提升服務(wù)器性能+降低連接成本 25GbE是新選擇

　　以太網(wǎng)吞吐量在不斷地提升。數(shù)據(jù)傳輸速度從1983年初始的10Mbps提升到2010年的40Gbps和100Gbps。既然40Gbps和100Gbps從2010年開始就可以使用，那么為什么25GbE標準的制定工作直到2014年才開始呢?

　　“增加服務(wù)器性能”和“服務(wù)器到交換機連接的開銷”是制定25GbE標準的原因。目前，許多云和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器都支持10GbE網(wǎng)絡(luò)接口，并且通過銅線或光纖連接到頂級機架交換機。新一代的處理器芯片，以及由于虛擬化帶來更高水平的CPU使用率，都有可能讓10GbE鏈接變成瓶頸。

　　消除這種瓶頸只是25GbE理事會(25 Gigabit Ethernet Consortium)的目標之一。這個組織在2014年7月成立并致力于制定一個新的以太網(wǎng)標準。這個組織得到了Arista Networks、Broadcom、谷歌、Mellanox和微軟等公司的支持，它表示，希望“在工作負載有可能超過10或40GbE鏈路的下一代云基礎(chǔ)架構(gòu)中”實現(xiàn)“以經(jīng)濟的方式擴展交付給服務(wù)器和存儲終端的網(wǎng)絡(luò)帶寬。”

　　這個小組開發(fā)了一個關(guān)于25GbE和50GbE的規(guī)范，然后在說服其他供應(yīng)商采納這個標準。之后，在2014年7月，IEEE組建了一個研究小組專門探討25GbE標準。到12月，這個研究小組轉(zhuǎn)而加入負責開發(fā)標準的802.3by工作小組。

　　雖然服務(wù)器到交換機的連接預(yù)計將成為25GbE技術(shù)的主要應(yīng)用場景，現(xiàn)在支持10GbE上行鏈路的接入交換機預(yù)計會隨著最終用戶設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸速度的提升而增加到25GbE。25GbE技術(shù)預(yù)計將會在今年末正式通過批準，它也會支持存儲瀏覽。

　　單線25GbE將符合新的以太網(wǎng)標準

　　一直以來，提升服務(wù)器性能是通過直接從10GbE升級到已有的40GbE標準實現(xiàn)的，而不是通過開發(fā)新的25GbE標準實現(xiàn)。但是，雖然40GbE能夠提供大于需求的吞吐量，但是問題是成本太高。服務(wù)器和交換機的接口會變得更加昂貴，并且網(wǎng)絡(luò)線路基本上要進行更換。

　　以太網(wǎng)接口使用序列化器/反序列化器(SerDes)組件來生成64位單元的序列化數(shù)據(jù)。然后，這個64位單元的數(shù)據(jù)又會編碼加上2個位，用于支持時鐘同步?？偣?6位的數(shù)據(jù)會通過物理編碼子層從接收者的PCS線路傳輸?shù)揭粋€SerDes上，然后由它將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁邔哟蔚慕涌谏?。以太網(wǎng)線路在每一個終端都包含一個SerDes及一條傳輸路徑。

　　在10GbE標準化時，SerDes組件僅限于在10GbE上使用。這些組件現(xiàn)在支持25GbE，因此它可以在一條線路上傳輸25Gbps。25GbE接口目前價格高于10GbE，但是增加幅度并不是按比例的：價格并不會增加到2.5倍。成本一般會隨容量的增加而下降。從10GbE升級到25GbE并不需要安裝新線路，因為它們都可以通過同一條雙絞線或單模、雙模光纖傳輸數(shù)據(jù)。

　　40GbE則需要使用4條10Gbps線路。每一條線路都需要使用一個獨立的SerDes。然后，PCS會將4組66位數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式分發(fā)到4條線路上。在接收端，這些數(shù)據(jù)會以正確順序回放，發(fā)送到4個SerDes組件上。

　　有兩種方法可以通過光纖傳輸4條線路。每一條線路可以通過一對獨立的光纖傳輸數(shù)據(jù)，也可以使用波分復(fù)用技術(shù)將全部4條線路組合成為一組，其中每一條線路都采用不同的波長來傳輸數(shù)據(jù)。在銅線上傳輸4條線路的方法是由40GBASE-CR4標準定義的。每一條線路都使用一條獨立的屏蔽雙絞線。無論是采用光纖或是銅線，4條線路都會增加成本和能耗。

　　25GbE聯(lián)合會在發(fā)布25Gbps標準的同時也發(fā)布了50Gbps標準。它使用2條25Gbps線路來實現(xiàn)比40GbE標準更高的吞吐量，同時只需要2條線路，而不需要4條線路。

　　新以太網(wǎng)標準的供應(yīng)商支持

　　IEEE在今年秋季前都不會最終發(fā)布802.3by標準，但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)開始測試他們的產(chǎn)品了。以太網(wǎng)聯(lián)盟去年6月在美國新罕布什爾大學(xué)(UNH)互操作實驗室開展了25GbE技術(shù)的實驗。有很多的供應(yīng)商參與了實驗，其中包括交換機和服務(wù)器供應(yīng)商Arista、思科、戴爾和日立;網(wǎng)絡(luò)連接器供應(yīng)商Amphenol和Molex;以及以太網(wǎng)適配器供應(yīng)商英特爾和QLogic。生產(chǎn)交換機、連接器和適配器的Mellanox也測試了它的產(chǎn)品，而Ixia、Spirent和Xilinx則是測試設(shè)備提供商。

　　實驗結(jié)果報告的成功率86%是一個非常鼓舞人心的結(jié)果，特別是考慮到6月份時這個新的以太網(wǎng)標準才僅僅發(fā)布一年時間。實驗結(jié)果會反饋回IEEE委員會，幫助他們確定標準的最終細節(jié)。

　　成功的UNH實驗預(yù)示著供應(yīng)商已經(jīng)在他們的25GbE產(chǎn)品設(shè)計和實現(xiàn)中做得很好了。而與此同時，Arista、思科、華為和Mellanox都已經(jīng)發(fā)布了支持新標準的產(chǎn)品，而惠普則宣布準備在服務(wù)器和交換機中都支持25GbE接口。

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