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Aggiornamento della rete 10G-25G-100G: Una roadmap inevitabile per il futuro di data center

Posted on gen 12, 2021
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Spinta dai requisiti di larghezza di banda dei data center cloud privati e pubblici e dei fornitori di servizi di comunicazione, la tecnologia 100G ha registrato una significativa diffusione, rendendo l'aggiornamento della rete una tendenza necessaria e inevitabile. In questo articolo si confronteranno i percorsi di migrazione della rete 10G-40G-100G e 10G-25G-100G per aiutare gli utenti a scegliere meglio gli aggiornamenti della rete.

Aggiornamento di Rete 10G-40G-100G vs 10G-25G-100G

 

Aggiornamento di Rete 10G-40G-100G

Mentre il 100G e oltre è la prossima pietra miliare nella velocità dei data center iper-scala, il 40G può ancora avere una certa longevità nel settore. Le aziende tradizionali con data center di livello 2 e 3, che hanno requisiti di densità inferiori e budget più limitati, possono sfruttare in modo affidabile l'architettura 40G con velocità di servizio 10G come blocco di costruzione attuale.

Panoramica della Rete 40G: Come si sviluppa 40G Ethernet?

Iniziata nel 2008 e approvata nel 2010, 40G Gigabit Ethernet consente il trasferimento di Ethernet in esecuzione su QSFP+ a 40 Gbit/s. Gli switch 40G fungono da switch core/spine per le piccole e medie imprese e da switch di aggregazione/leaf per i data center. Sebbene il 40G sia attivo sul mercato da tempo, il suo sviluppo incontra delle difficoltà. A differenza del 40G, il 100G ha fatto un lavoro migliore nel follow-up degli standard, nell'unificazione delle soluzioni tecniche e nello sviluppo della catena industriale.

Percorso di Migrazione di Rete 10G-40G-100G

Nel percorso di migrazione 10G-40G-100G, verranno utilizzate le apparecchiature 10G e i sistemi di cablaggio investiti in passato. Ma considerando i moduli ricetrasmittenti utilizzati, questo percorso di migrazione può costare molto. Il modulo QSFP+ 40G è composto da 4 canali paralleli da 10G e i moduli QSFP+ da 100G supportano una velocità di canale parallelo di 10×10G. Se la velocità del singolo canale è basata su 10G, il percorso di migrazione 10G-40G-100G richiede un numero maggiore di fibre, con conseguente maggiore complessità del cablaggio e costi più elevati.

D'altra parte, quando i moduli QSFP sono utilizzati per trasmissioni a lunga distanza, come ad esempio il modulo ottico QSFP+ LR4, integrano 4 canali di 10G in un unico collegamento in fibra ottica attraverso il wavelength division multiplexing (WDM). Questo è uno dei motivi per cui il costo dei moduli ottici QSFP rimane elevato, soprattutto per i moduli 40G con una distanza di trasmissione maggiore, come il QSFP+ ER4, che aumenta anche il costo dell'aggiornamento della rete 100G.

Figura 1: Aggiornamento di Rete 10G-40G-100G

 

Migrazione della Rete 10G-25G-100G

I data center si stanno espandendo a un ritmo senza precedenti, determinando la necessità di una maggiore larghezza di banda tra il server e gli switch. Per soddisfare questa tendenza, le reti e il settore Ethernet stanno passando da 10G a 25G, che offre notevoli vantaggi in termini di densità, costi e potenza per le connessioni tra server e top-of-rack.

Panoramica della Rete 25G: Come si sviluppa l'Ethernet 25G?

Inizialmente proposto nel 2014, il 25GbE è stato adottato e spinto da aziende come Google, Microsoft, Arista, Mellanox, ecc. per la rete dei server top-of-rack. Gli switch di rete 25G sono spesso utilizzati come switch ToR o leaf per collegare i server e le apparecchiature terminali, in grado di supportare velocità di collegamento superiori a 10G senza alcun aumento del cavo/traccia di interconnessione. Pur mantenendo il passo con la traiettoria di crescita più rapida e ricca della larghezza di banda di rete, nessuna modifica della configurazione contribuisce a ridurre il consumo energetico e i costi.

