隨著新的先進技術和爆炸性需求的推動，如今的數據中心正在急劇擴張。根據 Dell'Oro 2022 年初的數據中心 IT 資本支出 5 年預測報告，全球數據中心交換機資本支出預計到 2026 年將增長 10%。超大規模云服務器提供商將在未來五年內將其數據中心支出增加一倍。數據中心交換機的最新趨勢是什么？在本文中，我們將介紹重塑數據中心交換機市場的三大主要趨勢。

白盒開關獲得動力

白盒交換機已經發展了幾年，現在越來越多的大型數據中心開始擁抱白盒交換機。

白盒交換機如何獲得市場份額？

白盒模型的流行與云網絡的不斷發展有很大關系。隨著云數據中心的興起，對云網絡提出了敏捷、靈活、可擴展、低成本等要求。傳統網絡基礎設施將軟件和硬件集成在一起，普遍成本高但缺乏敏捷性。由于難以適應未來云化網絡的發展需求，網絡基礎設施正在向白盒交換機開放網絡演進。

不同于傳統的由交換機硬件和軟件組成的“黑盒”網絡交換機。白盒交換機需要軟件來匹配他們的硬件，因此消費者可以更靈活地選擇他們要加載到交換機平臺上的網絡操作系統。白盒交換機提供了另一種選擇，簡化了網絡操作并提高了整體性能，同時顯著降低了成本。

多年來，白盒數據中心交換機出貨量呈增長趨勢。亞馬遜、谷歌和 Facebook 占據了年度總量的大部分。白盒交換機的興起絕非偶然。助推市場是由裸機硬件和開放網絡操作系統的成熟推動的。白盒硬件供應商包括DELL、Accton、Celestica等，NOS供應商包括Pica8、Big Switch、Cumulus、Arrcus等。隨著越來越多的小公司出現，以太網交換機市場呈指數級增長。客戶有更多的權利來考慮選擇哪個硬件供應商的產品或NOS軟件供應商的解決方案，這有助于他們定制網絡解決方案以滿足他們的需求。

白盒交換機在數據中心扮演什么角色？

數據中心的白盒交換機一般會扮演三種角色：Spine交換機、葉子交換機（Server ToR switch）和葉子交換機（Gateway ToR switch）。這三個角色負責處理不同的流量（東西向或南北向），需要不同比例的硬件資源。

當白盒交換機作為主干交換機時，需要兼顧葉子到葉子的流量，并具有大容量和多租戶的特點。服務器葉子交換機聚合來自服務器節點的流量并連接到網絡的核心，而網關葉子交換機則用于南北向外部流量。配備可編程芯片的白盒交換機可以發揮多種作用，處理不同的流量轉發，提供不同的功能。

400G/800G 接口的采用率正在上升

在過去幾年中，我們看到整個數據中心的鏈路速度從 25G/100G 增加到 100G/400G。許多大數據中心正在部署 400G 數據中心，并使用具有 400G 接口的網絡交換機來支持更高的數據速率以提供高性能應用程序。

隨著 400G 用于超大規模數據中心，數據中心連接正在朝著更高的速度發展——800G 甚至 1.6T。許多半導體公司一直在開發800G光學并取得了長足的進步。根據 Dell'Oro Group 的一份報告，在數字化轉型、帶寬密集型應用和新 AI 工作負載趨勢的推動下，數據中心交換機市場在未來幾年仍將大放異彩。據預測，2025年800G交換機端口采用率有望超過400G數據中心交換機端口，占端口出貨量的25%以上。

光學技術發揮更關鍵的作用

另一個值得關注的趨勢是光技術將在數據中心交換機中扮演越來越重要的角色。雖然全球通信基礎設施最初是用銅纜部署的，但如今隨著速度的提高和傳輸距離的擴大，鏈路從銅纜轉向光纜。基本上，網絡交換機接口速度的采用往往領先于互聯網標準，這是由高速數據中心交換機接口和SerDes的升級驅動的。

傳統的數據中心交換機嚴重依賴安裝在開關面板上的可插拔光學器件。然而，隨著數據速度繼續提高到超過 400G，該過程變得越來越復雜，并且需要更多的功率來將電信號從靠近 PCB 中心的開關 ASIC 驅動到前面板的可插拔模塊。此外，驅動和接收高速數據信號會顯著增加延遲。

共封裝光學器件 (CPO) 是解決這些問題的新創新。它使位于同一封裝中交換機附近的光學器件成為可能，從而降低功耗并繼續擴展網絡交換機的帶寬。一些可插拔光學供應商已將 CPO 引入他們的路線圖，未來幾年將見證 CPO 技術和商業供應鏈的標準化。