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數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)100GbE發(fā)展趨勢

2023-08-09

100G光產(chǎn)品的技術(shù)突破不斷滿足超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的需求。5G的發(fā)展使許多行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)高數(shù)據(jù)吞吐量和低延遲。從2017年至今,不少企業(yè)已經(jīng)升級到100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),進而追求400G/800G網(wǎng)絡(luò)。與此同時,其他小型數(shù)據(jù)中心已逐漸升級至100G。

是什么推動了100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的增長?

Dell'Oro Group最新報告顯示,100G以太網(wǎng)市場依然火熱,未來,100G數(shù)據(jù)中心交換機出貨量將繼續(xù)增長一半以上。當(dāng)前,100G端口設(shè)備的出貨量正呈現(xiàn)火熱態(tài)勢。然而,根據(jù)Dell'Oro集團的分析師預(yù)測,400G端口設(shè)備的出貨量也將迎來持續(xù)增長。

Dell'Oro預(yù)計,到2024年,400G及以上端口將占出貨量的25%以上,800G的發(fā)展也將迅速崛起。 Dell'Oro高級總監(jiān)Sameh Boujelbene說,“光學(xué)器件將繼續(xù)在數(shù)據(jù)中心交換機市場中發(fā)揮重要作用。高容量、低成本光學(xué)器件的可用性對于推動任何速率轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。”除此之外,HPC驅(qū)動的工作負載將繼續(xù)推進數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,高速端口設(shè)備的成本也將逐漸下降。

在此市場環(huán)境的影響下,使用10G/25G/40G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)也開始向100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)邁進。為什么企業(yè)需要升級到更高速的網(wǎng)絡(luò)?可從以下幾個因素闡述。

100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及流量變化

目前,10G和40G網(wǎng)絡(luò)仍在廣泛使用。但對于數(shù)據(jù)中心來說,這遠遠跟不上數(shù)據(jù)規(guī)模和流量的增長,尤其是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商和云服務(wù)平臺。數(shù)據(jù)中心必須升級到更高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸解決方案,以避免低速率和高延遲帶來的網(wǎng)絡(luò)問題。這也是100G數(shù)據(jù)中心成為市場主流的原因之一。

10G/25G/40G企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的局限性

在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中,鏈路聚合很容易導(dǎo)致負載不平衡。與100G/200G/400G網(wǎng)絡(luò)相比,10G/25G/40G骨干網(wǎng)帶寬效率低,數(shù)據(jù)傳輸無法持續(xù)滿足需求。另外,隨著現(xiàn)代企業(yè)規(guī)模的不斷擴大,互聯(lián)網(wǎng)變得越來越復(fù)雜,對帶寬的要求也會越來越高。而100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可以彌補低速網(wǎng)絡(luò)的局限性,優(yōu)化鏈路聚合,提高整體效率。為了適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,升級網(wǎng)絡(luò)將是必然的選擇。

CMOS技術(shù)助力網(wǎng)絡(luò)升級

高速光模塊在發(fā)展初期往往價格昂貴、功耗較大,但隨著光模塊技術(shù)的不斷成熟,性價比將大幅提升。互補金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 技術(shù)可為100G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供高達10倍的傳輸速度,同時降低50%的功耗。這種以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得100G端口設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗和高帶寬性能,同時降低100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的成本。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的指數(shù)級增長以及光模塊技術(shù)的不斷成熟,未來400G/800G也將占據(jù)更大的市場。

100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

處理器功率、服務(wù)器和虛擬化密度的增加正在加速交換機上行鏈路速率。服務(wù)器之間的流量也超過客戶端到服務(wù)器的交通量。為了更有效地處理數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)必須從10G升級到100G。那么,100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)有哪些優(yōu)勢呢?

性能與成本

100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)省了一定的能耗和布線空間。正如Dando所說,使用更少的轉(zhuǎn)碼器可以降低一些成本。同時舉例說明,基于上一代技術(shù),如果TOR交換機有16個計算節(jié)點,每個節(jié)點支持兩個20G連接,那么總共可以達到320G的帶寬。但是新技術(shù)允許10臺服務(wù)器同時運行,每臺服務(wù)器支持雙25G連接,TOR交換機總帶寬可以達到500G,將實際連接數(shù)量從32個減少到10個。

此外,Dando表示,從HPE內(nèi)部測試來看,與10G網(wǎng)絡(luò)相比,100G網(wǎng)絡(luò)性能提升了65%,總成本降低了27%,同時功耗節(jié)省了31%,布線復(fù)雜度降低了38%。由此可見,100G網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)減輕了核心網(wǎng)的負載。

工作量

大型數(shù)據(jù)中心服務(wù)提供商和云服務(wù)平臺在高性能計算和云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)設(shè)施中采用100G網(wǎng)絡(luò)來平衡工作負載。瞻博網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心銷售總監(jiān)Brett Ley提到,金融、政府、石油和天然氣服務(wù)的HPC和技術(shù)也已轉(zhuǎn)移到100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

從存儲數(shù)據(jù)中心的工作量來看,100G確實可以大大減少工作量。虛擬化的發(fā)展也在一定程度上減少了工作負載,同時也帶動了對更高速帶寬的需求。

存儲性能

軟件定義存儲技術(shù)也廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心,例如擴展存儲或超融合架構(gòu),其核心是基于IP的網(wǎng)絡(luò)中的存儲流量。當(dāng)在高速數(shù)據(jù)中心使用時,具有NVMe接口的閃存驅(qū)動器可以提供比SAS或SATA驅(qū)動器更高的吞吐量和更低的延遲。在100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)甚至高速400G/800G網(wǎng)絡(luò)中,這是一項非常值得采用的存儲技術(shù),不僅能夠降低存儲成本,還提供了存儲擴展靈活性。另外,高速數(shù)據(jù)中心一般采用以太網(wǎng)來完成數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)存儲的帶寬是光纖的三倍,成本僅為光纖的三分之一,也是存儲的優(yōu)勢之一。

100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)準備

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)升級到100G,必須提前制定從低速網(wǎng)絡(luò)到100G的遷移計劃,做好充分的準備。由于100GbE產(chǎn)品通常支持向后兼容性,大大簡化了部署過程。所以您可以考慮是否需要重新利用現(xiàn)有的線纜并安裝您需要的光模塊。在構(gòu)建100G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時,應(yīng)謹慎規(guī)劃,確保為未來數(shù)據(jù)量的增長預(yù)留出足夠的擴展空間。