10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的

1、Word文檔10GBASE-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用 10GBASE-T 10GBase-T 推廣了數(shù)據(jù)中心的萬兆應(yīng)用 ： Carl G. Hansen, Intel Carrie Higbie, Siemon 4 10 GbE 萬兆以太網(wǎng)：應(yīng)用驅(qū)動(dòng) 數(shù)據(jù)中心中為了削減IT成本而不斷增長(zhǎng)的虛擬化應(yīng)用使得很多目前使用千兆以太網(wǎng)(1GbE)的管理員都在仔細(xì)地考慮采納萬兆以太網(wǎng) (10GbE)來削減簡(jiǎn)單性。與虛擬相關(guān)的服務(wù)器合并對(duì)網(wǎng)絡(luò)的I/O輸入輸出有著很大的影響力，由于此時(shí)把幾個(gè)機(jī)器和其他背景服務(wù)如現(xiàn)場(chǎng)直播遷移、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合到一個(gè)機(jī)器上了。 隨著統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)，可以使用單個(gè)以太網(wǎng)就能同時(shí)支持

2、數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)，這就增加了對(duì)I/O的要求使得1GbE網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)中心中會(huì)成為瓶頸而增加簡(jiǎn)單性。因此需要重新考慮數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。由于1GbE 連接可以支持單個(gè)流量，在高峰時(shí)需要支持多個(gè)流量就顯得帶寬不足。這就需要多個(gè)1GbE的連接。 采納萬兆以太網(wǎng)(10GbE)就可以解決這些網(wǎng)絡(luò)問題，它能供應(yīng)更多的帶寬，并通過匯總多個(gè)千兆端口到一個(gè)萬兆連接來簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心管理員有多種10GbE 接口的選擇，包括CX4，SFP+ 光纖，SFP+ DAC直連銅纜，和 10GBASE-T。如今，絕大部分選擇了 10GbE 光纖或者SFP+ DAC。然而，這些接口的局限性阻擋了它們?cè)跀?shù)據(jù)中心中被廣泛采納。 光纖鏈路

3、的成本太高，SFP+ DAC 又受7米的限制，因此需要一個(gè)完整的基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)。CX4是個(gè)較早的技術(shù)，不能支持高密度。對(duì)于10GBASE-T，以往大家的看法是要求的功耗太大，因此無法被廣泛采納。而這些問題已經(jīng)得到了解決，最新的制造工藝可以極大地削減10GBASE-T的功耗和成本。 只有一個(gè)有成本效益的解決方案才能被廣泛采納，這個(gè)解決方案必需能向下兼容，而且具有極大的敏捷性可支持?jǐn)?shù)據(jù)中心中絕大部分的交換機(jī)和服務(wù)器。這本白皮書著重于那些促使選擇10GbE的驅(qū)動(dòng)性因素，以及10GBASE-T被廣泛采納，包括在服務(wù)器底版中的采納的趨勢(shì)。這本白皮書同時(shí)還概述了在數(shù)據(jù)中心中采納10GBASE-T的優(yōu)勢(shì)，包

4、括增加帶寬，提高敏捷性，簡(jiǎn)化基礎(chǔ)設(shè)施，易于升級(jí)，和成本節(jié)約。 . 5 10GbE 萬兆以太網(wǎng)的需求 多種技術(shù)的改進(jìn)和趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)著數(shù)據(jù)中心對(duì)10GbE 需求的增加。例如，在服務(wù)器中多核處理器和多插座平臺(tái)的廣泛采納。這種性能使得用戶可以采納單個(gè)服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用，這就導(dǎo)致多個(gè)應(yīng)用競(jìng)相爭(zhēng)用服務(wù)器上有限的輸入輸出資源。同時(shí)用戶還在使用虛擬化來把多個(gè)服務(wù)器合并到一個(gè)物理上的服務(wù)器，來削減設(shè)備和電力的支出成本。采納最新的Intel Xeon 處理器技術(shù)的服務(wù)器可以把合并服務(wù)器的比例提高到15:1。 不管怎樣，服務(wù)器的合并和虛擬化使得以前幾臺(tái)服務(wù)器的I/O需求，現(xiàn)在只通過單個(gè)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)資源來實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)服務(wù)

