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解读:John D′Ambrosia告诉你下一代以太网路在何方?

发布时间:2016/12/21 14:50:18  | 来源:科技讯 | 作者: | 责任编辑: 凝琛

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12月13日下午,华为在北京召开了一场特别的媒体沙龙,主题是《下一代以太网是未来全IP网络的关键承载技术》,主讲嘉宾是大名鼎鼎的以太网联盟董事会主席John D′Ambrosia。同时,他还是华为以太网领域首席架构师。

据John D′Ambrosia介绍,他于2015年12月正式加入华为,主要工作是帮助华为参与构建面向未来的以太网标准。让人吃惊的是,John D′Ambrosia主持下,华为参与了所有面向未来的下一代以太网标准项目。包括最受业界关注的下一代100GE、200GE项目。通过与John D′Ambrosia交流,我才发现我们熟知的以太网正在大跨步迈向下一个时代。

谈起以太网,大家首先想到的一定是连接电脑的RJ-45接头。由于以太网的普遍性,导致许多人都对其的存在熟视无睹,就像接通电源一样接通以太网。而随着无线技术的普及,还有许多人或许认为以太网和这一切无关--视线不及之处,似乎就不存在。但是,以太网始终是在那里,无论你看不看得到,它从未离开。

着名的Metcalfe定律表示:网络的有用性(价值)随着用户数量的平方数增加而增加。这一定律适用于所有网络、所有接入用户和接入设备--包括工具价值、经济价值和社会价值都是如此。而作为占统治地位的联网技术,以太网帮助释放了这样的价值。

在以太网诞生的前30年中,从10M到100GE出现了6种以太网速度:10M、100M、GE、10GE、40GE、100GE。几年前,业界的兴趣主要集中在这六种以太网的速度上面。但是在最近3到5年的时间里面,业界又对另外新出现的6种速度以太网产生了浓厚的兴趣,速度从2.5GE到400GE,包括2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE。而所有这些新的以太网速率出现的时间间隔非常短,这也是大型数据中心的应用在其中起到非常重要的作用。仅仅在2016年,业界就引入了2.5GE、5GE、25GE这三种以太网速率,同时目前标准在进展中的还有3种以太网速率(50GE、200GE、400GE)。这是一个重要信号,它表明随着技术的进步,下一代以太网的核心技术参数正在逐步被重新定义。

事实上,各行各业不同的应用驱动着以太网技术的演进与革新。在数据中心的应用推动了主要是从25GE到400GE以太网的演进。而在服务提供商中主要是电信运营商,则推动了50GE、200GE到400GE的以太网演进发展。这些都是高速度以太网在不同层面的应用。2.5GE、5GE以太网主要是支持企业高速率的接入和Wi-Fi的应用功能。25GE到50GE主要是针对下一代服务器的应用,其可以明显降低CAPEX和OPEX。而50GE、200GE到400GE主要是针对电信运营商提供高速率、大宽带的网络连接需求。

未来十年以太网将走向何方?近年来,业界在这方面进行了大量的研发投入,基本上将以太网的生态系统勾勒了出来,这个生态系统包括企业以及园区网、运营商网络、家庭网络以及用户终端等部分,同时也包括大型数据中心,以及服务提供商等部分。其中,大型的数据中心在推动以太网向更快的速度方向发展起到了重要的推动作用。有数据显示,在巨大的以太网产业市场中,基于云技术的服务提供商现在的市场规模越来越大,而其他的一些市场规模一直在萎缩。

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巨大的以太网市场空间

以太网联盟主席John D''Ambrosia认为:大型数据中心仍然是以太网新技术最早应用以及创新的原动力。

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针对全球三大数据中心的40GE发货量(左)和100GE发货量(右)

数据中心对于以太网的需求,来自两个最重要的考量,一个是节能,一个是成本。与数据中心发展相关的领域,包括了云技术的发展,以及 Leaf-Spine矩阵式网络架构。随着服务器性能的进一步提升,也随着数据中心内从leaf到spine层连接在向100Gbps升级,那么服务器从现有的10Gbps向25Gbps/50Gbps升级已经很有现实意义:因为10G的以太网速度标准往往满足不了需求,而100G又太贵了,25G和 50G以太网标准的出现正好弥补了这两者的不足。此外,25Gbps和50Gbps每通道技术将是未来100Gbps(4个25Gbps)和 400Gbps(8个50Gbps)以太网标准的基础,因此业界普遍希望利用25G传输速率来替代现有的10Gbps速率。

