許多數(shù)據(jù)中心仍然在使用千兆以太網(wǎng)(1 Gbps或者1 GigE)作為筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、文件服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器間的常用局域網(wǎng)(LAN)通信方式。但許多應(yīng)用服務(wù)器和文件服務(wù)器通過使用多個(gè)千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡(NIC)以獲得更高的帶寬。在這些服務(wù)器上看到四個(gè)、六個(gè)或者八個(gè)千兆以太網(wǎng)接口的情況并不少見。有些端口是用于管理功能的，其余的是專門用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)模▽?duì)于文件或者塊存儲(chǔ)流量的傳輸。當(dāng)然，隨著虛擬化技術(shù)的普及，未來將需要更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

事實(shí)上，解決之道已經(jīng)潛伏在數(shù)據(jù)中心很多年了，這就是萬兆以太網(wǎng)(10GigE)。就像它的名字所表現(xiàn)出來的一樣，這種技術(shù)比千兆以太網(wǎng)快十倍，而且事實(shí)上早在2002年的時(shí)候，它就被作為標(biāo)準(zhǔn)提了出來。然而，其價(jià)格也在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里太昂貴了，以至于早些年只限制使用在數(shù)據(jù)中心的核心網(wǎng)絡(luò)，而這兒是可以承受其性價(jià)比的合理性的。最初，萬兆網(wǎng)主要用于交換機(jī)和交換機(jī)之間的干線網(wǎng)絡(luò)連接。早期的萬兆網(wǎng)實(shí)施也需要使用不同的光纖或者專用的銅纜和接頭技術(shù)。多年以來，萬兆網(wǎng)一直不能使用與千兆網(wǎng)和更低速以太網(wǎng)相同的常用線纜。

萬兆以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用

然而，最近幾年，萬兆以太網(wǎng)不僅僅在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，而且在應(yīng)用服務(wù)器上也得到了快速的增長(zhǎng)。盡管還是有點(diǎn)兒昂貴，但萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的每端口價(jià)格已經(jīng)降到了更多企業(yè)所能承受的范圍。最近兩三年出產(chǎn)的許多刀片服務(wù)器都在其刀箱上包含了兩到三個(gè)萬兆以太網(wǎng)接口，用以提升整個(gè)刀箱的總吞吐帶寬。最近，隨著基于銅纜的萬兆以太網(wǎng)(10BASE-T)技術(shù)的出現(xiàn)，使得萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的線纜和連接器與現(xiàn)有千兆以太網(wǎng)的超五類和六類線纜更加相似了。

服務(wù)器，固態(tài)技術(shù)的普及

在 2012年初，另外一個(gè)事件的發(fā)生刺激了萬兆以太網(wǎng)的采用。主流的服務(wù)器廠商推出了新的服務(wù)器，這是一種基于Intel最新處理器(Intel Xeon E5系列，原名為“Romley”)，直接在主板或附近的子板上采用了萬兆以太網(wǎng)連接的服務(wù)器。通過在單獨(dú)服務(wù)器上提供萬兆以太網(wǎng)接口的出廠選項(xiàng)，過渡到萬兆以太網(wǎng)將會(huì)更加容易，同時(shí)會(huì)吸引大量的用戶來采用該技術(shù)。

除了服務(wù)器虛擬化技術(shù)驅(qū)動(dòng)了對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的更大需求，固態(tài)存儲(chǔ)或者固態(tài)硬盤(SSD)技術(shù)也提升了CPU和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。由于各種類型的SSD的廣泛部署，存儲(chǔ)性能(通常是IT基礎(chǔ)架構(gòu)中性能最低的部分)正在提升，這導(dǎo)致了其它技術(shù)的連鎖反應(yīng)。我們已經(jīng)看到在Demartek實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的SSD和萬兆以太網(wǎng)結(jié)合的測(cè)試效果很好。

由于所有這些因素，一些業(yè)內(nèi)人士對(duì)在未來三、四年萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的增長(zhǎng)有著相當(dāng)強(qiáng)的預(yù)期。在Demartek實(shí)驗(yàn)室，我們正在進(jìn)行的越來越多的有關(guān)服務(wù)器、存儲(chǔ)硬件和軟件的測(cè)試，都要求或優(yōu)先選擇萬兆以太網(wǎng)。

