万兆主干成趋势 桌面千兆网络方案可循

根据IDC的2010~2013年服务器I/O市场报告，目前数据中心主要应用千兆以太网、FC和Infiniband做网络交换。其中Infiniband主要应用在对I/O非常敏感的高性能计算领域，而FC则普遍用在存储领域。

网卡最终是要与网络进行连接，所以也就必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。

因此目前绝大多数数据中心仍然使用千兆以太网做交换传输链路，而这一介质在企业数据中心向云计算发展的过程中必然会造成瓶颈。2011年起，万兆以太网的出货量开始大幅度上升，IDC预计到2013年万兆以太网出货量会首次超过千兆网。

就万兆以太网的传输介质而言，一方面延续了过去千兆以太网的通讯标准和接口，另一方面在提供10倍于过去的传输带宽的同时，也提供了诸多面向虚拟机的传输特性。

英特尔早在2004年就推出了用于服务器的万兆以太网网卡，解决了以前使万兆以太网服务器连接无法在数据中心进行大规模部署的成本和技术障碍。而到了2011年初，英特尔正式推出了开放式光纤通道以太网（Open FCoE）技术。英特尔预测2011年万兆端口的使用量将突破500万，这将有效压低万兆端口价格，到2012年它就能降到500美元以下。随着千兆网络在服务器连接中所占份额的降低，万兆的份额正在不断攀升。

数据中心用户在选择布线系统时，目前6类系统仍然是主流。但我们不能忽视的是，万兆铜缆系统发展至今，受欢迎程度逐年增加。尤其是在40G/100G时代的临近(标准于2010年6月发布，技术已经成熟)，我们更没有理由不相信万兆铜缆时代的到来。

实际上，布线系统作为信息通信基础设施，应该考虑到网络符合摩尔定律的发展规律。对于数据中心，从国内外的标准中(ANSI/TIA 942、EN 50173-5、ISO/IEC 24764、GB 50174-2008)都规定采用满足万兆网络带宽需要的6类与万兆铜缆布线系统，而且EN 50173-5、ISO/IEC 24764规定为6A类的布线系统，因此万兆铜缆的应用占有比例会快速增长。

当然，我们不能否定的是，在万兆铜缆获得大发展的同时，“光进铜退”中的光纤也会获得理想中的增长。并且，由于机房面积的扩大使得单位机房面积增大与功能区增加，加大了主干子系统线缆的传输距离，在电缆受到100米长度限制的情况下，光纤必然会在使用量上有所上升。目前，制约万兆铜缆发展的因素主要是成本和实际需求(网络传输实际流量不大以及万兆接口网络产品不多)，但这两个制约因素都将会逐渐得到缓解。需要说明的是，万兆屏蔽系统比非屏蔽系统会获得更多应用，除了性能原因外，因技术原因，同一品牌的屏蔽系统比非屏蔽系统的成本低，这和5类、6类布线系统正好相反。

Intel型号为X540的以太网控制器，是业界首个全整合方案万兆网络芯片，据悉X540的单芯方案可进一步节省空间和能耗，可适用于板载及独立网卡。

另外，值得一提的是，Intel X540还可向下兼容10M/100M/1000M网络。与其他Intel万兆网络产品相同，Intel X540提供高级I/O虚拟化，支持iSCSI（Internet Small Computer System Interface）和FCoE（Fibre Channel over Ethernet）功能。

英特尔则拥有丰富的万兆以太网产品可以提供相关特性支持和超高带宽。英特尔万兆以太网产品普遍支持RSS特性、VMDq、VMDc等技术，从而为虚拟化环境下的网络传输带来极大便利。

RSS（Receive Side Scaling，接收方扩展）技术主要面向多核心处理器，对于虚拟机而言，具备多个RSS队列的网卡，可以将不同的虚拟机的网络连接独立分成不同的队列，进而分别发送到不同的CPU核心上进行处理，从而将负荷分散，充分利用多核处理器的能力。一般的万兆网卡可以支持8个~16个队列，而英特尔的顶级产品还可以支持16~32个通讯队列。

相对的，VMDq技术可以让每一个虚拟机都分配到独有的硬件发送接收队列，从而降低了VMM虚拟化软件所需要的网络处理损耗；VMDc技术则进一步让网卡直接提供多个Virtual Function，每个Virtual Function都具有独立的网卡资源，虚拟机可以直接访问、控制，从而大为提升虚拟化效率。

除了以上几个特性外，英特尔新近推出的万兆产品还增添了新的特性——SR-IOV。它可将网络I/O资源直接分配给虚拟机上运行的客户操作系统，配合万兆以太网，就能让服务器在减少虚拟化性能开销的同时，让每个虚拟机获得更好的网络I/O支持。

除了对虚拟化的支持，英特尔网络产品对于数据中心统一网络也有很大的促进作用。通过Open FCoE技术，英特尔万兆以太网允许存储设备可以用原来的FC协议在万兆以太网物理介质中通讯。这进一步简化了数据中心的网络复杂度，使其管理和业务交付模式进一步向企业云计算的方向靠拢。

总的来说，使用万兆产品，企业可以通过简化服务器网卡和相关网络设备以达到提升带宽，降低延迟和提升可靠性的目的，以替代多千兆网卡汇聚。英特尔表示选择万兆产品，可使数据中心里每机架功耗降低45%、网络线缆和交换机的接口减少80%、企业花费在数据中心基础设施上的成本降低15%，并使每个服务器的联网带宽提升达2倍。而迁移至简化的统一网络，IT部门的基础设施成本和功耗还将大幅降低。

方案采用主干万兆，桌面千兆的数据通讯方式。核心层具备灵活的配置模块，汇聚层提供高密度的万兆接入，接入层提供全面的终端设备继而能力。方案以一种统一接口的方式，为不同厂商的PC，不同厂商的IP摄像设备，不同厂商的无线网络设备，不同厂商的IP语音通讯设备，提供了单一标准的IP接入方式。同时具备全网统一QoS机制，优化三网合一后数据传输效率。

万兆核心与千兆接入的解决方案可以为用户提供极高性价比，高密度1G/10G接入。核心设备交换机具备3800G的背板带宽，最大可以支持高达72个万兆端口。汇聚层交换设备，单台设备可以提供24个万兆端口，设备菊花链冗余堆叠后可以将万兆端口扩展到惊人的80个！同时在接入层Netgear有丰富的千兆智能及全网管交换设备供用户选择。

最具性价比的桌面千兆解决方案

千兆桌面交换机的种类多达数十款，千兆交换机产品形态涵盖了模块化机箱式，固定端口机架式，全网管三层，二层千兆交换机，智能千兆二层交换机，简单网管二层交换机，非网管千兆交换机。丰富的产品形态，使得用户可以根据网络的实际情况，灵活的选择产品。在中小型千兆网络中，核心交换设备我们推荐全网管千兆基本三层交换机或全网管千兆二层交换机。接入交换设备更有多款智能千兆交换机，简单网管千兆交换机，非网管千兆交换机等多种型号供用户选择。

此方案中核心交换机需要具备完善的QoS功能，Vlan功能以及二层网络防环机制（STP）。在同服务器连接后，可以为接入层用户提供良好核心交换服务，优化服务器传输性能。作为接入层设备的千兆智能交换机或千兆非网管交换机，在价格方面极具竞争优势。整体而言，可以为应用相对简单的中小型企业提供最具性能价格比的千兆交换网络。