Percorso di Migrazione della Rete 10G-25G-100G

La velocità di 25G a canale singolo è pari a 2,5 volte l'efficienza di trasmissione di 10G, mentre in una rete 100G sono necessari solo 4 canali di moduli 25G per raggiungere la modalità 4×25Gb/s. Ciò consentirà di risparmiare notevolmente sui collegamenti in fibra, ma questo percorso di migrazione eliminerà le apparecchiature 10G originali nel sistema. TQuesta migrazione ha aumentato il throughput complessivo del sistema di 2,5 volte con costi incrementali ridotti, per cui i server 25G e gli switch 100G sono diventati onnipresenti nei data center hyper-scale, sostituendo gradualmente i precedenti server 10G e switch 40G. Poiché il settore Ethernet continua a innovare e a tracciare un percorso verso velocità di rete più elevate, come 200G e 400G, l'aggiornamento 25G-100G è stato sviluppato come una tabella di marcia inevitabile per i data center futuri.

Figura 2: Migrazione della Rete 10G-25G-100G

 

Confronto tra i Percorsi di Migrazione della Rete: Perché passare da 10G a 25G?

Prima del rilascio delle specifiche 25GbE, il percorso di aggiornamento 10G-40G era prevalentemente adottato come opzione per le aziende, i service provider e i data center per scalare oltre i 10GbE. Tuttavia, con l'avvento del 25GbE, il percorso di aggiornamento 25G-100G ha acquisito maggiore slancio. Qual è la differenza tra i percorsi di aggiornamento 25G e 40G? È opportuno effettuare l'upgrade da 10G a 25G?

Figura 3: Percorso di Aggiornamento della Rete 10G-40G vs 25G-100G

È facile constatare che il processo di migrazione 10G-25G-100G presenta alcuni vantaggi evidenti rispetto al percorso 10G-40G-100G:

 

  • Costi Ridotti: Il percorso di migrazione 25G-100G può offrire risparmi sia CapEx (spese di capitale) che OpEx (spese operative) grazie alla retrocompatibilità, alla protezione degli investimenti e alle migrazioni senza soluzione di continuità con una progettazione coerente dei rack e il riutilizzo dell'infrastruttura di cablaggio esistente, evitando modifiche costose e complesse.

  • Risparmio di Energia: La tecnologia SerDes a singola corsia da 25G utilizzata per la connettività da 100G Ethernet a 25G è simile a quella della connettività da 40G a 10G, ma le prestazioni sono aumentate di 2,5 volte, riducendo in modo significativo la potenza e il costo per gigabit. Questo risparmio di potenza si tradurrà a sua volta in una riduzione dei requisiti di raffreddamento e dei costi operativi.

  • Densità Superiore: 25G Ethernet offre una densità di porte e di sistemi superiore a quella di una soluzione 40G comparabile. Il percorso di migrazione della rete 25G-100G (4x25G corsie) offre un costo inferiore per unità di larghezza di banda grazie al pieno utilizzo delle capacità delle porte degli switch rispetto al percorso di aggiornamento 40G-100G.

 

Conclusione:

La condizione più importante nella scelta del percorso di migrazione della rete è considerare le dimensioni dell'azienda e l'espansione futura. Per le crescenti esigenze della rete e per i vantaggi a lungo termine, l'aggiornamento da 25G a 100G è la soluzione ottimale. Tuttavia, non è necessario perseguire un percorso di migrazione da 10G-25G-100G se si dispone di una rete a 40G e se la rete attuale è in grado di soddisfare le vostre esigenze. Naturalmente, offrendo una maggiore larghezza di banda e una più alta densità di porte con consumi e costi ridotti, il percorso di migrazione della rete Ethernet 10G-25G-100G ribalta la tradizionale connettività 10G-40G-100G per migliorare l'efficienza dei data center, gettando così le basi per un ulteriore aggiornamento a 200G e 400G.

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