40G大遷移

40G以太網(wǎng)正成為不可阻擋的商業(yè)趨勢。雖然 10G以太網(wǎng)仍被廣泛運用于數(shù)據(jù)中心，但CIO和IT經(jīng)理們必須提前考慮到未來的需求（參見圖1）：高帶寬應用，例如服務器虛擬化和云計算、數(shù)據(jù)中心光纖整合、以及最終用戶對于更高性能計算的需求。市場對更快的數(shù)據(jù)傳輸速率的需求將不斷增長，并對網(wǎng)絡生產(chǎn)效率和OPEX成本產(chǎn)生重大影響。

從10G以太網(wǎng)遷移至40G以太網(wǎng)，需要考慮:

1.確認部署40G以太網(wǎng)物理層比聚合10G以太網(wǎng)信道更有效時，哪些因素起決定作用？

2.哪些硬件需要更換或重新配置？

3.各種40G以太網(wǎng)傳輸部署方案有何不同？

2010年6月，IEEE組織正式通過了802.3ba標準，為40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)的發(fā)展鋪平了道路。隨著速度的提升，網(wǎng)絡能夠將新發(fā)現(xiàn)的10G以太網(wǎng)資源移動到接入層，讓更強大的40G以太網(wǎng)設備處理聚合層及核心層的流量。分析師的樂觀預測和原始設備制造商的全力開發(fā)說明：40G以太網(wǎng)必將成為IT環(huán)境不可或缺的一部分，剩下的只是時間和方式問題。

40G以太網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢如何？它對網(wǎng)絡架構將產(chǎn)生怎樣的影響？企業(yè)的CIO們?yōu)榱诉w移到新的標準需要哪些準備工作。

勢不可擋

自1980年2月IEEE 802標準委員會成立起，以太網(wǎng)在各個層面中的傳輸速度有了顯著提升，升級換代的間隔時間大幅縮短。現(xiàn)在，距10G以太網(wǎng)標準的確立僅八年之后，IEEE就已經(jīng)采納了802.3ba，為40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)鋪平了道路。

如圖2所示，接入層的I/O數(shù)據(jù)傳輸速率每24個月翻一倍，而核心層傳輸速率大約每18 個月翻一倍。40G以太網(wǎng)背后的主要驅動力是新一代高速、高需求計算應用和技術，其中包括虛擬服務器和云計算的擴展部署。截至2009年年末，有將近五分之一的新服務器中實現(xiàn)了虛擬化。同時，經(jīng)濟形勢帶來的財務壓力也讓網(wǎng)絡不得不尋找整合資源的方法，以便降低OPEX和總體擁有成本。

多模光纜40G以太網(wǎng)擁有四倍容量，且可經(jīng)濟地遷移至100G以太網(wǎng)（參見圖 3），顯然是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展的下一個目標。考慮到迫切程度的增加以及價格降低等因素，市場調研公司Dell’Oro集團的分析師認為，到 2013 年，40Gbps光纜市場的成交金額將達到 145 億美元。

企業(yè)的IT經(jīng)理是否應暫緩部署40G以太網(wǎng)技術、等待100G以太網(wǎng)面市？目前業(yè)界尚存在一些爭論。但鑒于 40G以太網(wǎng)的設計靈活性和相對100G以太網(wǎng)而言具有的成本優(yōu)勢，這一問題將很快銷聲匿跡。目前，40G以太網(wǎng)可以有效地部署在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的聚合鏈路內(nèi)。到2016年，40G以太網(wǎng)還將普遍應用于接入鏈路，實現(xiàn)服務器的連接（如圖4）。作為40G以太網(wǎng)的補充，100G以太網(wǎng)更適合電信運營商和數(shù)據(jù)中心核心鏈路。

對于希望保持競爭力的IT經(jīng)理來說，40G以太網(wǎng)是目前提高帶寬的最佳選擇，如果規(guī)劃不當，未來在面臨升級需求時可能會措手不及。雖然距離40G以太網(wǎng)大面積普及尚需數(shù)年，但IT 經(jīng)理們最好馬上著手制訂遷移規(guī)劃。

40G網(wǎng)絡什么樣？

40G以太網(wǎng)網(wǎng)絡層的核心是一對經(jīng)電纜（比如OM4或OM3光纜）連接的收發(fā)器。收發(fā)器繼而插入網(wǎng)絡服務器或各種組件，如網(wǎng)絡接口卡和交換機等。

