40G:以太网的新时代

　　端口之外的升级和突破

　　就产品比较而言，端口密度是一个最容易看到的比较项，另外一些特征却并不明显，但是非常重要。随着网络的发展，网络融合与简化成为大势所趋。相较于10G以太网，40G以太网在这些方面的显然要有所突破。

　　“与传统的网络产品相比，BlackDiamond X8不只是在端口密度和交换性能上有非常大的突破。事实上，BlackDiamond X8在架构的创新和优化上有突破性进展。比如，BlackDiamond X8是没有背板的，每个线卡直接和矩阵进行交换，这就使得速度非常快，时延很低。” Extreme Networks网络顾问苏和这样说。此外，BlackDiamond X8在新技术支持上还包括存储融合技术，如数据中心桥接(DCB)，实现LAN-SAN融合，用于iSCSI、NFS、CIFS，以及支持FSB功能的FCoE等。模块化ExtremeXOS操作系统则保证了弹性和智能虚拟化方面的能力。

　　事实上，DCB、TRILL、SPB，以及FCoE、802.Qbg等特性并不是某一家的专利，而是一些正在起草或者已经通过的网络标准。应用对网络的要求是多方面的，速率只是其中之一。当然，是最容易识别的一个要求。虚拟化、云计算的趋势对网络的简化以及融合提出了更高的要求，现在新的网络架构不断涌现，但是开放、大二层、网络融合是基本的共识。笔者曾写过一篇《网络群雄逐鹿架构未来 》，盘点了现在主流厂商的架构，这里就不再赘述。

　　这些新增的网络特性与40G并没有必然的联系，但是却是40G及更高的100G产品比较中不可或缺的选项，因为这些特征往往与云计算及数据中心相关。

　　部署40G：你不得不考虑的那些事儿

　　40G网络设备已经呈现，但在实际选择和部署过程中，用户要搭建一个网络需要考虑的还有很多。比如，自己在面对10G、40G以及未来的100G网络时应该如何选择?再比如，在实际部署过程中还要考虑配套系统的情况，布线、电源和机柜都需要与之进行匹配。

　　什么样的用户会选择40G网络呢?事实上，“最重要的因素还是用户网络实际的业务需求，根据目前的流量情况选择适当的接口带宽。另外用户也要充分考虑网络未来的升级扩容能力。” 卢国强的回答从当下和未来的角度进行了阐释。拿什么作为界定的标准呢?

　　“一般我们看的是万兆端口的密度，在接入层万兆端口密度提升以后，核心层采用40G连接是数据中心发展的必然趋势。” 锐捷网络有限公司产品营销部数据中心产品经理蒋波这样说。Arista国际销售区域副总裁Mark Foss则从几个方面给出了比较细致的解答：“首先，要看网络带宽的需求;其次要考虑组网的实际情况，设备间互联距离如果小于150米，可以考虑40GbE/100GbE，若互连距离大于150米以上，那么目前还是主要考虑采用10GbE;再次要考虑布线的灵活性，为了布线方便、简洁，可以首先考虑10、40或100GbE。同时，还要考虑互连采用双绞线、双同轴电缆还是光纤。如要采用现有双绞线布线系统连接服务器，就可首先考虑采用10GbE。最后，端口密度以及每个端口的平均投资也是不可忽略的内容。”

　　在Mark的总结中提到了布线，针对不同的距离和灵活性的要求给出了并不相同的建议，这是什么原因呢?布线领域的专业厂家是最有发言权的。“目前，10G以太网的光纤和铜缆传输标准都已经发布，但是就40G以太网传输而言，现在是只有光纤标准而没有铜缆标准。”美国西蒙公司大中国区技术部经理陈宇通这样说。从布线的发展来看，一般来说，铜缆标准总是落后于应用标准和光纤标准的。历史上的10G就是如此。现在国际布线组织TIA和ISO都已经成立了铜缆工作组来进行标准的研究工作。TIA的名称是TIA 568-C.2-1，ISO的名称是ISO 11801-99-X，TIA标准提到的是100欧姆支持下一代布线规范，但是并未明确40G还是100G，而ISO则明确是在40G传输领域。在前文中多次提到的QSFP+，实际上是短距离传输的一种选择。一般来说，是用来连接ToR交换机的，也就是距离不超过一个机柜。“QSFP+和SFP+正好弥补了现在的双绞线支持真空期”。陈宇通这样认为。当然，现在也有人认为未来QSFP+和SFP+会取代现在的双绞线布线。在不久之前Intel发布的一份预测显示，QSFP+和SFP+的出货在逐渐下降，而双绞线在逐渐上升，到2013年，QSFP+与SFP+与10GBase-T会基本持平。

