25G - 數(shù)據(jù)中心升級到100G/200G/400G的重要路徑

2019-08-19 14:21:25 深圳市瑞普高電子有限公司 198

隨著私有云、公有云數(shù)據(jù)中心以及服務(wù)商對高寬帶的需求不斷增加，25G與100G得到廣泛的應(yīng)用，200G/400G光學(xué)器件也已從2019年開始陸續(xù)生產(chǎn)出貨。到目前為止，大多數(shù)服務(wù)器供應(yīng)商已開始為服務(wù)器提供25G光纖網(wǎng)卡作為I/O（輸入/輸出）的選擇，以太網(wǎng)的信號傳輸速率從早前的10G提升到25G、100G甚至更高。盡管目前1G、10G和40G占據(jù)著以太網(wǎng)端口市場的主要份額，但未來對25G和100G的需求將會比以往任何時候都要強烈，因為高帶寬不可否認地正推動著數(shù)據(jù)中心朝著更高擴展性和靈活性的方向發(fā)展。

一、數(shù)據(jù)中心為什么會迎來25G?

數(shù)據(jù)中心正以前所未有的速度擴展，推動了服務(wù)器與交換機之間連接對于更高帶寬的需求，為了迎合這一趨勢，接入網(wǎng)已逐步從10G升級為25G，這也為服務(wù)器與ToR交換機的連接提供了高密度、低成本和低功耗的解決方案。

25G的發(fā)展歷程

自2014年25G被提出以來，谷歌、微軟、Arista 網(wǎng)絡(luò)、博通和Mellanox等公司一直推動著25G以太網(wǎng)標準的發(fā)展，意在實現(xiàn)25G架頂式服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。隨著25G的熱度持續(xù)高漲，25G在市場上迅速的擴散，未來25G將為服務(wù)器與交換機之間的連接提供全面的解決方案。下圖展示了25G以太網(wǎng)從2014年到2018年以來的關(guān)鍵里程碑

二、從現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)升級方式談25G的優(yōu)勢

在25G以太網(wǎng)標準發(fā)布前，企業(yè)、運營商等數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)升級方式一般是采用10G-40G，伴著25G以太網(wǎng)標準的正式發(fā)布，25G-100G網(wǎng)絡(luò)升級的方式以低成本、低功耗和高密度等優(yōu)勢獲得了更多的應(yīng)用，促進了100G以太網(wǎng)快速發(fā)展。下面就讓我們來看看10G/25G/40G之間存在什么差異以及哪種升級方式更加優(yōu)越。

相比10G，25G提供更高性能帶寬

在當前數(shù)據(jù)中心中，服務(wù)器與交換機之間的網(wǎng)絡(luò)連接一般在10G與25G之間做出選擇。相對于10G而言，25G基于10G封裝和芯片技術(shù)上取得了進步，提供了更高的帶寬和性能。25G的出現(xiàn)可使數(shù)據(jù)中心基于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之上，不增加任何線纜互連，也能支持更高速率（超過10G）的傳輸，滿足未來網(wǎng)絡(luò)對于更高帶寬的需求，讓網(wǎng)絡(luò)升級更加方便輕松。25G與10G傳輸所需的布線基礎(chǔ)設(shè)施基本一致，即可有效避免昂貴的成本及重新布線的復(fù)雜性，使其網(wǎng)絡(luò)升級更加便捷。

此外，25G與10G類似，采用了SerDes（Serlializer和Deserializer，英文串行解串器的縮寫）單通道，具備向后兼容性，顯著地降低了功耗和成本，幫助數(shù)據(jù)中心運營商節(jié)省資本開支和運營支出。

● 將25G SFP28光模塊插入10G SFP+端口中，我們將獲取什么樣的速度？

理論上，25G SFP28光模塊是能夠向后兼容10G SFP+端口，其速率可達10Gb/s，但是，這種使用方式并不一定適合所有品牌交換機和光模塊，考慮到光纖網(wǎng)卡和交換機端口的限制，一般不建議采用此方式。

相比40G，25G更符合高密度需求

25G讓服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)適配器（NIC）與交換機之間的以太網(wǎng)規(guī)范具有互操作性，為機架服務(wù)器的帶寬連接提供了更大的端口密度和更低的單位成本。與40G相比，它能提供更高的端口密度，最大化交換機的I/O性能和交換能力。從連接的交換機數(shù)量來看，由于25G采用單通道技術(shù)（只占用1個25G端口），而40G采用四通道（占用4個10G端口），因此25G可連接的交換機更多。另外，與現(xiàn)有的10G和40G相比，25G和50G的傳輸性能整體提高了2.5倍。

