解讀數(shù)據(jù)中心中的25G、50G和100G技術

企業(yè)和云級網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心的擴展推動著最新的以太網(wǎng)速度升級，而基于云技術的大數(shù)據(jù)也已然增加了運營商的工作負載。為滿足這一需求，數(shù)據(jù)中心通過增加與現(xiàn)有基礎設施并行的帶寬能力實現(xiàn)擴展。預期中25G和100G以太網(wǎng)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(shù)據(jù)負載，業(yè)界最大規(guī)模的遠距離云企業(yè)已紛紛與他們核心網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中心運營商一起，共同轉向使用 100G 以太網(wǎng)架構。不過大多數(shù)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(wǎng)絡上逐步改進就夠了。這就是雖然已經(jīng)推出了40G 和100G 以太網(wǎng)，25G 和 50G 以太網(wǎng)仍然是數(shù)據(jù)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(wǎng)帶寬技術的形成并不是為了要創(chuàng)下速度新高，更多是為了將這種網(wǎng)絡協(xié)議推入鄰近的市場，尤其是數(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)中心的服務器。由于可重復使用 10G和 100G 以太網(wǎng)的組件，這是一個相對較短的時間框架。

解讀數(shù)據(jù)中心中的25G、50G和100G技術(電子工程專輯)圖1：以太網(wǎng)標準的發(fā)展規(guī)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(xiàn)有的100G標準網(wǎng)絡系統(tǒng)由四條鏈路組成，每個通道的帶寬均是25Gbps。這種四比一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(wǎng)絡運營商更便捷地擴建其數(shù)據(jù)中心。

同樣，40G 以太網(wǎng)是由 4 個 10G 以太網(wǎng)的鏈路組成的。但據(jù)以太網(wǎng)聯(lián)盟 (Ethernet Alliance) 主席 John D’Ambrosia 所言，眾多數(shù)據(jù)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(fā)器的原因所在。這不僅可以讓 25G、50G 和 100G 以太網(wǎng)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(wǎng) 的IEEE 標準落實還有一段時間(大約為2018 年至 2020 年)，但多家行業(yè)聯(lián)盟都預計 2016 年就會有產(chǎn)品開始出現(xiàn)。與 25G 技術類似，50G 以太網(wǎng)技術將成為下一個高速連接服務器與數(shù)據(jù)中心的解決方案。根據(jù)分析公司 Dell’Oro 的數(shù)據(jù)顯示，今后幾年，服務器和高性能閃存存儲系統(tǒng)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(wǎng)技術的產(chǎn)品，25G/50G 以太網(wǎng)聯(lián)盟已經(jīng)免除了25G 及50G 以太網(wǎng)規(guī)范的專利費，并面向所有數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)廠商開放。

重復使用現(xiàn)有100G網(wǎng)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(shù)百公里到數(shù)萬公里不等的遠距離運營商網(wǎng)絡而言，100G以太網(wǎng)的部署將繼續(xù)增長。

但根據(jù)一家最新行業(yè)聯(lián)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(lián)合牽頭的 100G CLR4 聯(lián)盟認為，100G 非常適合連接 100 米到 2 公里跨度的大型“超大規(guī)模”數(shù)據(jù)中心。

其他公司也正在尋求用于數(shù)據(jù)中心的備選 100G 實施方案。Avago Technologies 已加入 CWDM4 MSA行業(yè)聯(lián)盟，后者旨在為數(shù)據(jù)中心應用中2公里內的低成本 100G光接口定義一個通用的規(guī)范。隨著網(wǎng)絡基礎設施構建向 100G 數(shù)據(jù)速率轉型，數(shù)據(jù)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(fā)起的OpenOptics MSA 組織也將集中精力開發(fā)支持 2公里 100G 的數(shù)據(jù)中心。

過去，是速度的提升推動了大多數(shù)網(wǎng)絡組件的開發(fā)。如今，要處理海量的通過云的數(shù)據(jù)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。