5、器的網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了很高的要求。為了協(xié)作這個(gè)網(wǎng)絡(luò)需求，IT已經(jīng)把每臺(tái)服務(wù)器的千兆以太網(wǎng)的連接數(shù)量擴(kuò)大到了雙倍、三倍，甚至四倍。這個(gè)模式導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單性增加，由于它要求額外的以太網(wǎng)適配器，網(wǎng)絡(luò)線纜和交換機(jī)端口。 向統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的過渡增加了對(duì)網(wǎng)絡(luò)高帶寬的需求。IT部門正在通過把iSCSI，NAS，和 FCoE等局域網(wǎng)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的流量匯聚到單個(gè)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心協(xié)議的方式，使得在遷移到統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)時(shí)，能夠關(guān)心簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。這種把多種流量類型匯聚到單一以太網(wǎng)構(gòu)造的方式的確簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，但同時(shí)極大地增加了網(wǎng)絡(luò)I/O需求。 連續(xù)使用千兆以太網(wǎng)的鏈路是不太合理的，由于要滿意現(xiàn)在和將來的I/O 需求，千兆鏈路會(huì)急

6、劇增加網(wǎng)絡(luò)的成本和簡(jiǎn)單性，如增加的千兆以太網(wǎng)適配器，電力消耗等。若采納10GbE萬兆以太網(wǎng)則可以用單口或雙口的10G連接來替代多個(gè)的千兆鏈路，這就在增加了帶寬的同時(shí)又極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，降低了電力消耗。 1 Source: Results have been estimated based on internal Intel analysis and are provided for informational purposes only. Any difference in system hardware or soft- ware design or configuration may af

7、fect actual performance. 6 10GbE的媒介選擇 雖然業(yè)界全都認(rèn)同朝著10GbE萬兆以太網(wǎng)的遷移，但是廣泛采納10GbE還是受到了一些因素的限制。要理解這個(gè)動(dòng)態(tài)的狀況，需要調(diào)查目前對(duì)10GbE媒介選擇的贊成和反對(duì)的理由。 10GbE 的媒介選擇 目前 IT 經(jīng)理面對(duì)10GbE的挑戰(zhàn)是每種選擇都有些缺點(diǎn)，要么是成本、電力消耗，或者是支持的距離。 7 10GBASE-CX4 10GBASE-CX4 是個(gè)較早的 10GbE 部署方案，然而由于其笨重而昂貴的線纜，以及只有15米的支持距離，其采納受到了限制。CX4 接頭的尺寸限制了交換機(jī)的高密度，而這在大型項(xiàng)目中是特別需要的。

8、固定長(zhǎng)度的大直徑線纜導(dǎo)致了許多松馳線纜的管理問題。管道和空間都不夠來處理這么大的線纜。 SFP+ SFP+可以同時(shí)支持光纖和DAC直連銅纜使得它比CX4有更好的敏捷性。SFP+ 如今在漸漸增長(zhǎng)，但有些局限阻擋了它被全部的服務(wù)器采納。 10GBASE-SR (SFP+ 光纖) 光纖在延時(shí)和支持距離（超過300米）上是特別棒的，但它特別昂貴。光纖供應(yīng)了較低的電力消耗，但是其昂貴的電子設(shè)備使得在全部數(shù)據(jù)中心中部署光纖網(wǎng)絡(luò)是高得買不起的。光電子設(shè)備通常是同類銅設(shè)備的4-5倍，這也意味著將來的維護(hù)費(fèi)用（通常是基于設(shè)備選購的價(jià)格），也會(huì)貴得多。當(dāng)采納光纖時(shí)，不僅意味著需要光纖的交換機(jī)端口，而且也意味著需要

