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40G以太网的新时代
发表时间:2016-04-18     阅读次数:2270     字体:【

世上的事儿往往让人始料不及,作为光传输介质的“以太”已经被证明子虚乌有,但是以此命名的“以太网”却一直在茁壮成长。以太网从各种网络传输技术中一路过关斩将,不仅成为主流,而且速度有了长足的进步。

  现在观看上世纪七十年代的电影,其中提到的技术实在是差强人意,但其中孕育着很多技术的初始。以太网就在其中。虽然它诞生的时候只有3Mbps,这个速度在现在看来就好像蜗牛爬行一样,但在当时,虽然“这个数据传输速度比计算机访问主记忆体要慢,但已经够用了”。鲍勃·麦特考菲(Bob Metcalfe)和其他施乐公司(Xerox)帕罗奥图研究中心(Palo Alto Research Center, PARC)的员工在回忆的时候说。

  从3Mbps到现在的标准IEEE 802.3ba 支持40/100G速度,成长的空间以万来计算。我们暂且忽略在这过程中的种种,且来看看今天异军突起的40G网络吧。现在,40G产品已经开始量产,首批用户已开始试水这些产品,但大量的部署还没有开始。40G以太网在现在和不远的未来,都会对用户产生深远的意义。这个时刻表在10G以太网网卡集成到服务器的时候,已经被无限迫切地拉到眼前。从设备角度来看,核心交换机高密40GE单板(至少20*40GE)已经是大势所趋,尤其在数据中心交换机领域,40GE时代已经到来,华为技术专家表示。

  越来越有意思的40G以太网市场

  40G以太网从诞生之初就颇为有趣,与百兆、千兆到万兆的以太网以10为阶梯升级不同,它是10G以太网的四倍,并且是与100G以太网标准同时推出。这似乎是给了网络厂商和用户一个选择:到底是40G还是100G?这在当时是一个问题,在随后的几年时间里仍然是一个问题。从不久之前《网络世界》做的100G市场和应用状况调查来看,目前100G的应用尚处于萌芽阶段,在运营商领域刚刚开始崭露头角,在企业网中实际应用还是星星之火,国内尚未有实例。与此对应的是40G网络市场的风生水起。从现在的市场情况来看,Extreme和戴尔可谓占了天时,但其他厂商的发布也并没有晚多少。思科、瞻博网络、阿尔卡特朗讯、H3C、锐捷等厂商都陆续发布了产品,新兴厂商Arista和Mellanox解决方案也特征鲜明。最近的消息是华为在刚刚落幕的Interop 2012上发布了CloudEngine系列数据中心交换机,性能参数惹人注目。之前选择100G以太网作为主攻对象的厂商也已经陆续推出了自己的40G以太网产品,而一些尚未发布40G产品的厂商似乎也开始酝酿。从分歧到认可,40G以太网的发展可谓颇为曲折。

  另外一件有意思的事情是在去年年底发布的40G以太网市场数据,从上榜名单来看,也颇值得玩味。40G以太网市场是不是市场洗牌的新机会?恐怕很多人的心里都在打鼓。据去年12月Dell'Oro发布的第一份40G市场报告显示,在2011年第三季度,Extreme占据了40G模块化以太网交换机市场的最大份额。供应商中仅戴尔和Extreme在三季度就取得了模块化40G产品的收益。当然,发布时间的早晚之分,市场尚未成长是形成这个数据非常重要的原因,因此它还不足以说明全部情况。但这种数字已经让人很有遐想的空间。

  此外,从IDC的数据来看,2011年全球以太网交换机收入达到210亿美元,其中第四季度收益为60.06亿美元,同比增长5.5%,环比增长1.2% 。10G以太网市场的销售非常亮眼,同比增长26.5%,而同期的端口发货量的增长则高达一倍多。但增长更为迅速的却是40G以太网,2011年第四季度达到12000端口。因此,40G产品虽然实际数量并不占优势,但是成长的曲线却非常动人。可以预想到在不远的将来,数据中心交换机厂商将会加大40G以太网市场的拓展力度。

  40G以太网,这是一场任何厂商都不愿意错过的“盛宴”。

  部署40G:你不得不考虑的那些事儿

  40G网络设备已经呈现,但在实际选择和部署过程中,用户要搭建一个网络需要考虑的还有很多。比如,自己在面对10G、40G以及未来的100G网络时应该如何选择?再比如,在实际部署过程中还要考虑配套系统的情况,布线、电源和机柜都需要与之进行匹配。

  什么样的用户会选择40G网络呢?事实上,“最重要的因素还是用户网络实际的业务需求,根据目前的流量情况选择适当的接口带宽。另外用户也要充分考虑网络未来的升级扩容能力。” 卢国强的回答从当下和未来的角度进行了阐释。拿什么作为界定的标准呢?

