https://img-en.fs.com/images/solution/cover.jpg

10G - 25G - 100G Обновление сети: Дорожная карта для будущего ЦОД

108
https://img-en.fs.com/community/uploads/author/202003/25/1-20-10.jpg

Sheldon

Переводчик Антон
Опубликовано 23 ноябрь 2019 г.
2020-09-20 19:33:17
571

10G - 25G - 100G Обновление сети: Дорожная карта для будущего ЦОД

Движимый требованиями к пропускной способности частных и публичных облачных центров обработки данных и поставщиков услуг связи, 100G сеть получила значительное внедрение, что делает обновление сети необходимой и неизбежной тенденцией. До сих пор большинство поставщиков серверов уже предлагали 25 гб сетевые адаптеры Ethernet в качестве стандартного варианта ввода-вывода на своих серверах, обеспечивая переходы скорости Ethernet от 10G до 25G, 100G и выше. Хотя 1G, 10G и 40G все еще представляют значительную долю портов Ethernet корпоративного рынка, переход на 25G и 100G уже произошел, даже быстрее, чем когда-либо прежде. Этот пост будет освещать эволюционный путь к 25G, а затем даст сравнение путей перехода 10G-40G-100G и 10G-25G-100G, чтобы помочь пользователям сделать лучший выбор для обновления сети.

10G-40G-100G Путь обновления сети

В то время как 100G и выше является следующей важной вехой в скоростях гипермасштабируемых центров обработки данных, 40G все еще может иметь долговечность в отрасли. Традиционные предприятия с центрами обработки данных уровня 2 и уровня 3, которые имеют более низкие требования к плотности и меньшие бюджеты, могут использовать архитектуру 40G со скоростью обслуживания 10G в качестве текущего строительного блока и быть уверенными в надежности ее работы.

Обзор 40G сети

Официальная разработка 40g Gigabit Ethernet началась в 2008 году и утверждена в 2010 году. Она позволяет осуществлять передачу фреймов локальных сетей на скорости 40 гб в секунду. 40GbE работает на QSFP+ (Quad Small Form Factor Pluggable) кабельных системах, которые поддерживают широкполосные применения такие, как видеосервис по запросу и высокопроизводительные вычисления. Сеть 40G использует четыре канала передачи данных, каждый с 10 Гбит/с скоростью передачи данных, что делает ее более высоко- эффективной и с более низкой стоимостью управления. В центрах обработки данных коммутаторы 40G используются в качестве агрегационных/листовых коммутаторов, в то время как они могут выступать в качестве основных/spine коммутаторов для малых и средних предприятий.

На данный момент 40G сеть стремительно развивается и постепенно становится подходящим решением для многих малых и средних предприятий, но ее развитие сталкивается с трудностями. Из-за неэффективного построения бизнеса и высокой цены на продукт в течение длительного времени, операторы все еще сомневаются, следует ли применять систему 40G. Они могут выбрать вариант перехода сразу к развертыванию 100G, пропуская 40G. На данный момент технология 100G развивается быстрыми темпами. В отличии от 40G, 100G сеть проделала лучшую работу в области стандартных последующих действий, унификации технических решений и развития промышленных цепочек.. Таким образом, цена 100G продуктов, как ожидается, будет снижена до уровня 40G в ближайшее время. В настоящее время 100G занимает большую часть доли рынка высокоскоростных сетей и значительно сдерживает рост рынка 40G.

10G-40G-100G Путь обновления

На этом пути 10G оборудование и кабельные системы, используемые в прошлом, будут утилизованы. Модуль 40G QSFP+ состоит 4 параллельных каналов 10G и модули 100G QSFP+ поддерживают параллельную скорость канала 10×10G. Поэтому, в этом типе перехода к 100G, одноканальный тариф основан на 10G,в то время как путь перехода от 10G к 40G к 100G требует больше волокон, что приводит к в более сложным кабельным системам и более высокой цене. С другой стороны, когда модули QSFP использованы на более дальнем расстоянии, такие как оптический модуль QSFP+ LR4, они интегрируют 4 канала 10G в одно соединение оптоволокна через спектральное объединение по длинам волн (WDM). И это является одной из причин, по которой стоимость оптических модулей QSFP остается высокой, особенно для модулей 40G с большей дальностью передачи, таких как QSFP+ ER4, что также увеличивает стоимость обновления сети 100G. Из-за этих двух причин путь миграции 40G-100G может стоить гораздо дороже.