40G以太網(wǎng)收發(fā)器（參見表1）是按照幾個標準尺寸開發(fā)的。CFP（C型可插入）收發(fā)器擁有12個10Gb/s發(fā)射通道和12個10Gb/s接收通道，只支持一個100G以太網(wǎng)端口或最多3個40G以太網(wǎng)端口。其尺寸較大，適合單模光纜，也可輕松地匹配多模光纜或銅纜。CXP尺寸的收發(fā)器也在每個方向上提供12個通道，但比CFP小很多，適合多模光纜和銅纜。QSFP（四通道小型可插入）與CXP尺寸相當，提供4個發(fā)射通道和4個接收通道，支持目前的40G以太網(wǎng)多模光纜和銅纜應用，未來也可能支持單模應用。QSFP還可能在通道速率增至25Gb/s后投入100GE 應用。

光纜和銅纜均可用于40G以太網(wǎng)布線，可支持的信道長度取決于電纜和收發(fā)器類型。關于連接件，802.3ba標準中惟一明確指出的變化是在多模收發(fā)器上使用MPO型連接器，以便支持多芯并行光纖信道。

對于在40G或100G下運行的數(shù)據(jù)中心環(huán)境，通常推薦OM3和OM4多模光纜布線，兩者的距離支持比銅纜解決方案更廣泛的部署配置，且成本低于單模光纜解決方案。

以太網(wǎng)標準傳統(tǒng)上依靠雙工光纖布線，每個信道有一條光纖負責發(fā)射，另一條負責接收。但802.3ab標準要求每個信道有多個流量通道。因此，40G/100G以太網(wǎng)標準使用了表2中所示的并行光纖。40G以太網(wǎng)規(guī)范提倡12芯光纜布線解決方案，每個信道擁有4條專用發(fā)射光纖和4條專用接收光纖。中間四條光纖保持閑置。100G以太網(wǎng)解決方案規(guī)定使用24條光纖，分為兩個12芯陣列，一個陣列專用于發(fā)射，另一陣列專用于接收。每個陣列中，中間10條光纖用于傳輸流量，而兩端2條光纖閑置。

如何部署？

40G以太網(wǎng)技術首先可能部署在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，如圖 8 所示。這有助于打破接入交換機與配線交換機連接層面上的瓶頸。

Dell‘Oro 集團以太網(wǎng)交換機和企業(yè)電話市場調查部門主管Alan Weckel認為：“隨著企業(yè)開始在布線機柜內(nèi)部署客戶端交換機10G以太網(wǎng)上行鏈路，以及10G以太網(wǎng)直接服務器連接，這些鏈路的聚合將形成網(wǎng)絡瓶頸，直到更高速度普及后才能打破。”

Weckel解釋說：“例如，目前企業(yè)必須部署復雜的胖樹或生成樹架構來聚合10G以太網(wǎng)，聚合器和被聚合端使用相同速度。我們相信，40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)對滿足數(shù)據(jù)中心不斷增加的帶寬需求至關重要。”

40G以太網(wǎng)最有吸引力的一大特點是應用的廣泛性和設計的靈活性。考慮到生產(chǎn)效率的提升和 OPEX 的降低，正確遷移到 40G以太網(wǎng)將帶來可觀的成本效益。

在遷移到40G以太網(wǎng)時，一些網(wǎng)絡可以繼續(xù)使用目前的10G以太網(wǎng)交換機底盤，僅需升級線路卡和收發(fā)器。部署 CFP 尺寸收發(fā)器后，可以靈活地從40G以太網(wǎng)遷移至100G以太網(wǎng)。

布線方面，OM3 或 OM4 光纜最適合40G以太網(wǎng)或100G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心環(huán)境，兩者的主要差異在于最大跨距。在10G以太網(wǎng)網(wǎng)絡中，OM3 光纜的最大跨度可達 300米，而 OM4 支持更長的信道。在 40G以太網(wǎng)或100G以太網(wǎng)環(huán)境中，按IEEE802 標準，OM3 的最長跨度可達 100 米，OM4 則為 150 米。對于接近 150米 的應用，電纜應通過低損耗連接件端接。

802.3ba規(guī)范已經(jīng)確立，網(wǎng)絡規(guī)劃可以放心進行，不用擔心 IT 環(huán)境發(fā)生劇變。遷移規(guī)劃的推遲，可能使評估和選擇最佳遷移途徑的過程出現(xiàn)紕漏。盡管從 10G以太網(wǎng)升級至40G以太網(wǎng)的過程應該相對順利，但當今的網(wǎng)絡管理員必須進行長遠的考慮。這意味著，不僅要讓原有系統(tǒng)完美遷移到 40G以太網(wǎng)環(huán)境，也要預見到遷移過程是否影響100G以太網(wǎng)及更高技術的最終遷移。只有及時和全面地考慮這些問題并制定實施計劃，IT人員才能打造面向未來的網(wǎng)絡。