9、光纖的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接口。 10GBASE-SFP+ DAC DAC直連銅纜相對(duì)于光纖來說是個(gè)較低成本的選擇，但是它只能支持 7 米，而且不能向下與現(xiàn)有的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)兼容。DAC需要購買一個(gè)適配器卡，而且需要一臺(tái)新的柜頂（ToR）交換機(jī)。所需線纜比起結(jié)構(gòu)化布線的銅纜信道更加昂貴，而且不能在現(xiàn)場(chǎng)端接。這使得 DAC 比起 10GBASE-T來說更加昂貴。在底版的局域網(wǎng)接口中采納DAC的可能性很小，由于它沒有10GBASE-T的敏捷性和支持距離。 10GBASE-T 10GBASE-T 供應(yīng)了最大的敏捷性，是個(gè)成本最低的媒介類型，并與現(xiàn)有的千兆以太網(wǎng)向下兼容。 支持的距離 像全部的以太網(wǎng)實(shí)施一樣，

10、10GBASE-T 能支持長(zhǎng)達(dá)100米的鏈路，在連接數(shù)據(jù)中心的設(shè)備時(shí)，給了 IT 經(jīng)理極大的敏捷性。有了距離的敏捷性，10GBASE-T 可以適應(yīng)柜頂，列中，或者列末的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于可通過現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)來工作，10GBASE-T給了 IT 經(jīng)理最大的敏捷性來放置服務(wù)器。 采納更高等級(jí)的布線產(chǎn)品（6A 類或以上），10GBASE-T 可以在30米之內(nèi)的信道上運(yùn)行低功耗模式（這也同樣適用于數(shù)據(jù)中心模式）。這相當(dāng)于比在更長(zhǎng)的100米模式下每個(gè)端口有進(jìn)一步的電力節(jié)約。數(shù)據(jù)中心可以采納 any-to-all 的配線區(qū)域來確保信道少于30米從而實(shí)現(xiàn)這些節(jié)約。 8 向下兼容性 由于 10GBASE

11、-T 與 1000BASE-T 向下兼容，因此可以在數(shù)據(jù)中心中采納6類、6A類或更高等級(jí)的布線系統(tǒng)臨時(shí)支持現(xiàn)有的 1GbE 交換機(jī)設(shè)備，使得 IT 既可保持較低成本，也可在將來有很便利的升級(jí)到 10GbE 的路徑。 功率 10GBASE-T 面臨的挑戰(zhàn)是早先的物理層接口芯片（PHYs）的功耗實(shí)在太大而不能被廣泛采納。同樣的事情在千兆以太網(wǎng)發(fā)布時(shí)也曾經(jīng)受過。最初的千兆芯片的功耗是大約 6.5 瓦/ 每端口。隨著處理器的改進(jìn)，芯片從一代到下一代都得到了改善，以致于現(xiàn)在的千兆端口的功耗已經(jīng)低于 1瓦/每端口。同樣的改進(jìn)已經(jīng)發(fā)生在 10GBASE-T。針對(duì)10GBASE-T 的好消息是這些物理層接口芯

12、片（PHYs）已經(jīng)極大地從最新的制造流程中得益。PHYs 的改進(jìn)與聞名的摩爾定律很相符，更新的處理器技術(shù)將持續(xù)不斷地降低新的10GBASE-T PHYs的功耗和成本。 當(dāng) 10GBASE-T 適配器在 2021年第一次被采納時(shí)，它們需要每端口 25瓦的功率。功率已經(jīng)在連著幾代的更新更小的處理器技術(shù)中降低了。新近的 10GBASE-T 適配器只需要每端口 10瓦的功率。進(jìn)一步的改進(jìn)將削減更多的功率。在2021之前，功率將降低到每端口 5瓦以下，使得 10GBASE-T 適合于底版集成和高密度的交換機(jī)。 延時(shí) 依據(jù)包的大小，1000BASE-T 的延時(shí)從亞微秒到12 微妙之間。10GBASE-T