10G-25G-100G Путь обновления сети

Центры обработки данных расширяются беспрецедентными темпами, что приводит к необходимости увеличения пропускной способности между сервером и коммутаторами. Для того чтобы соответствовать этой тенденции, сеть и индустрия локальных сетей двигаются от 10G к 25G, что предлагает значительные преимущества в плотности, цене и силы для сервера в соединениях верхнего уровня.

Эволюционный путь 25G

С тех пор, как 25GbE сеть была первоначально предложена в 2014 году, такие компании, как Google, Microsoft, Arista и Mellanox и т. д. продвигали разработку стандарта 25GbE для сети серверов верхнего уровня. До сих пор, продукты 25G, такие как 25G коммутатор или SFP28, 25G DAC и кабели AOC получали все большее и большее распространение, и серверы 25G также становятся широко распространенными, становясь подготовкой для перехода к 100G. Сетевые коммутаторы 25G часто используются в качестве коммутаторов ToR или leaf для подключения серверов и терминального оборудования. 25g Ethernet - это дополнительное обновление от 10G Ethernet. Таким образом, для коммутаторов Ethernet 25G и 10G с одинаковой плотностью портов, коммутаторы 25G и оптика обеспечивают в 2,5 раза большую производительность и пропускную способность, чем решение Ethernet 10G. И высокая эффективность 25G SFP28 использует однополосную технологию SERDES 25G, подобную в действии 10G SFP+. Эти преимущества позволяют существующим архитектурам коммутаторов 25G поддерживать скорость соединения быстрее, чем 10G, без увеличения межсоединительного кабеля / трассировки, при этом сохраняя темп более быстрой траектории роста пропускной способности сети, что помогает снизить энергопотребление и стоимость. Поскольку бизнес нуждается в постоянном обновлении, сеть 25G станет более популярной в будущем. На рисунке 1 показаны некоторые ключевые этапы развития сети 25G с 2014 по 2018 год.

Evolutionary Path of 25G EthernetРис 1: Эволюционный путь 25G Ethernet

10G-25G-100G Путь обновления

Одноканальная скорость 25G в 2,5 раза превышает эффективность передачи 10G, в то время как в сети 100G для достижения режима 4×25Gb/s требуется только 4 канала 25G модулей. Это значительно сохранит соединения волокна, но этот путь миграции исключит первоначальное оборудование 10G в системе. Тем не менее, серверы 25G и коммутаторы 100G стали использоваться повсеместно в гипермасштабируемых центрах обработки данных, постепенно заменяя предыдущие серверы 10G и коммутаторы 40G. Эта скорость миграции повысила общую пропускную способность системы на 2,5 x с небольшими дополнительными затратами. Поскольку индустрия Ethernet продолжает внедрять инновации и прокладывать путь к более высоким сетевым скоростям, таким как 200G и 400G, обновление 25G-100G было разработано как неизбежная дорожная карта для будущих центров обработки данных. В целом этот путь миграции более экономичен. Его преимущества заключаются в следующем:

1. Одноканальные модули 4x25G будут дешевле, чем модули 10x10G. С популярностью технологии 25G, цена модулей QSFP28 продолжит уменьшаться.

2. Расход энергии 4X25G SFP28 гораздо ниже, чем у типичного 10X10G SFP+, что также дает 25G преимущество в производственных затратах.

3. Для волоконно-оптических соединений, переход от 10G к 100G требует использования каналов 10x10G, но только 4 канала необходимы для соединений 25G к 100G, что может значительно сэкономить ресурсы связи.

