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。

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

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。

作者简历

Nicholas Ilyadis是博通（Broadcom）公司基础设施和网络部门副总裁兼首席技术官，他负责为包括网络交换、以太网控制器、无线局域网、SerDes、PHY、处理器和安全等技术在内的一系列芯片产品制定产品策略和跨产品线组合方案。