作者：Nicholas Ilyadis，Marvell投資組合和技術(shù)戰(zhàn)略副總裁
直到最近，萬(wàn)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(jī)的速度規(guī)范。然而，在過(guò)去幾年中，很多因素都促使數(shù)據(jù)中心的帶寬需求越來(lái)越高，這包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備數(shù)據(jù)爆炸式的增長(zhǎng)，在線視頻流的激增，以及需要支持吞吐量越來(lái)越大的服務(wù)器和存儲(chǔ)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(zhǎng)這一事實(shí)，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(lái)滿足當(dāng)前和未來(lái)的帶寬需求，問(wèn)題是采用25GbE、40GbE還是100GbE。本文將探討在向更高速度邁進(jìn)的過(guò)程中，對(duì)于要求成本和性能相對(duì)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(biāo)準(zhǔn)化解決方案進(jìn)入市場(chǎng)之前，數(shù)據(jù)中心一般通過(guò)聚合多個(gè)單通道10GbE網(wǎng)絡(luò)物理層來(lái)升級(jí)到更高的鏈路速度。例如，一家公司可以聚合四個(gè)10GbE物理通道實(shí)現(xiàn)40GbE速度，或者聚合10個(gè)10GbE通道以運(yùn)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(duì)導(dǎo)線上，高速信號(hào)從10Gbps演進(jìn)到25Gbps。這樣，把四個(gè)25Gbps鏈路捆綁在一起可實(shí)現(xiàn)100Gbps鏈路。業(yè)界隨后研究了將100GbE技術(shù)拆成四個(gè)獨(dú)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(qiáng)計(jì)算和存儲(chǔ)效率的優(yōu)點(diǎn)，其長(zhǎng)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(jìn)一步提高了帶寬，但是綜合考慮起來(lái)，這些解決方案比25GbE更昂貴而且功耗更高。因此，對(duì)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(guò)渡到下一代網(wǎng)絡(luò)時(shí)，相關(guān)的資金和運(yùn)營(yíng)支出要相對(duì)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(jìn)一步提高了性能，因此，25GbE是尋求更快、更智能和更經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，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(jìn)行通信，那就達(dá)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(jì)高效地升級(jí)到更高的速度。使用25GbE，公司可以運(yùn)行兩個(gè)25GbE通道實(shí)現(xiàn)50GbE，或者運(yùn)行四個(gè)通道實(shí)現(xiàn)100GbE，因此，遷移到25GbE后，未來(lái)也不會(huì)過(guò)時(shí)。
此外，25GbE利用了數(shù)據(jù)在交換機(jī)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(dòng)，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(jī)和服務(wù)器以及主干交換機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)全連接的一種網(wǎng)絡(luò)，對(duì)25GbE進(jìn)行優(yōu)化以支持這種東西向數(shù)據(jù)流。通過(guò)采用單獨(dú)的25GbE通道并將其擴(kuò)展到主干交換機(jī)，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(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此關(guān)鍵是要對(duì)其進(jìn)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(jī)能夠發(fā)揮吞吐量更高的優(yōu)勢(shì)，但也要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高通過(guò)它們的數(shù)據(jù)流的可見性。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)使用分析系統(tǒng)來(lái)處理智能交換架構(gòu)并實(shí)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(dòng)。分析技術(shù)使操作人員以可視化的方式實(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)怎樣運(yùn)行，并根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。盡管部署了更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，很多公司并沒(méi)有正確地利用分析技術(shù)，使用不合適的手段來(lái)訪問(wèn)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(shí)現(xiàn)投資效益最大化。
25GbE更經(jīng)濟(jì)
25GbE是比40GbE和100GbE等其他選擇更經(jīng)濟(jì)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(jìn)行過(guò)渡。25GbE電纜簡(jiǎn)化了從10GbE的遷移，如果公司想要從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)遷移到另一個(gè)，那么40GbE和100GbE會(huì)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(gè)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(tái)設(shè)備才能完成的任務(wù)現(xiàn)在使用一臺(tái)交換機(jī)即可，從而降低了交換機(jī)層面的成本。
圖1.Clos網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
圖2.最近，市場(chǎng)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(jī)和以太網(wǎng)收發(fā)器。
為了推動(dòng)向25GbE的過(guò)渡，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)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(jī)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(guò)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(zhǎng)的需求。
