数据中心网络的100GbE年代

数据中心网络的100GbE的稳步增长似乎已经发展到在今年的慢跑阶段。

根据戴尔奥罗集团的数据显示，今年8月，100GbE港口出货量较2017年增加了一倍，采用的速度也继续加快，因为数据中心从40GbE转移到了其他地方。市场研究公司高级主管Sameh Boujelbene表示，预计出货量将在年底前增加近三倍。

该分析师正在评论戴尔EMC最近推出的最新100GbE开放式网络交换机。他预测，到2022年，每年将有1,940万个100GbE端口出货，而2017年为460万个。

戴尔的主要竞争对手惠普公司也看到了类似的趋势。“100GbE将很快到来”HPE首席技术专家Chris Dando在采访中说道。

也就是说，与先前从1GbE到10GbE或40GbE的转换速率相比，这是非常快的。“在40GbE路线上没有下一步，所以100GbE是自然的接班人” Dando说。

为什么是现在?

千兆以太网并不是新技术，为什么到现在才会有如此多动作呢?

答案的一部分是100GbE网络设备的成熟度和成本下降(以及相应的25GbE NIC用于来自日益密集的刀片和机架服务器的上行链路)。

瞻博网络和思科系统一直为100/25GbE交换机制造自己的ASIC。Broadcom、Cavium和Mellanox Technologies现在提供标准的100GbE处理器，由戴尔、HPE、华为技术、联想集团、广达电脑、超微电脑等公司提供电源开关。

根据SNIA估计，数量和竞争正在推动价格下降，超过40/10GbE的100/25GbE设备的溢价相对较低：根据SNIA的预估，NIC每口增加20%至30%，交换机每端口增加50%。

服务器可能已经有25GbE。“我们看到许多机架中的服务器正在使用最新的英特尔技术进行升级;其中包括双重25GbE IO功能。”戴尔的网络和服务提供商解决方案总监Jeff Baher告诉我们。

100GbE产品向后兼容的，简化了部署。通过在电缆上安装新的收发器或模块，可以重复使用现有布线。几乎所有25GbE适配器和交换机端口都向后兼容10GbE，100GbE适配器和端口凝聚40GbE。大多数交换机可以支持混合速度。

不仅仅只有速度

通过100GbE实现布线的整合使其从直接节省的角度来看具有吸引力，因为它减少了电力和空间需求。“你可以使用更少的代码转换器，这可以降低部分成本。”Dando说。

“在上一代技术中，如果你有一个完整的计算机机架进入机架顶部的交换机，你有16个计算节点，每个节点都有两个20GbE连接，因此你将会有320Gb上升。使用这项新技术，您可以在具有双25GbE连接的十台服务器上运行该技术，因此您可以使用500GbE连接到架顶式交换机，但实际连接数较少：从32降至10。

在内部测试中，Dando表示，HPE的性能提高了56%，总成本比10GbE低27%，同时节省了31%的电力，降低了38%的布线复杂度。

将100GbE放在脊椎网络中也可以减轻对争用率和核心网络过载的担忧。

工作负荷

大型服务提供商和一些超大规模云平台已经采用100GbE，用于运行高性能计算或云基础架构服务(尽管微软今年只将Azure提升到100GbE)。

Juniper数据中心销售总监Brett Ley告诉我们，支持HPC、金融服务、政府平台、石油和天然气以及公用事业的技术计算的数据中心也开始转向100GbE，作为采用更扁平的数据中心架构架构和微服务的一部分。他补充说，运营商从专有的InfiniBand存储连接切换到更普遍且更具成本效益的以太网模型是另一个驱动因素。

Baher说，主流数据中心工作负载的带宽和低延迟需求也达到了100GbE可以提供帮助的程度。工作负载可能是传统的，但随着公司虚拟化更大的虚拟机或容器，"你需要把它们移动到左右的架子上，这样就能驱动更高的速度了"

英特尔最近预估，数据中心内部的流量每年增长25%，其中大部分是东西向流量，从而造成网络瓶颈。

存储的因素

Baher指出，同样引起人们兴趣的还有软件定义的存储技术，如直接存储空间、横向扩展存储和超融合基础设施，因为它们在基于IP的网络上增加了更多的存储流量。“存在大量存储密集型的工作负载，您需要移动大文件或数据流。”

以太网存储的带宽是光纤通道的三倍，约为成本的三分之一。带有NVMe接口的闪存驱动器比SAS或SATA驱动器具有更高的吞吐量和更低的延迟。

然而，企业存储供应商发展缓慢。SNIA估计，直到2019年中期，一些供应商才会支持25GbE(以及全闪存阵列的100GbE)。

为未来做准备

数据中心网络采用的100GbE中有些是关于未来的。

“数据中心的网络结构不会像其他东西那样迅速改变，”Dando说。例如，计算和存储通常是三到五年的刷新周期，而常见的网络刷新周期是七年，在某些情况下甚至是十年，因为网络接触太多，而且因为它太复杂了，他解释道。这就是为什么网络工程师在升级时必须看得更远。

“100/25GbE已成为主流，如果你正在建立一个新的数据中心或改造一个环境，你必须有一个非常有说服力的理由不马上去部署，”他说。“如果你现在正在为一个新的数据中心做10/40GbE，我会质疑这是否是正确的经济决策。”

100GbE为您准备的是NVMe over Fabrics等新兴技术。“通过聚合以太网实现RDMA和RDMA，是客户认为他们想要100GbE的各种功能，因此他们已经为NVMe over Fabrics做好了准备。”Dando说。

面向未来的方法包括使网络在协议上更加灵活，因为Broadcom等供应商提供的100GbE芯片支持可编程交换机。

“当VXLAN开始成为跨越数据中心环境的流量的标准时，必须重新设计网络处理器以支持它，因此我们必须推出一种完全不同的产品。”Dando说。有了可编程开关，由Broadcom的三叉戟处理器驱动，一旦需要更换物理硅，就可以用软件完成了。