以太网联盟主席John D''Ambrosia在接受《极客网》采访时表示:以太网作为面向未来网络的核心承载技术,其传输介质和连接器将会对以太网的未来产生重大影响,使用新的标准可以进一步提升以太网的连接表现。40GE和100GE标准当中已经定义了光纤连接,但是P802.3bm仍然在尝试定义下一代光纤线路,可以在单模光纤上支持40Gb/s带宽,并且最大传输距离达到40公里;使用多模光纤可以支持100Gb/s带宽,最大传输距离为100米,使用这两种方式可以在建筑物和城市各个区域之间提供距离更远的高性能以太网传输服务。另外一个IEEE P802.3bq,尝试通过在四对双绞同轴电缆上定义全双工操作,将其在25GE和40GE网络上的最大传输距离扩展到30米。

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IEEE公布的以太网速率发展线路图

在以太网比较活跃的二十多年的时间里面所发生的变化,基本上是在最近几年时间内就完成了。高速以太网的变化,增长并不仅仅是以十倍的速率,发展方向其实是一个综合的过程,这不仅仅是推动每个通道的速率提升,而是会推动多通道技术同时发展。

业界还可以看到一些新技术发展,这就是基于接口通道化实现网络分片的灵活以太网(Flexible Ethernet)。在运营商网络中灵活以太网可以提供网络分片、子接口隔离等功能,支持基于业务体验的未来网络架构,可以实现带宽按需分配,通过专用硬管道来保证服务质量和安全,提供低延时解决方案,同时与SDN技术的融合,支撑未来的VR、5G等业务发展。

John D''Ambrosia表示:在考虑到高性能计算的时候,可能都会想到Infiniband技术。而且可能认为Infiniband在整个高性能计算领域占据着主导或者统治的地位。数据显示,10GE基本上占到工业应用80%的份额,但是在这个领域,Infiniband只占了20%的份额。Infiniband所占的高性能计算主导地位主要是在研究和学术的领域。

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新的应用场景催生新型以太网接口

John D''Ambrosia表示:所有的技术,都是需要综合在一起。业界可以在实现高速度接口的同时保障灵活性。而这种灵活性,使以太网能够补充一些新的功能,或者我们之前想不到的作用,它也能够很好的发挥,例如带宽的可配置性,可以通过不同的方式来实现。还可以通过接口通道化分片做到,来保证服务的质量和安全,同时提供低延时的解决方案。其实这些都是未来的网络所需要东西,而且业界已经开始推动这样的发展趋势和演进。

高速以太网接口创新使能更加广泛的应用。PAM4技术首次应用在以太网中,为未来以太网提供了低成本、大带宽的可能。50GE/200GE/400GE标准基于相同的56G PAM4技术,共享技术平台,是下一代以太网的方向。这些都为PAM4技术广泛应用于以太网新速率奠定了坚实的基础。

同时,基于分片技术的灵活以太网,在接口通道化技术方面的以太网接口的网络分片解决方案,已经开始展露头脚。并且在大型网络中的应用具有: 带宽弹性、灵活分配(分片及绑定) ;专用硬管道,保证服务质量和安全;提供低延时解决方案;与SDN技术的融合等多种特点,受到了业界的广泛关注。

其中,John D''Ambrosia重点指出:未来以太网技术及标准演进将从第一代原生以太网、第二代电信以太网向第三代灵活以太网进行演进。同时,通过标准化,IEEE 802.3/1,将构建并支撑广泛、成熟的以太网生态系统。

第三代以太网Flexible Ethernet从2015年开始起步,面向云服务、5G网络分片、VR/AR及uHD视频等时延敏感业务需求,通过接口技术创新实现向高速大容量端口400GE、1TE端口等演进。Flexible Ethernet利用通道化实现子速率承载、硬管道及流量隔离,以及低时延、低抖动的算法技术等,可以进一步构建智能端到端低时延链路,在拥塞情况下可以确保高优先级业务的低时延并实现零丢包,实现可保障的低时延、高QoS服务的IP网络。Flexible Ethernet将成为未来全IP网络的基础。

最后,《极客网》问到以太网技术的未来,John D''Ambrosia表示有三点:

1、基于PAM4技术,以太网产业会增加新的标准、速率等,如 50GE/200GE/400GE的40km/80km规格。业界逐渐开始形成共识,50GE/200GE/400GE以太网的接口速率将逐渐成为业界主流。

2、以太网联盟继续致力于推动广泛的互联互通以及产业发展。

3、灵活以太网成为未来网络发展的关键方向。

迷失,这是一个每个人都会遇到的难题。以太网的世界里也是如此,只要有了方向,你既不会迷失方向,也不会因为以太网的多样性而困惑不已。以太网应用与日俱增,以太网技术也在与时俱进。以太网从来没有象今天这样具有多样性,崭新的时代需要以太网的多样性。

当然,这是最好的时代,这是创新的时代!(作者:李海刚)

中国生活消费标签:以太网

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