25G以太网——未来网络的新趋势

随着数据中心对带宽的需求增加，网络速率正在朝着更高速率发展，势必存在网络升级的需求。网络从10G向100G过渡有两种升级路径，即10G-25G-100G和10G-40G-100G，最终用户似乎更看好25G，这是为什么呢？

25以太网的兴起

数据中心TOR交换机已普遍切换成10G，随着虚拟化和云计算的发展，IEEE批准了40G和100G标准来满足更高带宽的需求。但是将数据中心TOR交换机切换到40G需要较高的成本，并且将造成一定的功耗，而直接部署100G相当困难且成本更高。

因此，基于IEEE 100GbE标准，IEEE 802.3制定了新的25G以太网标准，单通道可实现25Gbps 速率，可通过4*25Gbps实现100G传输，一定程度上降低了升级成本，为数据中心升级带来了便利。

25G以太网常用的线缆类型

25GbE支持两种封装：SFP28（1*25Gbps ）和QSFP28（4*25Gbps），常见的光模块为25G SFP28。25G SFP28光模块分为不同的型号，不同的型号连接不同的线缆，例如电口封装与网线相连、25G-SFP28-SR与多模光纤相连，另外还有25G DAC、25G AOC用于机架上交换机之间和机架之间的连接，详细信息可见下表1。

表1:25G接口规范

为什么选择25G以太网？

25G以太网可弥补10G以太网带宽不足、40G以太网成本较高的问题，总体来看具有以下优势。

25G SerDes通道数少，节省光纤资源

SerDes是串行器和解串器的简称，它是一种主流的时多分复用、点对点的串行技术，在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，在接收端高速串行信号被转换成低速信号。目前SerDes的速率可达到25Gbps，因此只需要一个25Gbps的SerDes通道就能实现25G连接，而40G连接需要4个10Gbps的SerDes通道才能实现，两个40G之间的连接会多出4对光纤，消耗光纤资源。

图片1:不同以太网之间的光纤通道数

25G网卡用于PCle通道利用率更高

目前，主流的Intel Xeon CPU 仅提供40通道的PCle（PCle 3.0），单通道带宽约为8Gbps，这些通道不仅用于CPU和网卡之间的通信，还用于RAID卡、GPU卡和所有其他外围卡之间的通信，因此有必要提高网卡对有限PCle通道的利用率。

单个40G网卡至少需要PCle 3.0*8通道，那么两端同时运行实际的通道带宽利用率为40G*2/（8G*16）=62.5%，而25G网卡仅需要一个PCle*8通道，则利用率为25*2/（8G*8）=78%。显然就PCle通道而言，25G比40G更高效灵活。

图2:25G网卡部署

25G网络布线成本低

40G网络使用QSFP+光模块和MTP/MPO光纤跳线连接，而该布线方案与10G网络不兼容，如果从10G升级成40G，则需要重新进行布线，成本较大并且资源浪费。相比之下，25G网络采用的SFP28光模块，搭配10G网络的LC跳线可运行，如果从10G升级到25G，可避免重复布线，既省时又省钱。

25G对于交换机I/O（输入输出）的优势

首先，25G以太网具有出色的交换机I/O性能和结构能力，其速率是10G的2.5倍，能够增加交换机端口密度和扩展性；其次，和40G相比，通过减少交换机、电源、散热和布线设备的数量，可减少资本支出与运营支出；另外，25G标准在100G标准上建立，可通过4个25Gbps通道实现100G，减少交换机成本支出。

25G以太网的发展趋势

在过去几年中，25G以太网获得了越来越多的认可，特别是5G网络的部署以来。25G光模块等产品得到了较大发展，25G适配器也可以以10G速率运行，25G交换机提供了更便捷的方式进行网络升级，因此2020年25G有望拥有更加广阔的市场。

结论

从市场情况和以上分析，25G以太网因为成本低，功耗低，带宽高似乎都是未来网络新趋势，预计它将在未来进一步扩大影响。