在近幾年里，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因素促使數(shù)據(jù)中心的寬帶需求越來越高，數(shù)據(jù)中心正負(fù)載著大量增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的壓力。但是，截止目前為止，萬兆以太網(wǎng)(10GbE)依然是高性能數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器和架頂式(ToR)交換機的速度規(guī)范，很顯然即使10GbE速度也遠(yuǎn)不夠解決寬帶需求問題，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(dāng)前和未來的帶寬需求，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，相比 40GbE和100GbE，為什么25GbE是最佳的以太網(wǎng)速度。
在25GbE IEEE標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)25GbE標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，并滿足了超連接行業(yè)不斷增長的需求。
作者：Nicholas Ilyadis，Marvell投資組合和技術(shù)戰(zhàn)略副總裁
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