25G以太網——未來網絡的新趨勢

隨着數據中心對帶寬的需求增加，網絡速率正在朝着更高速率發展，勢必存在網絡升級的需求。網絡從10G向100G過渡有兩種升級路徑，即10G-25G-100G和10G-40G-100G，最終用戶似乎更看好25G，這是為什麼呢？

25以太網的興起

數據中心TOR交換機已普遍切換成10G，隨着虛擬化和雲計算的發展，IEEE批准了40G和100G標準來滿足更高帶寬的需求。但是將數據中心TOR交換機切換到40G需要較高的成本，並且將造成一定的功耗，而直接部署100G相當困難且成本更高。

因此，基於IEEE 100GbE標準，IEEE 802.3制定了新的25G以太網標準，單通道可實現25Gbps 速率，可通過4*25Gbps實現100G傳輸，一定程度上降低了升級成本，為數據中心升級帶來了便利。

25G以太網常用的線纜類型

25GbE支持兩種封裝：SFP28（1*25Gbps ）和QSFP28（4*25Gbps），常見的光模組為25G SFP28。25G SFP28光模組分為不同的型號，不同的型號連接不同的線纜，例如電口封裝與網線相連、25G-SFP28-SR與多模光纖相連，另外還有25G DAC、25G AOC用於機架上交換機之間和機架之間的連接，詳細信息可見下表1。

表1:25G接口規範

為什麼選擇25G以太網？

25G以太網可彌補10G以太網帶寬不足、40G以太網成本較高的問題，總體來看具有以下優勢。

25G SerDes通道數少，節省光纖資源

SerDes是串行器和解串器的簡稱，它是一種主流的時多分復用、點對點的串行技術，在發送端多路低速並行信號被轉換成高速串行信號，在接收端高速串行信號被轉換成低速信號。目前SerDes的速率可達到25Gbps，因此只需要一個25Gbps的SerDes通道就能實現25G連接，而40G連接需要4個10Gbps的SerDes通道才能實現，兩個40G之間的連接會多出4對光纖，消耗光纖資源。

圖片1:不同以太網之間的光纖通道數

25G網卡用於PCle通道利用率更高

目前，主流的Intel Xeon CPU 僅提供40通道的PCle（PCle 3.0），單通道帶寬約為8Gbps，這些通道不僅用於CPU和網卡之間的通信，還用於RAID卡、GPU卡和所有其他外圍卡之間的通信，因此有必要提高網卡對有限PCle通道的利用率。

單個40G網卡至少需要PCle 3.0*8通道，那麼兩端同時運行實際的通道帶寬利用率為40G*2/（8G*16）=62.5%，而25G網卡僅需要一個PCle*8通道，則利用率為25*2/（8G*8）=78%。顯然就PCle通道而言，25G比40G更高效靈活。

圖2:25G網卡部署

25G網絡布線成本低

40G網絡使用QSFP+光模組和MTP/MPO光纖跳線連接，而該布線方案與10G網絡不兼容，如果從10G升級成40G，則需要重新進行布線，成本較大並且資源浪費。相比之下，25G網絡採用的SFP28光模組，搭配10G網絡的LC跳線可運行，如果從10G升級到25G，可避免重複布線，既省時又省錢。

25G對於交換機I/O（輸入輸出）的優勢

首先，25G以太網具有出色的交換機I/O性能和結構能力，其速率是10G的2.5倍，能夠增加交換機端口密度和擴展性；其次，和40G相比，通過減少交換機、電源、散熱和布線設備的數量，可減少資本支出與運營支出；另外，25G標準在100G標準上建立，可通過4個25Gbps通道實現100G，減少交換機成本支出。

25G以太網的發展趨勢

在過去幾年中，25G以太網獲得了越來越多的認可，特別是5G網絡的部署以來。25G光模組等產品得到了較大發展，25G適配器也可以以10G速率運行，25G交換機提供了更便捷的方式進行網絡升級，因此2020年25G有望擁有更加廣闊的市場。

結論

從市場情況和以上分析，25G以太網因為成本低，功耗低，帶寬高似乎都是未來網絡新趨勢，預計它將在未來進一步擴大影響。