25千兆以太網(wǎng)怎樣讓網(wǎng)絡(luò)更快更智能

 直到最近，萬兆以太網(wǎng)(10GbE)依然是高性能數(shù)據(jù)中心標準服務(wù)器和架頂式(ToR)交換機的速度規(guī)范。然而，在過去幾年中，很多因素都促使數(shù)據(jù)中心的帶寬需求越來越高，這包括物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備數(shù)據(jù)爆炸式的增長，在線視頻流的激增，以及需要支持吞吐量越來越大的服務(wù)器和存儲解決方案等。數(shù)據(jù)中心正面臨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)大量增長這一事實，很顯然，即使10GbE速度也不夠，因此，很多公司正在考慮采用速度更高的以太網(wǎng)來滿足當前和未來的帶寬需求，問題是采用25GbE、40GbE還是100GbE。本文將探討在向更高速度邁進的過程中，對于要求成本和性能相對平衡的公司而言，為什么25GbE是最佳的以太網(wǎng)速度。

在25GbE IEEE標準化解決方案進入市場之前，數(shù)據(jù)中心一般通過聚合多個單通道10GbE網(wǎng)絡(luò)物理層來升級到更高的鏈路速度。例如，一家公司可以聚合四個10GbE物理通道實現(xiàn)40GbE速度，或者聚合10個10GbE通道以運行100GbE速度。IEEE今后要標準化的速度是40GbE和100GbE，為公司提供了向更高速度轉(zhuǎn)換的可選方案。在一對導(dǎo)線上，高速信號從10Gbps演進到25Gbps。這樣，把四個25Gbps鏈路捆綁在一起可實現(xiàn)100Gbps鏈路。業(yè)界隨后研究了將100GbE技術(shù)拆成四個獨立的25GbE通道，為IEEE于2016年6月批準25GbE標準鋪平了道路。

25GbE引入的解決方案具有增強計算和存儲效率的優(yōu)點，其長期成本結(jié)構(gòu)相似，但數(shù)據(jù)量是10GbE的2.5倍。雖然40GbE和100GbE都進一步提高了帶寬，但是綜合考慮起來，這些解決方案比25GbE更昂貴而且功耗更高。因此，對于那些想從10GbE轉(zhuǎn)換到更高以太網(wǎng)速度的公司，25GbE解決方案提供了帶寬更高、速度更快的連接，當過渡到下一代網(wǎng)絡(luò)時，相關(guān)的資金和運營支出要相對均衡一些。采用相同的銅纜和光纖，數(shù)據(jù)中心節(jié)省了這方面的開支，但進一步提高了性能，因此，25GbE是尋求更快、更智能和更經(jīng)濟連接的企業(yè)的理想選擇。

25GbE更快

很明顯，隨著數(shù)據(jù)中心帶寬需求的增長，更高的端口速度是高性能服務(wù)器應(yīng)用程序的關(guān)鍵所在。如果數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器不能以大容量的方式彼此通信或者與最終用戶進行通信，那就達不到客戶提高利用率的要求。遷移到25GbE不僅為公司提供了巨大的容量，而且公司能夠根據(jù)需要很容易快速、經(jīng)濟高效地升級到更高的速度。使用25GbE，公司可以運行兩個25GbE通道實現(xiàn)50GbE，或者運行四個通道實現(xiàn)100GbE，因此，遷移到25GbE后，未來也不會過時。

此外，25GbE利用了數(shù)據(jù)在交換機層面的傳輸特性。數(shù)據(jù)不僅從服務(wù)器流向核心，而且在服務(wù)器之間流動，產(chǎn)生了東西向(本地)數(shù)據(jù)流。利用Clos網(wǎng)絡(luò)——接入交換機和服務(wù)器以及主干交換機實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)全連接的一種網(wǎng)絡(luò)，對25GbE進行優(yōu)化以支持這種東西向數(shù)據(jù)流。通過采用單獨的25GbE通道并將其擴展到主干交換機，網(wǎng)絡(luò)連接更廣，不再限于100GbE端口。

25GbE更智能

由于這么多的流量要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此關(guān)鍵是要對其進行監(jiān)控，以確保能夠高效的分配帶寬。開發(fā)出的下一代交換機能夠發(fā)揮吞吐量更高的優(yōu)勢，但也要對其進行改進，進一步提高通過它們的數(shù)據(jù)流的可見性。數(shù)據(jù)中心運營商可以通過使用分析系統(tǒng)來處理智能交換架構(gòu)并實現(xiàn)其可視化，從而能夠精確的調(diào)整數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)中的流動。分析技術(shù)使操作人員以可視化的方式實時了解網(wǎng)絡(luò)怎樣運行，并根據(jù)需要隨時進行調(diào)整。盡管部署了更先進的網(wǎng)絡(luò)，很多公司并沒有正確地利用分析技術(shù)，使用不合適的手段來訪問信息;分析技術(shù)使數(shù)據(jù)中心能夠充分發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的最佳性能，實現(xiàn)投資效益最大化。

25GbE更經(jīng)濟

25GbE是比40GbE和100GbE等其他選擇更經(jīng)濟高效的解決方案嗎?答案在于它比較容易從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行過渡。25GbE電纜簡化了從10GbE的遷移，如果公司想要從一個標準遷移到另一個，那么40GbE和100GbE會受到限制。與40GbE解決方案相比，25GbE單位帶寬的成本更低，而端口密度更高。另一個要考慮的因素是占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心很大一部分成本的光器件;25GbE降低了這方面的成本，因此，其應(yīng)用更加廣泛。此外，以前需要多臺設(shè)備才能完成的任務(wù)現(xiàn)在使用一臺交換機即可，從而降低了交換機層面的成本。

圖1.Clos網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖2.最近，市場上出現(xiàn)了讓25GbE數(shù)據(jù)中心解決方案更優(yōu)化、成本更低的交換機和以太網(wǎng)收發(fā)器。

為了推動向25GbE的過渡，數(shù)據(jù)中心運營商要求半導(dǎo)體公司開發(fā)適用于25GbE的解決方案。Marvell最近發(fā)布的新交換機和以太網(wǎng)收發(fā)器，它提供了適用于25GbE而且成本效益較高的端到端解決方案。通過為25GbE提供技術(shù)支持，數(shù)據(jù)中心開始受益于25GbE標準，并滿足了超連接行業(yè)不斷增長的需求。

Nicholas(Nick)Ilyadis是Marvell投資組合和技術(shù)戰(zhàn)略副總裁。他負責(zé)為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品建立戰(zhàn)略規(guī)劃，這些產(chǎn)品包括汽車連接、網(wǎng)絡(luò)交換、高速控制器和物理層收發(fā)器。他還涉足高性能處理器、企業(yè)WLAN、安全和存儲。在加入Marvell之前，Ilyadis是Broadcom基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)部副總裁兼首席技術(shù)官。他曾在北電網(wǎng)絡(luò)、海灣網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字設(shè)備公司和Itek光系統(tǒng)公司擔(dān)任過高管和工程職位。Nick擁有電氣工程碩士和學(xué)士學(xué)位。Ilyadis是IEEE的高級會員，也是計算機和通信協(xié)會會員。他目前擁有52項專利。