透视数据中心中的 25G、50G 和 100G 技术

企业和云级网络的数据中心中各种“G”比比皆是，是时候搞清楚他们的性能了。

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云计算的兴起和数据中心的扩展推动着最新的以太网速度升级，而基于云技术的大数据也已然增加了运营商的工作负载。为满足这一需求，数据中心通过增加与现有基础设施并行的带宽能力实现扩展。预期中25G和100G以太网部署的快速增长就是这一趋势的明证。 为了能够处理不断增大的数据负载，业界最大规模的远距离云企业已纷纷与他们核心网络的数据中心运营商一起，共同转向使用100G以太网架构。不过大多数运营商认为，对服务器连接来说，100G甚至是40G都有些过度，因为其工作负载仅需要在10G网络上逐步改进就够了。这就是虽然已经推出了40G和100G以太网，25G和50G以太网仍然是数据中心内部常见选择的原因之一。下面我们将简要介绍为什么25G比40G更适合这些应用。 几种最新以太网带宽技术的形成并不是为了要创下速度新高，更多是为了将这种网络协议推入邻近的市场，尤其是数据中心市场。下面我们将通过分别介绍25G、50G和100G来了解具体原因。 25G 官方制定的面向25G 以太网的IEEE 802.3草案标准最终会在2016年完成（见图1），其主要面向云数据中心的服务器。由于可重复使用10G和100G以太网的组件，这是一个相对较短的时间框架。

图1：以太网标准的发展规划
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40G和100G已然存在，但为什么还要使用25G？这令部分运营商迷惑不解。答案其实就在于架构与性能方面的要求。现有的100G标准网络系统由四条链路组成，每个通道的带宽均是25Gbps。这种四比一的比率相当于将服务器连接至 25G 交换机，然后汇聚成 100G 的上行链路，从而有助于网络运营商更便捷地扩建其数据中心。 同样，40G以太网是由4个10G以太网的链路组成的。但据以太网联盟（Ethernet Alliance)主席John D’Ambrosia所言，众多数据中心均已采用10G以上的服务器。这就是为什么多家芯片厂商已提供25G串行/解串收发器的原因所在。这不仅可以让25G、50G和100G以太网的带宽汇聚更加方便，而且还能因批量而降低成本。 50G 虽然距离50G以太网的IEEE标准落实还有一段时间（大约为2018年至2020年），但多家行业联盟都预计2016 年就会有产品开始出现。与25G技术类似，50G以太网技术将成为下一个高速连接服务器与数据中心的解决方案。根据分析公司Dell’Oro的数据显示，今后几年，服务器和高性能闪存存储系统将会需要超过25G的速度。 为有助于更快地提供这些加速的以太网技术的产品，25G/50G以太网联盟已经免除了25G及50G以太网规范的专利费，并面向所有数据中心生态系统厂商开放。 重复使用现有100G网络的25G组件可降低50G的实施成本。例如25G布线的成本结构与10G相同，性能却是其2.5倍。同样，50G的成本是40G成本的一半，性能却能够提升25%。 100G 对于距离数百公里到数万公里不等的远距离运营商网络而言，100G以太网的部署将继续增长。 但根据一家最新行业联盟提供的信息，100G架构还将成为另一个极佳的市场备选方案。英特尔和Arista Network联合牵头的100G CLR4联盟认为，100G非常适合连接100米到2公里跨度的大型“超大规模”数据中心。 其他公司也正在寻求用于数据中心的备选100G实施方案。Avago Technologies已加入CWDM4 MSA行业联盟，后者旨在为数据中心应用中2公里内的低成本100G光接口定义一个通用的规范。随着网络基础设施构建向100G数据速率转型，数据中心将需要长距离高密度100G嵌入式光连接。MSA使用粗波分复用（CWDM）技术提供4个25G单模光纤（SMF）链路通道。同样，Ranovus和Mellanox Technologies发起的OpenOptics MSA组织也将集中精力开发支持2公里100G的数据中心。 过去，是速度的提升推动了大多数网络组件的开发。如今，要处理海量的通过云的数据流，需要各公司在提升速度和重复使用技术之间来寻求一个平衡，从而找到一个成本合理的解决方案。