13、的延時(shí)在2微秒到4微秒之間，更窄的延時(shí)范圍。對(duì)于以太網(wǎng)中包的大小在512B 或者更大時(shí)，10GBASE-T的整體吞吐量相比1000BASE-T將有很大的優(yōu)勢(shì)。在較大的傳輸包中，10GBASE-T 的延時(shí)比起1000BASE-T低過3倍多。只有在對(duì)延時(shí)特別敏感的應(yīng)用如 HPC 或者高頻交易系統(tǒng)中會(huì)留意到一點(diǎn)延時(shí)的問題。 10GBASE-T 中增加的2微秒的延時(shí)對(duì)絕大多數(shù)用戶來說是不重要的。對(duì)絕大多數(shù)的企業(yè)應(yīng)用以前能運(yùn)行在1000BASE-T的延時(shí)環(huán)境，現(xiàn)在的10GBASE-T 延時(shí)只會(huì)更好。很多 LAN 產(chǎn)品還特意加了很小的延時(shí)以削減電力消耗或者 CPU 的開銷。一個(gè)常用的缺省時(shí)就被激活的 LA

14、N 特色是中斷調(diào)整，這個(gè)特色通常會(huì)增加大約100微秒的延時(shí)，這就允許中斷被合并并極大地削減CPU 負(fù)擔(dān)。多許多用戶來說，這個(gè)協(xié)議總體上帶來了一些樂觀的好處。 成本 由于最近三代產(chǎn)品的功耗已經(jīng)急劇地下降了，所以成本也有一個(gè)類似的下降曲線。第一代的10GBASE-T 適配器的價(jià)格是每端口 $1000。如今第三代的雙端口10GBASE-T 適配器的價(jià)格每端口已經(jīng)低于 $400了。在2021年，10GBASE-T將被設(shè)計(jì)成底版中的局域網(wǎng)接口（LOM）而且會(huì)被包括在服務(wù)器的價(jià)格中。通過利用LOM模塊中內(nèi)含的10GBASE-T，用戶將會(huì)看到一個(gè)顯著的節(jié)約，不再需要購買更貴的SFP+ DAC 和光纖適配器，

15、而且可以釋放一些服務(wù)器中的I/O 插槽。 9 數(shù)據(jù)中心萬兆以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇 如下的表格列出了一些典型的適用于10GbE的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 這個(gè)表格清晰地展現(xiàn)了10GBASE-T技術(shù)比起另外兩個(gè)類似的銅纜選項(xiàng)供應(yīng)更大的設(shè)計(jì)敏捷性。 1 0 10GBASE-T的將來 Intel 觀察了在 10GbE中 10GBASE-T的廣泛采納。在 2021年數(shù)據(jù)中心中采納光纖來支持 10GbE 的比例是 44% ，到了2021年，這個(gè)比例將會(huì)降低到大約12% 。隨著大量IP數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算的部署，DAC直連銅纜連接將會(huì)在接下來幾年中得到增長(zhǎng)，到了2021年將會(huì)達(dá)到44%。10GBASE-T 將會(huì)從2021年僅有的 4%增長(zhǎng)到2021年的 44% ，最終將成為主要的媒介選項(xiàng)。 10GBASE-T 作為 LOM 服務(wù)器的 OEMs 將會(huì)把 10G BASE-T 作為機(jī)架式或者塔式服務(wù)器中廣泛部署10GbE 的標(biāo)準(zhǔn)化媒介。10GBASE-T供應(yīng)了性能和支持距離上的最大敏捷性。OEMs 可以創(chuàng)建單個(gè)的底版設(shè)計(jì)來支持在100米之內(nèi)的千兆、萬兆以太網(wǎng)或其他的應(yīng)用。1GBASE-T 是現(xiàn)今數(shù)據(jù)中心中當(dāng)之無愧被用得最多的，10GBASE-T