對于大型、高端企業(yè)而言，服務(wù)器的端口密度很大程度上決定了整個系統(tǒng)中布線和交換機基礎(chǔ)設(shè)施的成本，因此，與40G相比，從25G升級到100G的成本相對較低。因為25G-100G網(wǎng)絡(luò)升級時，交換機端口得到充分利用，有效降低了帶寬成本。

● 已經(jīng)升級到了40G網(wǎng)絡(luò)，是否還有必要部署25G網(wǎng)絡(luò)？

相對于40G設(shè)備來說，25G設(shè)備較為昂貴，那么已經(jīng)升級到了40G網(wǎng)絡(luò)，是否還有必要部署25G網(wǎng)絡(luò)？由于25G通道的成本合理化，未來25G絕對是10G升級到100G或者更高速率的重要路徑。若是您需要提高波特率（信號傳輸速率）或計劃著將網(wǎng)絡(luò)升級到更高速度（100G/200G/400G），則必須部署25G網(wǎng)絡(luò)，若是沒有需求，那么就不用部署25G網(wǎng)絡(luò)。

三、從未來100G/200G/400G數(shù)據(jù)中心看25G的前景

目前，在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心已隨處可見25G服務(wù)器和100G交換機的蹤影，它們逐漸取代了早前10G服務(wù)器和40G交換機，這種網(wǎng)絡(luò)升級使得整個系統(tǒng)的吐吞量提高了2.5倍，同時減少了設(shè)備增量成本。隨著以太網(wǎng)行業(yè)不斷地創(chuàng)新，為更高速率的研發(fā)做基礎(chǔ)，25G-100G的升級模式已然成為了數(shù)據(jù)中心的重要路徑。

25G為50G提供更多可能

眾所周知，25G相對于10G來說，只需要一條通道即可提供2.5倍的帶寬，未來50G相對于40G來說，也可以通過一條通道提供1.25倍的帶寬，目前50G已經(jīng)被提出作為100G/200G/400G網(wǎng)絡(luò)升級的基礎(chǔ)，但是50G以太網(wǎng)標準的實施仍需要一段時間。

25G將為50G提供更多可能，由于50G以太網(wǎng)的實現(xiàn)可基于兩個25G通道，因此它將成為目前使用四個10G通道達到40G的替代方案，通過減少通道變向降低數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本。未來，網(wǎng)絡(luò)升級路徑可能會從傳統(tǒng)的10G-40G-100G演變成10G-25G-50G-100G。無論如何，數(shù)據(jù)中心通過多個25G通道升級到50G或100G網(wǎng)絡(luò)將會變得更加簡單且經(jīng)濟。

25G為200G/400G網(wǎng)絡(luò)升級奠定基礎(chǔ)

25G/50G/100G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有更高的靈活性，因此通常被作為大型數(shù)據(jù)中心的解決方案，為后期200G/400G升級鋪平道路。目前，高端企業(yè)和大型數(shù)據(jù)中心正在向此發(fā)生轉(zhuǎn)變，有效推動了大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的實施和數(shù)據(jù)中心之間的互連?，F(xiàn)如今市場上越來越多的供應(yīng)商致力于200G/400G光學(xué)器件的研發(fā)，其中一些產(chǎn)品已成功投入使用。100G以太網(wǎng)的實現(xiàn)基于25G/50G的發(fā)展，同理，未來200G/400G網(wǎng)絡(luò)升級將會基于100G的基礎(chǔ)上。下表列舉出了基于25G/50G/100G升級到200G/400G的路徑。

總結(jié)

未來數(shù)據(jù)中心對更高速率和性能的需求將會永不停歇?；仡欉^去幾年25G的演進之路，25G的出現(xiàn)是下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬和信道容量擴展的里程碑。25G-100G網(wǎng)絡(luò)升級通過提供更高的帶寬和端口密度，降低功耗和成本，顛覆了傳統(tǒng)的10G-40G網(wǎng)絡(luò)，提高了數(shù)據(jù)中心效率，為200G/400G的升級奠定了堅實的基礎(chǔ)，對此，讓我們拭目以待以太網(wǎng)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新將如何推動數(shù)據(jù)中心的新一輪變革。