40G:以太网的新时代

　　世上的事儿往往让人始料不及，作为光传输介质的“以太”已经被证明子虚乌有，但是以此命名的“以太网”却一直在茁壮成长。以太网从各种网络传输技术中一路过关斩将，不仅成为主流，而且速度有了长足的进步。

　　现在观看上世纪七十年代的电影，其中提到的技术实在是差强人意，但其中孕育着很多技术的初始。以太网就在其中。虽然它诞生的时候只有3Mbps，这个速度在现在看来就好像蜗牛爬行一样，但在当时，虽然“这个数据传输速度比计算机访问主记忆体要慢，但已经够用了”。鲍勃·麦特考菲(Bob Metcalfe)和其他施乐公司(Xerox)帕罗奥图研究中心(Palo Alto Research Center, PARC)的员工在回忆的时候说。

　　从3Mbps到现在最高的标准IEEE 802.3ba 支持40/100G速度，成长的空间以万来计算。我们暂且忽略在这过程中的种种，且来看看今天异军突起的40G网络吧。现在，40G产品已经开始量产，首批用户已开始试水这些产品，但大量的部署还没有开始。40G以太网在现在和不远的未来，都会对用户产生深远的意义。这个时刻表在10G以太网网卡集成到服务器的时候，已经被无限迫切地拉到眼前。从设备角度来看，核心交换机高密40GE单板(至少20*40GE)已经是大势所趋，尤其在数据中心交换机领域，40GE时代已经到来，华为技术专家表示。

　　越来越有意思的40G以太网市场

　　40G以太网从诞生之初就颇为有趣，与百兆、千兆到万兆的以太网以10为阶梯升级不同，它是10G以太网的四倍，并且是与100G以太网标准同时推出。这似乎是给了网络厂商和用户一个选择：到底是40G还是100G?这在当时是一个问题，在随后的几年时间里仍然是一个问题。从不久之前《网络世界》做的100G市场和应用状况调查来看，目前100G的应用尚处于萌芽阶段，在运营商领域刚刚开始崭露头角，在企业网中实际应用还是星星之火，国内尚未有实例。与此对应的是40G网络市场的风生水起。从现在的市场情况来看，Extreme和戴尔可谓占了天时，但其他厂商的发布也并没有晚多少。思科、瞻博网络、阿尔卡特朗讯、H3C、锐捷等厂商都陆续发布了产品，新兴厂商Arista和Mellanox解决方案也特征鲜明。最近的消息是华为在刚刚落幕的Interop 2012上发布了CloudEngine系列数据中心交换机，性能参数惹人注目。之前选择100G以太网作为主攻对象的厂商也已经陆续推出了自己的40G以太网产品，而一些尚未发布40G产品的厂商似乎也开始酝酿。从分歧到认可，40G以太网的发展可谓颇为曲折。

　　另外一件有意思的事情是在去年年底发布的40G以太网市场数据，从上榜名单来看，也颇值得玩味。40G以太网市场是不是市场洗牌的新机会?恐怕很多人的心里都在打鼓。据去年12月Dell'Oro发布的第一份40G市场报告显示，在2011年第三季度，Extreme占据了40G模块化以太网交换机市场的最大份额。供应商中仅戴尔和Extreme在三季度就取得了模块化40G产品的收益。当然，发布时间的早晚之分，市场尚未成长是形成这个数据非常重要的原因，因此它还不足以说明全部情况。但这种数字已经让人很有遐想的空间。

　　此外，从IDC的数据来看，2011年全球以太网交换机收入达到210亿美元，其中第四季度收益为60.06亿美元，同比增长5.5%，环比增长1.2% 。10G以太网市场的销售非常亮眼，同比增长26.5%，而同期的端口发货量的增长则高达一倍多。但增长更为迅速的却是40G以太网，2011年第四季度达到12000端口。因此，40G产品虽然实际数量并不占优势，但是成长的曲线却非常动人。可以预想到在不远的将来，数据中心交换机厂商将会加大40G以太网市场的拓展力度。

　　40G以太网，这是一场任何厂商都不愿意错过的“盛宴”。

　　盘点40G以太网产品

　　站在现在这个时间点上，40G交换机已经不在再新鲜。那产品盘点从哪里开始呢?不如就从在去年Dell'Oro报告中提到应用最多的Extreme开始吧。

　　Extreme的40G以太网产品包括核心层和汇聚层。核心层的产品是BlackDiamond 8900系列和BlackDiamond X8产品，汇聚层的产品是Summit X670系列和Summit X650系列。重头戏是在Interop 2011上重点推荐的BlackDiamond X8和Summit X670系列。BlackDiamond X8可支持线速192个40GbE端口，或线速768个10GbE端口。可以提供每插槽1.28 Tbps带宽或每交换机20+Tbps交换容量。Summit X670系列包括两个型号：Summit X670V和Summit X670。其中，Summit X670V通过配置可选的VIM-40G4X扩展模块，可支持额外的4个40G QSFP+接口。使用这个扩展模块，可以在连接48个服务器端口的同时使用最多4个40G端口来上连。

