如今,每個人都希望更快地移動更多的數據,而這種需求正推動數據中心以太網速度的快速變化。超大規模的數據中心正在部署100千兆以太網(100GbE),期望在幾年內將其升級到200GbE模塊或400GbE模塊,并且這些組織正在尋求更快的速度。在一般的企業數據中心,其網絡建設速度進展緩慢。只有最近人們了解到10GbE模塊成為企業網絡連接的主流,但由于現有以太網的速度變化的步伐正在加快,所以10GbE模塊網絡速度在企業數據中心將持續應用5年或10年的時間這并不實際。相反,人們將看到數據中心網絡正在快速的向25GbE和100GbE的網絡轉型。
移動到更快的以太網不僅僅是接入更快的網絡接口卡(NIC),還要涉及到光纖使用方式的變化以及數據的傳輸方式的改變。本文將介紹以太網網絡技術的變化,研究數據中心的主要需求,并探索適應更高網絡速度需求的遷移策略,而不會中斷組織正在進行的操作。
數據中心以太網的簡要介紹
從發展歷史上看,以太網速度在10 Mbps,100 Mbps,1GbE,10GbE和100GbE的傳輸速度上逐步增長。數據中心架構從1GbE到10GbE進行了簡單的過渡,但是現在企業客戶正在對其傳統架構進行其他更改,directadmin下載 美國虛擬主機,以提高效率。網絡已經從多層到脊線或結構/網格設計扁平化,為用戶提供容錯,低延遲的服務。增加設備之間的數據速率可以提高服務交付率。
為了實現更高的速度,數據中心架構師已經改變了從雙工10GbE傳輸到40GbE和100GbE傳輸的信號傳輸方式。并行傳輸使用更多的光纖,并且在10GbE元件的基礎上,驅動100GbE的應用。事實上,40GbE一直受到企業的廣泛歡迎,因為除了數據速率的提升,它在網絡設備上提供了更高密度和更低成本的10G端口,占40GbE QSFP端口使用率的50%以上。企業可以使用20條光纖(10條并行10GbE光纖)提供100GbE的傳輸,美國云服務器 江西電信服務器,但這種布線方案與使用四個并行10GbE線路(八條光纖,四條用于發送,四條用于接收)40GbE相比,更難以管理。
25GbE在2016年實現標準化,作為基本的以太網元件,已經實現了從10GbE到25GbE的轉變。使用25GbE替換10GbE,這為企業提供了一種使用四個光纖對達到100GbE的方法,這更容易以連接器和布線方式進行管理。基于25GbE的100GbE具有八條光纖(四條發送和四個接收)已經具有成本效益并被廣泛部署。服務器連接速率正在轉向25Gbps.而通過將100GbE與4×25GbE接口相結合,可以實現更快的應用,降低成本,提高網絡設備密度。
而50GbE的采用已顯見端倪。該技術允許企業使用四個發送和四個接收通道達到200GbE.隨著50GbE的批準和標準化,將可能使用相同的光纖基礎設施和類似的連接實現200GbE.
編碼技術的變化也可以提高效率和速度。通過多模光纖和PSM4,通過單模光纖從NRZ編碼轉換為PAM4可提供更高的效率。這些發展速度比通過1GbE升級10GbE時要快得多。每GbE的成本下降,更高的傳輸速度,以及更低的延遲使這些變化更具吸引力。
布線和傳輸要求
那么這些速度如何映射到數據中心的需求?以下來看三種情況:傳統數據中心,多租戶數據中心,以及超大型數據中心。
傳統企業數據中心采用10GbE作為典型元素,上行40GbE或100GbE.許多中型企業正在考慮采用25GbE來提高100GbE的效率。而通過25GbE通道技術,企業對于部署100GbE的興趣也在增長。此外,企業正在從OM4演變為OM5(寬帶多模)光纖,這使得它們在每個光纖中具有四個通道,因此一個光纖對中的帶寬提高4倍。例如,使用OM5光纖,單個光纖對可以實現40GbE或100GbE傳輸,而不需要8條光纖。OM5光纖能夠實現具有成本較低的垂直腔面發射激光器(VCSEL)的短波分復用(SWDM)。
雙工應用已經得到演進,并且實現并行傳輸,從10Gbps提高到更高的速度。但是,數據速率的提高與WDM相結合意味著雙工光纖仍然需要更高的速度。此外,使用WDM雙向(Bi-Di)或SWDM技術,25,40,50,100GbE及以上的雙工光纖對可以提供更高的效率。
多租戶數據中心(MTDCs)是另一個應用。與單個客戶端網卡的WAN連接需要長的單模擴展鏈接。盡管多模鏈路成本較低,但多模式不能支持這種場景的距離和速度要求。在這些情況下,MTDC將單模光纖運行到單個租戶空間,并在其機房中使用多模光纖。實際上,在其數據中心中為客戶端提供服務的基礎架構設計可以在其從多租戶數據中心租賃的籠式環境中復制。與數據中心園區環境相比,許多較大的多租戶數據中心(MTDCs)正在采用一些與超大規模數據中心運營商相同的做法。
過渡策略