　　既然布线的情况是这样，用户应该如何选择呢?“短距离可以选择QSFP+和SFP+等，长距离可以考虑光纤。多模光纤OM3标准支持100米，而OM4的标准则是150米，单模光纤则不会遇到传输距离的问题。”陈宇通这样建议。但针对现在高密度、高性能、更长距离、更高速传输等要求，MPO/MTP会是比较合理的选择。

　　布线问题不能忽视，物理基础设施的升级更为重要。显然，数据中心供电和制冷系统的可靠性是整个IT系统正常运转的前提。“在很多低密度的数据中心中，单个机柜的功率密度一般低于3KW，随着虚拟化的普及，高密度设备应用单位机柜的功率密度已经提升至5~8KW，有些数据中心机房的功率甚至可以达到30~50KW。例如：天津天河一号超算中心单个机柜的功率就达50KW，如果依靠传统的高架地板下送风，物理基础设施架构显然无法满足需求。”施耐德电气大中华区战略市场总监谢卫刚用数字简单而直接表明了现在的问题。“采用水平送风，紧靠热源的制冷，对于低密度机房中的高密度部署采用热通道遏制系统，摒弃传统的高架地板模式是比较切实的方案。”这是来自数据中心物理基础设施厂商的中肯建议。而高效、绿色节能也已经成为数据中心解决方案的一项重要指标。

　　从一个案例谈开去

　　现在都有哪些客户开始使用40G了呢?“Dell Force10 目前在全球和中国有大量的成功部署案例, 主要应用在Web2.0、高性能计算、云计算中心、运营商高密度数据交换等行业应用。”戴尔大中华区网络高级市场经理姚鑫浩这样说。事实上，戴尔并不是特例，Web2.0、高性能计算、云计算中心、运营商高密度数据交换这些用户群已出现在所有厂商的用户名单中。

　　我们不妨从一个实际的案例说起：位于南京的中国石化石油物探技术研究院网络。在新扩容的网络中，它使用了三台Extreme的BlackDiamond X8，这三台设备之间是用两条40G进行链路捆绑，互联带宽80Gbps。和其他集群之间则采用多个10G捆绑，和比较大的集群用8个10G捆绑。所以大节点之间的链路互联带宽为80Gbps。与需求不断增长的用户类似，物探院原本网络中存在各个厂商的各种产品，在做扩容的时候，第一个需要面对的问题就是如何把过去的网络、存储等都整合到同一个架构上来，这往往也是一个网络优化的过程。“在实际操作中，我们发现三台X8上的结构是非常类似的，每个上面都有计算、存储和管理节点。于是，我们就考虑把资源进行整合，计算资源移在一起形成计算云。另外把一些提供给多个集群使用的共享存储整合到一起，形成存储云。这样的好处是资源的合理调配，并不相互影响，形成一个整体的云解决方案。”苏和介绍说。

　　在这个案例中，有几个方面值得关注。首先，是原有网络在扩容时，不同品牌产品之间的互通需要整体的方案。其次，扩容并非是线性的简单扩展，往往伴随着的是网络结构的优化。而这部分优化功能对网络而言更为重要。

　　网络传输的发展可谓是“一笔一万里，一划一重天，日新月异在发展”。在其背后是业务需求的发展，更是人们对更高效生活的诉求。40G网络只会是一个里程碑，如同100M、1000M和10G一样。但是，伴随着每一块里程碑的确定，IT给生活带来的却是越来越大的惊喜。