　　为戴尔(Force10)赢得40G市场的产品主要是Z9000和S4810。其中，Z9000产品可支持32端口40 GbE QSFP+，或借助分支光缆实现128端口10 GbE SFP+。S4810这款产品48端口的10GbE产品，同时提供4个40GbE上行端口。非常值得一提的是，Z9000的40G端口设备的最大功率不到800W。另外S4810的10G端口最大功率也只有220W。这在数据中心强调高能效、节能减排的今天,显得尤为有意义。

　　思科作为行业内举足轻重的厂商，其在40G以太网的发布并不靠前。事实上，直到今年一季度，思科才宣布扩展交换机的40/100G功能。其中，Catalyst 6500交换机系列新增了Catalyst 6900系列40G以太网接口模块，该模块允许交换机支持44个40G端口。Nexus 7000则提供两种模块：两个端口的100G以太网卡，以及提供32个无阻塞100G以太网端口。此外两个端口的40G以太网模块可以为交换机提供96个无阻塞40G以太网端口。目前，这些升级产品还在陆续上市中。虽然上市时间并不靠前，但思科方案非常全面，整个方案不仅包括交换机，而且包括布线产品、网卡产品。思科的UCS服务器M3版本也包括有40G的网卡。除此之外，Nexus 3016作为一款定位为超级时延交换机，其本身也已经有16个40G的端口。

　　网络老牌劲旅阿尔卡特朗讯在40G产品的发布上尽管没有占得先机，但涨势良好。“现在全球很多国家和行业已经开始试用我们的40G产品。40G在2011年底按计划面市，完成了我们在2011年中获取Interop数据中心大奖的创新架构中40G高速并行互连的POD蓝图，实现了我们对市场和业界的承诺。”阿尔卡特朗讯数据中心及云网络亚太区市场战略及市场开发总监张宇峰这样表述：“在板卡方面，阿尔卡特朗讯的产品主要有OS-HNI-U6和OS-QNI-U3两种。其中，OS-HNI-U6是混合板卡，支持2 x 40G + 4 x 10G或1G (10G/1G 取决于用户选用的Tranciever类型);OS-QNI-U3是纯40G板卡，支持3 x 40G。”

　　作为网络新秀的Arista在2011年年初，也推出了40G系列产品：DCS 7050S-64、DCS 7050T-64和DCS7050Q-16。其中，DCS 7050S-64 具有4个40GbE QSFP+端口和48个10GbE SFP+端口，可以作为中小型数据中心主干(Spine)或接入(Leaf)交换机。DCS 7050T-64具有4个40GbE QSFP+端口和48个1G/10GBase-T端口，可以作为中小型数据中心1/10GbEBase-T 服务器接入(Leaf)交换机。 DCS7050Q-16具有16个40GbE QSFP+端口和8个10GbE SFP+端口，可以作为中小型数据中心主干(Spine)交换机。

　　此外，留下40G接口为未来升级扩容留出足够的空间是很多厂商的做法。目前，H3C已经在S10500、S7500E、S5820V2产品上支持40G接口。“后续到2013年，H3C会在更多的产品系列上支持40G，包括100G端口。” H3C解决方案部副部长卢国强说。

　　锐捷网络的40G发布是在2011年1月，主要是RG-S12000系列和S6200系列，其中RG-S12000有十槽位和六槽位作为选择(S12010和S12006)。RG-S6200-48XS固化了32 个万兆SFP+光口，包含1个扩展槽。1个扩展槽可以容纳16口SFP+万兆模块或4口40G模块。整机可支持48口万兆或 32口万兆+4口40G线速。

　　Mellanox是从InfiniBand转而进入以太网的。在40G的问题上，“Mellanox提供了完整解决方案，包括芯片、网卡、交换机、线缆和软件产品。” Mellanox亚洲区技术总监宋庆春对Mellanox的一揽子解决方案非常自信：“Mellanox已经在全世界部署了大量的高速 InfiniBand大型系统，积累了大量的部署经验，40GE以太网的部署对于Mellanox会较轻松。”目前，Mellanox已经出货的网卡有单端口PCIe3.0 40GE网卡MCX313A-BCBT和双端口PCIe3.0 40GE网卡MCX314A-BCBT。在交换机产品上，提供36端口40GE交换机SX1036，以及48端口10GE和12端口40GE交换机SX1024。谈到为什么会设计这么多品类的产品，宋庆春指出：“40GE采用的是4个10G的通道同时传输数据，如何避免四个传输通道的串扰，确保信号传输的品质，需要从网卡、线缆、交换机和软件四个层面来保证。”

　　瞻博网络的QFabric在刚刚推出之时，曾造成业界一片哗然，完全一层的网络设计给很多人带来了灵感。当时与QFabric战略同时发布的QFX3500是一款48端口10G的ToR交换机，有4个40G的上联端口。

　　华为在本月发布的CloudEngine系列交换机在Interop 2012上赢得了非常多的好评。CloudEngine系列包括CE12800核心交换机、CE6800和CE5800 柜顶交换机。其中CloudEngine 12800系列核心交换机整机最大支持48Tbps交换容量，支持每槽位2Tbps的带宽。整个系列支持网络虚拟化，支持计算、存储、网络融合等。