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萬兆以太網(wǎng)端口

萬兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)之一，就是它可以用與千兆以太網(wǎng)相同的外形接口，獲得十倍的帶寬。這適用于交換機(jī)端口和主機(jī)適配器端口。例如，在一臺(tái)主機(jī)服務(wù)器上，如果需要八個(gè)千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡接口，可以使用兩個(gè)四口網(wǎng)卡、四個(gè)雙口網(wǎng)卡或者八個(gè)單口網(wǎng)卡。這會(huì)占用兩個(gè)、四個(gè)或者八個(gè)服務(wù)器I/O插槽，而且導(dǎo)致有八條線纜從服務(wù)器出來。有些情況可以這么做，但并不是所有服務(wù)器都有這么多的插槽，有些服務(wù)器I/O插槽需要用作其他目的，例如RAID控制器、光纖通道主機(jī)總線適配器(HBA卡)、PCI Express(PCIe)SSD等等。如果使用萬兆以太網(wǎng)端口，用一塊雙口萬兆以太網(wǎng)卡，一個(gè)端口就能提供達(dá)到八個(gè)千兆以太網(wǎng)接口的帶寬，而還剩一個(gè)用于故障切換或者其他管理目的。這只會(huì)占用一個(gè)I/O插槽，釋放了I/O插槽，同時(shí)也減少了電能消耗。而且不再需要兩條以上的線纜了。此外，相同的雙端口萬兆以太網(wǎng)卡可以安裝在更小的服務(wù)器上，例如只有兩個(gè)插槽的1U高的服務(wù)器，仍然可以提供充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

雙端口萬兆以太網(wǎng)卡需要一個(gè)PCIe 2.0 x8插槽，以保證在全雙工模式下的最大帶寬。一些雙端口萬兆以太網(wǎng)卡支持PCIe 1.0 x16插槽。單端口萬兆以太網(wǎng)卡可以工作在PCIe 1.0 x8插槽或者PCIe 2.0 x4插槽。雙端口萬兆以太網(wǎng)卡不需要PCIe 3.0插槽，而真正的PCIe 3.0以太網(wǎng)適配器可能在2012年末或2013年都無法使用。

萬兆以太網(wǎng)適配器

萬兆以太網(wǎng)適配器可以提供額外的功能。來自多個(gè)適配器廠商的各種版本的產(chǎn)品具有TCP/IP卸載引擎(TOE)、iSCSI卸載、基于以太網(wǎng)的光纖通道協(xié)議(FCoE)等上述某個(gè)或全部的功能。在某些情況下，這些功能可以提升性能，并且在大多數(shù)情況下，可以通過把這些功能降級(jí)到適配器上執(zhí)行，以降低對(duì)主機(jī)CPU的占用。同時(shí)支持TCP/IP、iSCSI以及FCoE的適配器叫做聚合網(wǎng)絡(luò)適配器(CAN)，而且可在同一時(shí)間同一線路上提供有趣的混合流量。這個(gè)功能需要交換機(jī)的數(shù)據(jù)中心橋接(DCB)。Demartek實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)發(fā)布了大量關(guān)于其如何工作以及在實(shí)驗(yàn)室得出的測(cè)試結(jié)果。

大多數(shù)以太網(wǎng)交換機(jī)廠商提供的萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)都具有大量的接口數(shù)量，并且其中一些支持DCB功能。一些交換機(jī)具有同時(shí)支持千兆和萬兆以太網(wǎng)的端口，兩者使用相同的接口連接器。如果你的交換機(jī)端口的收發(fā)器或連接器支持兩種速度，這可以幫助平滑過渡到萬兆以太網(wǎng)。

連接器和線纜

萬兆以太網(wǎng)通常使用兩種基本的連接器和線纜。最常用的是SFP接口，可用于光纖線纜或者銅纜。光纖線纜包括OM3、OM4或OS1。目前推薦使用OM4作為萬兆以太網(wǎng)的多模光纖線纜，而OM3是最起碼的要求。OS1用于10公里或者6.2英里以上的長(zhǎng)距離。SFP接頭在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)部或者臨近的幾個(gè)機(jī)柜之間也可以使用銅纜連接。

另外一種引起極大關(guān)注的萬兆以太網(wǎng)類型是10GBASE-T。這種類型的線纜不能直接連接SFP，而是使用類似RJ45的接頭。10GBASE-T推薦使用超6類或者7類線纜，如果小于55米，也可以使用6類線纜。萬兆以太網(wǎng)不推薦使用超5類線纜。適配器廠商正在為其萬兆以太網(wǎng)適配器提供SFP或者 10GBASE-T接口。

主流的萬兆交換機(jī)支持SFP接口的收發(fā)器，而大量支持10GBASE-T的萬兆交換機(jī)正在不斷涌現(xiàn)。10BASE-T產(chǎn)品已經(jīng)落后SFP產(chǎn)品很多年了，但10GBASE-T預(yù)期會(huì)更加快速的得到接受。某些交換機(jī)開始同時(shí)支持SFP接口和10GBASE-T接口。

一條更寬的線纜

萬兆以太網(wǎng)可以傳送更多的網(wǎng)絡(luò)“沖擊”，同時(shí)占用較少的服務(wù)器I/O插槽以及使用更少的線纜。萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)為將網(wǎng)絡(luò)整合成更加簡(jiǎn)單的架構(gòu)和更加簡(jiǎn)單的拓?fù)涮峁┝藱C(jī)會(huì)，因?yàn)榇罅康那д滓蕴W(wǎng)端口可合成萬兆端口以提供更高的總體帶寬。