詳解將企業網絡升級為40G 100G以太網

         要把企業網絡從10G以太網升級為40G和100G以太網，可不像更換交換機和線速卡那么簡單。

         有幾件事必須加以考慮，例如為更高的速度需要同步交換機時鐘，尤其是在有多廠商設備的情況下;確保時延仍保持在可承受水平;保證網絡設計和網絡架構是針對40/100G優化的;確?，F有的布線基礎設施能夠適應帶寬4倍到10倍的增加。

         用戶必須意識到，在從10G向40/100G以太網遷移時，需要確保系統間的精確時鐘同步——尤其在不同廠商的設備之間需要精確同步。如果在40/100G網絡中的各個系統沒有精確時鐘同步，就會增加時延，甚至丟包。

         行業專家稱，時延問題要比大多數人預想的更為嚴重。在10G以太網中，尤其在高密度情況下，各端口間哪怕是最小的時鐘差異都可能導致高時延和丟包。而在40G網絡中，時鐘差異的數量級更顯重要。

         這就是對今日數據中心的一個至關重要的要求，因為大量的業務創新都要求更低的時延。

         “如果采用RDMA(遠程直接內存存取)，那么最大的挑戰將是不同的時延配置，”Emulex營銷與企業發展資深副總裁Shaun Walsh說。RDMA是一種低時延、高吞吐的數據傳輸技術，應用程序的內存可在各網卡之間直接交換，而無須拷貝到操作系統緩沖區中。

         Emulex去年收購了網絡性能管理工具開發商Endace。由于越來越多的數據中心和服務提供商開始從10G向40G升級，所以對Endace產品以及具備40G功能的Emulex XE201 I/O控制器的需求均出現了大幅提升。

         Walsh預計，40G以太網在未來四五年內就會形成一個7億美元的市場，達到這個數字所花費的時間大約是10G以太網的一半左右。推動這一市場發展的主要是下一代刀片服務器中板接口及架構、大數據、數據分析、移動視頻及移動數據、BYOD和高頻交易等，Walsh稱。

         另一個挑戰是為40/100G準備布線基礎設施。光纖的適當等級和長度是確保網絡平滑、無縫運營的關鍵。

         對用戶來說，這是一個很重要的考慮因素，因為網絡升級可能意味著其物理場所的全部或部分需要重新布線。因此網絡升級有可能意味著一個昂貴的、有破壞性的舉措。

         在物理層，40G以太網基本上就是4x10G的“管道”。但100G以太網則是4x25G管道，后者對于10G和40G基礎設施來說是具有破壞性的。

         “100G將會是一個更大的挑戰，因為如今我們必須處理一個全新的物理基礎設施層，”Walsh說。“光纜、布線，所有的一切都得是全新一代的。”

         以快4倍到10倍的速度傳輸數據，無差錯本身也將成為一大挑戰。而確保更高等級的系統(路由器和交換機)以這樣的速率交付服務，提供不間斷的服務質量，是一個同樣巨大的挑戰。

         每個設備完成這些所花費的時間都只有10G網絡時的四分之一或十分之一。對路由器來說，這就意味著一方面可執行所有的包檢測、排序、查找、過濾、監控、優先級、表更新和注冊等操作，同時又能在不丟包、不重發、不增加時延或抖動的前提下滿足SLA的要求。

         “路由器不只是轉發數據包，”Ixia自資深產品管理經理Scott Register說。“還具有運營商級的NAT、應用ID、安全流程和諸如此類的功能。”

         有了運營商級的NAT，隨著流量負載的增加，問題會更加嚴重，Register說。除了吞吐量，日益增加的會話容量和更多的并發連接都會隨著帶寬從10G攀升到40/100G而成為問題。

         “我們無法獲得更多的TCP或者UDP端口，因為流量更大了，”Register說。“有些問題在低速時顯現不出來，但在高速時就成了問題。所以當速度提升時，我們會看到大量的測試在進行。”

         這些測試就是部署前的測試。部署后測試要面對的是它自己的一組問題，尤其是在有非常嚴格的審計與合規要求的企業里。

         “對合規、記錄e-mail……等安全要求越來越多，這些問題在1G時相當輕松，但是在10G、40G或100G時就真的是越來越困難了，”Register說。“所以如果你想做到這些，就必須有能力實現智能的負載均衡，過濾掉所有不必要的數據，這樣你的工具才有可能與高速帶寬相匹配。”

         Register稱，現有的各種過濾和分析工具只能在10G以下速率運行，這更加劇了問題的難度。選擇一條40G鏈路，可能就需要有30個左右的工具，每個工具負責監測這一40G流量的一小部分。

         Ixia推出了一臺交換機可以放置在生產網絡和分析工具之間，就是干這個的。

         “可以把我們的交換機放在生產網絡和各種工具之間，來進行過濾等工作，例如只查看webserver的流量，只查看很小一部分流量子集，”Register說。“我可以抓取進來的流量，將其在32個分析工具之間進行均衡，可以讓流量在一堆聯網的工具間循環，如此來保護企業在現有工具上的投資。沒有多少工具可以在40G上運行，更沒有工具能在100G上運行。所以我們遇到的一個巨大挑戰就是，如何在企業的網絡基礎設施升級時保持流量的可視性。”

         然后是40G網絡中多廠商設備之間的互操作性挑戰。Walsh說，除了各系統間的時鐘同步以外，還需要增加一些功能或應用能夠測試互操作的穩定性。

         “基本的以太網連接不會出什么問題，但我們將會在RDMA中遇到不少挑戰，因為此時的時延要比采用RoCE(RDMA over Converged Ethernet)時更低才行。為了滿足特殊的需求就需要加載特殊版本的SDN應用，那么當SDN交換機接入通用的以太網時，互操作性還能有保證嗎?”