzieren Sie Workloads in Einrichtungen mit den richtigen Peers und IXPs, vermeiden Sie Hairpin-Routen und bevorzugen Sie direkte Verbindungen zu Clouds und Partnern, um eine konstante Leistung zu gewährleisten.

Video: Ein 15.000-Dollar-Netzwerk-Switch - 100-GbE-Netzwerke

Hier ansehen: https://www.youtube.com/watch?v=18xtogjz5Ow

Schlussfolgerung

Mit 100 Gbit/s werden ehemals unpraktische Aufgaben zu Routinevorgängen. Damit können Sie ein großes Publikum reibungslos bedienen, GPUs mit hoher Geschwindigkeit füttern und Daten innerhalb realistischer Zeitfenster global replizieren.

• Skalierung und Zuverlässigkeit bei unvorhersehbarer Last
• Kürzere AI- und ETL-Zyklen durch höhere Ingest-Raten
• Bessere Wirtschaftlichkeit, wenn die Bandbreite ungemessen und vorhersehbar ist

Wenden Sie sich an den Vertrieb, um Ihre Arbeitslast der Portgeschwindigkeit, dem Standort und dem Peering zuzuordnen.