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透視數據中心中的25G/50G/100G技術

日期：2015/12/17 16:21:03 作者：Broadcom公司

企業和云級網絡的數據中心中各種“G”比比皆是，是時候搞清楚他們的性能了。云計算的興起和數據中心的擴展推動著最新的以太網速度升級，而基于云技術的大數據也已然增加了運營商的工作負載。為滿足這一需求，數據中心通過增加與現有基礎設施并行的帶寬能力實現擴展。預期中25G和100G以太網部署的快速增長就是這一趨勢的明證。

為了能夠處理不斷增大的數據負載，業界最大規模的遠距離云企業已紛紛與他們核心網絡的數據中心運營商一起，共同轉向使用100G以太網架構。不過大多數運營商認為，對服務器連接來說，100G甚至是40G都有些過度，因為其工作負載僅需要在10G網絡上逐步改進就夠了。這就是雖然已經推出了40G和100G以太網，25G和50G以太網仍然是數據中心內部常見選擇的原因之一。下面我們將簡要介紹為什么 25G比40G更適合這些應用。

幾種最新以太網帶寬技術的形成并不是為了要創下速度新高，更多是為了將這種網絡協議推入鄰近的市場，尤其是數據中心市場。下面我們將通過分別介紹25G、50G和100G來了解具體原因。

25G

官方制定的面向25G以太網的IEEE 802.3草案標準最終會在2016年完成（見圖1），其主要面向云數據中心的服務器。由于可重復使用10G和100G以太網的組件，這是一個相對較短的時間框架。

圖1：以太網標準的發展規劃

40G和100G已然存在，但為什么還要使用25G？這令部分運營商迷惑不解。答案其實就在于架構與性能方面的要求。現有的100G標準網絡系統由四條鏈路組成，每個通道的帶寬均是25Gbps。這種4:1的比率相當于將服務器連接至25G交換機，然后匯聚成100G的上行鏈路，從而有助于網絡運營商更便捷地擴建其數據中心。

同樣，40G以太網是由4個10G以太網的鏈路組成的。但據以太網聯盟（Ethernet Alliance)主席John D’Ambrosia所言，眾多數據中心均已采用10G以上的服務器。這就是為什么多家芯片廠商已提供25G串行/解串收發器的原因所在。這不僅可以讓25G、50G和100G以太網的帶寬匯聚更加方便，而且還能因批量而降低成本。

50G

雖然距離50G以太網的IEEE標準落實還有一段時間（大約為2018-2020年），但多家行業聯盟都預計2016年就會有產品開始出現。與25G技術類似，50G以太網技術將成為下一個高速連接服務器與數據中心的解決方案。根據分析公司Dell’Oro的數據顯示，今后幾年，服務器和高性能閃存存儲系統將會需要超過25G的速度。

為有助于更快地提供這些加速的以太網技術的產品，25G/50G以太網聯盟已經免除了25G及50G以太網規范的專利費，并面向所有數據中心生態系統廠商開放。

重復使用現有100G網絡的25G組件可降低50G的實施成本。例如25G布線的成本結構與10G相同，性能卻是其2.5倍。同樣，50G的成本是40G成本的一半，性能卻能夠提升25%。

100G

對于距離數百公里到數萬公里不等的遠距離運營商網絡而言，100G以太網的部署將繼續增長。但根據一家最新行業聯盟提供的信息，100G架構還將成為另一個極佳的市場備選方案。英特爾和Arista Network聯合牽頭的100G CLR4聯盟認為，100G非常適合連接100m到2km跨度的大型“超大規模”數據中心。

其他公司也正在尋求用于數據中心的備選100G實施方案。Avago Technologies已加入CWDM4 MSA行業聯盟，后者旨在為數據中心應用中2km內的低成本100G光接口定義一個通用的規范。隨著網絡基礎設施構建向100G數據速率轉型，數據中心將需要長距離高密度100G嵌入式光連接。MSA使用粗波分復用（CWDM）技術提供4個25G單模光纖（SMF）鏈路通道。同樣，Ranovus和Mellanox Technologies發起的OpenOptics MSA組織也將集中精力開發支持2km 100G的數據中心。

過去，是速度的提升推動了大多數網絡組件的開發。如今，要處理海量的通過云的數據流，需要各公司在提升速度和重復使用技術之間來尋求一個平衡，從而找到一個成本合理的解決方案。

作者簡歷：Nicholas Ilyadis
Nicholas Ilyadis是博通（Broadcom）公司基礎設施和網絡部門副總裁兼首席技術官，他負責為包括網絡交換、以太網控制器、無線局域網、SerDes、PHY、處理器和安全等技術在內的一系列芯片產品制定產品策略和跨產品線組合方案。查詢進一步信息，請訪問官方網站