企業網D1Net 100G來的如此之快,讓人贊嘆!縱觀全球,100G端口出貨量在最近這兩年,年年翻翻,在2013年全球100G銷售收入達到了24.7億美金,較2012年增長172%,美國和中國的100G網絡部署噴井。2013年堪稱100G技術的“中國商用元年”,自此100G市場規模持續高漲,整個100G市場收入逼近整體網絡市場的15%。國內廠商華為、烽火以及中興通訊占盡先機,在運營商的各類100G設備集中采購中都有所斬獲,100G已經成為運營商骨干網改造的必選技術。在國際市場上華為、阿朗、Ciena保持領先,其它網絡廠家也是虎視眈眈。隨著骨干網100G建設如火如荼地開展,為一些大型數據中心也提供了100G接入的可能,所以已經有越來越多的新建數據中心瞄準了100G,讓人所料不及的是40G才興盛沒有幾年,一下子就過渡到了100G上來,本文將述說一下高密100G設備的技術演進路線,對未來發展做下前瞻。
100G技術上已經解決了有無的問題,早期的100G設備端口非常大,在一個標準的網絡設備板卡上只能放兩個端口,即2個端口的100G板卡,每個100G端口插槽足有10厘米長,伸直五個手指都可以插進去。很快人們攻克了100G技術難題,將100G光模塊的大小縮小到了和10G的XFP光模塊大小差不多,這樣市場上很快出現了4口、6口以及8口100G的板卡。從目前市面上已經發布過的產品可以看到:思科Nexus 7000支持6口100G板卡,華為CE12800支持8口100G板卡,H3C S12500-X支持8口100G板卡,這些是目前100G端口密度最高的三款產品,華為的CE12812整機可以提供96個100G端口的全線速高速轉發,H3C的12516-X整機可以提供128個100G端口的全線速高速轉發,這樣的設備網板要為每塊板卡提供800G的背板帶寬才能線速。即便如此,各個設備商依然在不斷研發更高密度的100G板卡,只有先推出更高密度的板卡,才能在100G的市場上占到先機,市場對高密100G的板卡也似求賢若渴。
然而推出更高密度的100G板卡面臨著不小的技術難度。首先,就是如何在一個板卡上放更多的100G端口。網絡設備的板卡長度大小基本都是固定的,數據中心里的機柜都有標準的規格大小,這樣網絡設備的板卡不能隨意設計長短,而100G光模塊的大小也是固定的,這樣在板卡上能放多少個100G端口是可想而知的,目前的100G光模塊大小和10GXFP差不多,在一個板卡上放16口基本已經是極限了。要知道當10GSFP+光模塊推出時,很快就出現了48端口10G板卡,所以目前主要受制于100G光模塊尺寸過大,而無法設計更高密度的100G板卡。光模塊廠商也在加緊公關,目前已經有了尺寸和10GSFP+相仿的100G光模塊,各個網絡廠商也在加緊開發48端口的100G板卡。其次,要滿足48端口100G板卡全線速轉發,那么需要4800G的背板帶寬,相比目前的800G要提升6倍,為了支持這樣的板卡網卡要全部重新設計才行,目前的網板沒有這樣高速的背板帶寬。目前主流的網板和板卡都是單端口40G互連,現在的技術已經可以實現板卡與網板間的單端口100G互連,這樣如果一個網絡設備配置4塊網板的話,每個網板和板卡連接12個100G端口就可以。如果一個網絡設備配置6塊網板的話,每個網板和板卡連接8個100G端口就可以。為了提升網板的轉發帶寬,需要進一步縮小網片的大小,以便在網板上可以放置更多的網片。再次,目前一塊轉發芯片最大的能力也只能提供8個100G端口,所以在一個48端口100G板卡上至少要放置6片以上的轉發芯片,這樣的板卡設計結構將會更加復雜和擁擠。芯片過密就要考慮通風散熱問題,所以48端口100G板卡的散熱問題也是一大難點。由此可見,高密100G板卡面臨著不少的技術難題,要逐一進行攻克。從100G技術本質上來講,不存在無法解決的難題,只是這些難題解決時間長短的問題。各個網絡設備廠商都在24口、48口高密100G板卡上投入重兵,相信這類高密100G板卡設備不久將會面市。從以往網絡高密板卡演進的過程中可以看到,比如以前的10G端口板卡,先出現2口,然后4口、8口、24口直到現在的48口。受到板卡尺寸的大小限制,48口是設計的極限,而光模塊在尺寸上也不能再進行縮小,尺寸再小手工拔插、操作起來都已經不便,因此48口是單板卡包含端口數量的設計極限,不會再往上增加了。高密100G板卡的端口數量極限也會是48個,相信在不久的將來這樣的網絡設備就會商用上市,必將引起市場的轟動。
一旦單板卡端口密度達到48的極限,這樣的100G板卡能夠順利推向市場的話,,那么下一階段網絡設備商也必然將精力投入到400G板卡的研究之中。比如中國電信骨干網最大傳輸帶寬預計將達到38TB/S,這樣需要5個80波100G系統,這樣的高速網絡傳輸系統過于復雜,再難有質的提升,因此400G/1T都是運營商所樂于見到的,可以減緩骨干網的傳輸壓力。實際上,400G的光網絡產品已經在實驗室中實驗,只是還存在一些技術難題而無法商用,在一些運營商的骨干網也開展了一些400G的實驗。阿朗和華為都已經建設了400G的試驗網,在后100G的時代角逐400G和1T的市場。一般數據中心的網絡帶寬發展都會滯后于運營商網絡的發展,因為數據中心網絡出入口都要接在運營商的骨干網上,數據中心的出入口帶寬再大,若骨干網帶寬較低,這樣并不能提升數據中心的網絡性能。所以,數據中心對400G的需求遠沒有運營商那樣熱切,不過100G都來了,400G還會遠嗎?當然不會。
以太網技術的傳輸理論極限基于現有的技術分析是1T,未來能否突破這個還不好說,但是400G/1T一定會是高速以太網的發展趨勢。也許當傳輸速度達到1T,還會出現更高的傳輸速度技術來替代以太網技術,向著10T、100T等更高的端口速度發展。人類智慧可以創造一切,未來的網絡必然會向著越高越快的方向進發,沒有最高只有更高。