VPP 集成 Nginx：AsterNOS 如何通过 LDP 提供 100% 原生加速

在现代智算中心，网络带宽正从 400G 向 800G 乃至 1.6T 演进。这种快速增长带来了不同厂商、不同速度规格的光模块之间复杂的兼容性问题。

传统的 SFF 接口规范已无法满足复杂的800G网络的需求。作为新一代的光接口管理标准，CMIS正在逐渐成为高性能通算及智算中心场景中的光模块与交换机交互的通用语言。

本文探讨了 CMIS 的基本原理，并分享了在星融元数据中心交换机（AsterNOS）上使用 CMIS 管理光模块的实践经验。

什么是 CMIS？

CMIS（Common Management Interface Specification）协议是一种用于管理和监控光模块的通信协议。

早期光模块的开发依赖于SFF（Small Form Factor）标准系列，主要有以下历史标准：

• SFF-8472：作为SFP/SFP+时代的标准，它支持数字诊断监控（DDM）。它使用I2C接口来获取电压、温度和光功率数据。
• SFF-8636：随着向 4 通道架构（例如 QSFP+/QSFP28）的转变，该标准成为多通道模块的核心管理逻辑。

这些传统标准主要定义了 I2C 寄存器访问，但缺乏互操作性。随着网络速度向 800G 迈进，通道配置也变得日益复杂。

CMIS 的诞生提供了统一的管理协议，定义了光模块与系统管理软件之间的接口和数据格式，其中包括主机和模块如何交换信息，涵盖模块识别、状态监控、告警、功耗、温度和 DSP 配置等，并使得系统管理软件可以通过标准接口实现对光模块的配置、监控和管理。

CMIS 确保不同厂商的模块在管理层面上能够互操作，从而无需使用厂商特定的专有方案。

下表对比了传统 SFF 管理接口与现代 CMIS 标准：

CMIS 并非单一的规范，而是一套基于由光互联论坛（OIF）管理的模块化框架。当前 CMIS base（v5.3）作为其核心基础，规定了通用管理接口、核心管理功能和标准内存映射, 同时也在迭代出一系列补充/分支协议来支持面向未来的升级，例如相干光模块（ZR/ZR+）和 共封装光学（CPO）等。

从“即插即用”转变为“按需配置

在25G或100G时代，光模块的通道数较少，工作模式固定，因此可以实现简单的即插即用。

然而，在800G时代，单通道速率（25G/50G/100G/200G）和通道配置差异显著。在某些场景下，光模块需要通过 CMIS 协议与交换机进行复杂的握手和动态配置才能正常运行。

基于状态机的握手

根据 CMIS Base v5.3，光模块和交换机之间的交互由严格的状态机控制，其功能类似于精确的开机自检：

• 初始化：上电后，交换机通过标准 I2C 接口读取模块的身份并验证其基本功能。
• 就绪：模块初始化完成后，进入就绪状态。此时，交换机可以检索详细参数，例如电压、温度和光功率，并发出业务配置命令。
• 操作状态：模块仅在配置参数与物理链路匹配并经状态机确认后才进入操作状态。数据传输由此开始。

如果链路建立失败，交换机可以读取状态机代码，以确定模块是在“初始化”过程中停滞，还是由于“配置不匹配”而停滞。这为故障排除过程中的根本原因分析奠定了基础。

动态配置

CMIS Base v5.3 引入了使用应用程序代码的动态配置，从根本上改变了模块的管理方式：

• 从静态预设到按需重配置：以前，模块的速率模式在出厂时就已经固定。现在，借助 CMIS，交换机可以实时地向模块推送不同的应用代码。
• 基于场景的自适应：无论是将 800G 端口拆分为 4x200G 端口，还是切换调制格式（例如 PAM4），交换机只需指示模块“切换到模式[x]”。模块的内部 DSP 和电气接口会自动执行必要的参数调整。
• 统一控制标准：无需手动操作复杂的寄存器地址。通过标准的CMIS接口，它确保了不同厂商的模块在高速网络环境下的互操作性和稳定性。

简而言之，由于网络业务的复杂化，光模块也从“即插即用”转变为“按需配置”；而借助 CMIS 接口，交换机可以指示光模块自动切换到所需模式以支持特定的业务需求。

800G AIDC 网络实践

CMIS 在生产中的核心价值体现在两个方面：提供光模块实时性能遥测数据（温度、电压、光功率和偏置电流），以及通过智能化运维管理解决高性能 AIDC 网络中遇到的链路问题，为AI集群提供更稳定的网络环境。例如：CMIS 可提供精细的信号质量指标（如 Pre-FEC的误码率），在光模块触发完全链路中断事件之前被检测到，有效地防止 AI 工作负载中出现计划外停机。

搭载 AsterNOS 的星融元数据中心交换机已集成 CMIS 协议，同时可通过 AIDC 运维平台提供可视化的管理界面，以下是近期我们基于 CMIS 在真实的 800G AIDC 网络交付中处理的两个现场案例。

• 有关800G交换机软硬件信息，请参阅：51.2T 800G AI智算交换机软硬件系统设计全揭秘
• 有关AIDC运维平台，请参阅：AIDC 网络运维平台：自动化极简开局、RoCE 灵活调参和网络可观测

Breakout 子接口的掉线

网络配置情况

本地为 CX864E-N 交换机，初始配置为 ethernet 0/16 4x200G breakout，链路正常运行。 对端为 CX732Q-N 交换机，配备两个 400G DR4 模块，并配置为 2x200G breakout。

问题

在 800G DR8 模块上执行 4x200G 的 breakout 时，当关闭其中一个子接口会触发其他子接口链路断开。具体来说，在 ethernet 0/16 接口上下发 shutdown 命令会导致接口 0/18、0/20 和 0/22 也同步断开。

原因分析

由于未启用 CMIS，800G-DR8 模块默认使用应用代码 2（400G BASE-DR4 模式）。模块配置的速度与接口的实际数据速率不匹配，导致子接口之间相互干扰

解决路径

启用CMIS，系统自动识别端口要求并选择应用代码3（200G BASE-DR2模式）。由于电气接口速度匹配正确，链路立即稳定下来。

经过此项更改后，由于该模块现在锁定到正确的 200G BASE-DR2 模式，因此四个子接口在模块可在数据路径级别上独立运行，关闭 ethernet 0/16 不再影响接口0/18、0/20和0/22。

800G DR 模块在 8x100G Breakout 模式下不工作

问题

交换机插入 800G 模块后，状态指示灯不亮，所有相关接口均保持关闭状态。

原因分析

该模块默认使用了错误的“应用代码2”模式（400G 通道速率），未能识别所需的 100G 通道速率配置。

解决路径

启用CMIS后，该协议会根据端口配置自动将速率模式调整为应用代码“4”（100G 模式）。参数同步后，链路得以正常建立。

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