  “一般我们看的是万兆端口的密度,在接入层万兆端口密度提升以后,核心层采用40G连接是数据中心发展的必然趋势。” 锐捷网络有限公司产品营销部数据中心产品经理蒋波这样说。Arista国际销售区域副总裁Mark Foss则从几个方面给出了比较细致的解答:“首先,要看网络带宽的需求;其次要考虑组网的实际情况,设备间互联距离如果小于150米,可以考虑40GbE/100GbE,若互连距离大于150米以上,那么目前还是主要考虑采用10GbE;再次要考虑布线的灵活性,为了布线方便、简洁,可以首先考虑10、40或100GbE。同时,还要考虑互连采用双绞线、双同轴电缆还是光纤。如要采用现有双绞线布线系统连接服务器,就可首先考虑采用10GbE。最后,端口密度以及每个端口的平均投资也是不可忽略的内容。”

  在Mark的总结中提到了布线,针对不同的距离和灵活性的要求给出了并不相同的建议,这是什么原因呢?布线领域的专业厂家是最有发言权的。“目前,10G以太网的光纤和铜缆传输标准都已经发布,但是就40G以太网传输而言,现在是只有光纤标准而没有铜缆标准。”美国西蒙公司大中国区技术部经理陈宇通这样说。从布线的发展来看,一般来说,铜缆标准总是落后于应用标准和光纤标准的。历史上的10G就是如此。现在国际布线组织TIA和ISO都已经成立了铜缆工作组来进行标准的研究工作。TIA的名称是TIA 568-C.2-1,ISO的名称是ISO 11801-99-X,TIA标准提到的是100欧姆支持下一代布线规范,但是并未明确40G还是100G,而ISO则明确是在40G传输领域。在前文中多次提到的QSFP+,实际上是短距离传输的一种选择。一般来说,是用来连接ToR交换机的,也就是距离不超过一个机柜。“QSFP+和SFP+正好弥补了现在的双绞线支持真空期”。陈宇通这样认为。当然,现在也有人认为未来QSFP+和SFP+会取代现在的双绞线布线。在不久之前Intel发布的一份预测显示,QSFP+和SFP+的出货在逐渐下降,而双绞线在逐渐上升,到2013年,QSFP+与SFP+与10GBase-T会基本持平。

  既然布线的情况是这样,用户应该如何选择呢?“短距离可以选择QSFP+和SFP+等,长距离可以考虑光纤。多模光纤OM3标准支持100米,而OM4的标准则是150米,单模光纤则不会遇到传输距离的问题。”陈宇通这样建议。但针对现在高密度、高性能、更长距离、更高速传输等要求,MPO/MTP会是比较合理的选择。

  布线问题不能忽视,物理基础设施的升级更为重要。显然,数据中心供电和制冷系统的可靠性是整个IT系统正常运转的前提。“在很多低密度的数据中心中,单个机柜的功率密度一般低于3KW,随着虚拟化的普及,高密度设备应用单位机柜的功率密度已经提升至5~8KW,有些数据中心机房的功率甚至可以达到30~50KW。例如:天津天河一号超算中心单个机柜的功率就达50KW,如果依靠传统的高架地板下送风,物理基础设施架构显然无法满足需求。”施耐德电气大中华区战略市场总监谢卫刚用数字简单而直接表明了现在的问题。“采用水平送风,紧靠热源的制冷,对于低密度机房中的高密度部署采用热通道遏制系统,摒弃传统的高架地板模式是比较切实的方案。”这是来自数据中心物理基础设施厂商的中肯建议。而高效、绿色节能也已经成为数据中心解决方案的一项重要指标。

 
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