Сравнения путей обновления сети: 10G-40G-100G vs 10G-25G-100G

До того, как была выпущена спецификация 25GbE, путь обновления 10G-40G в основном использовался в качестве опции для предприятий, поставщиков услуг и центров обработки данных для масштабирования за пределами 10GbE. Однако с появлением 25GbE, путь обновления 25G-100G получил больше импульса, предлагая преимущества в стоимости за бит, энергопотреблении и плотности серверной стойки, все это является необходимыми факторами для широкого распространения скоростного перехода.

10G - 40G vs 25G - 100GРисунок 2: 10G - 40G vs 25G - 100G Сравнения путей обновления сети

Легко понять, что есть очевидные преимущества в процессе перехода 10G-25G-100G по сравнению с путем 10G-40G-100G:

1. 25G-100G путь обновления может обеспечить экономию CapEx (капитальные затраты) и OpEx (операционные расходы) за счет обратной совместимости, для защиты инвестиций и беспрепятственного перехода с последовательным дизайном стойки и повторным использованием существующей кабельной инфраструктуры, избегая дорогостоящих и сложных изменений.

2. Однополосная технология SERDES 25G, используемая в соединении 100G к 25G, подобна технологии 40G к 10G, но производительность увеличена в 2,5 раза, таким образом, значительно уменьшается сила и цена за гигабит. Такая экономия электроэнергии, в свою очередь, приведет к снижению требований к охлаждению и эксплуатационных расходов для операторов центров обработки данных. При повторном использовании существующей кабельной инфраструктуры, 25g Ethernet обеспечивает беспрепятственный переход сети, чтобы избежать дорогостоящих и сложных изменений.

3. Локальные сети 25G обеспечивают более высокую плотность портов и системы, чем соответствующее решение 40G. Путь перехода сети 25G-100G (полосы 4x25G) обеспечивает меньшее по стоимости за блок пропускной способности, так как использует возможности портов коммутатора максимально полно, по сравнению с путем 40G-100G. Таким образом, обновления напрямую от 40G к более быстрому 100G экономически нецелесообразно по сравнению с 25G Ethernet подключением.

4. Экономия электроэнергии и более высокая плотность приводят к снижению требований к охлаждению и эксплуатационных расходов для операторов центров обработки данных.

Current vs Future High Speed Ethernet Upgrade ModeРисунок 3: Текущий vs Будущий высокоскоростной режим модернизации Ethernet

Предложения по выбору пути перехода к сети 100G

Наиболее важным условием при планировании модернизации сети является учет масштабов вашего бизнеса и будущего расширения. Для некоторых ведущих и гигантских компаний, обновление с 25G до 100G является оптимальным способом, так как 25G имеет свои очевидные преимущества, которые могут удовлетворить растущие потребности сети. Для долгосрочного развития, большие предприятия и центры обработки данных готовы на гораздо более высокие затраты, чтобы обеспечить производительность. В то время как для некоторых малых и средних предприятий нет необходимости отказываться от своей оригинальной сети 40G и следовать пути перехода 10G-25G-100G. Потому что вы должны убедиться, что ваши сетевые адаптеры поддерживают сеть 25G. Это может показаться очевидным, однако, не все серверы поставляются с сетевыми адаптерами 25G. В этом случае это означает, что вам нужно запустить дополнительные соединения, купив больше коммутаторов и кабелей, что может иметь высокую стоимость. Одним словом, выбор пути перехода 10G-25G-100G может повлечь за собой дополнительные затраты. Если текущая сеть может достаточно соответствовать вашим потребностям, вы можете остаться в 40G и перейти на 100G на этой базе. Но если вы планируете новую сеть, у вас может быть больше вариантов. Вам не нужно думать о том, что теряете свои предыдущие инвестиции, и единственное, что вам нужно учитывать, - это развитие вашего бизнеса и то, сколько вы готовы заплатить за будущую сетевую миграцию.

Заключение

Спрос на более высокую скорость и производительность Ethernet постоянно растет. Предлагая большую пропускную способность и более высокую плотность портов с уменьшенным энергопотреблением и стоимостью, путь обновления 10G-25G-100G опережаетт традиционное подключение 10G-40G-100G, повышая эффективность центров обработки данных, тем самым закладывая основу для дальнейшего обновления до 200G и 400G. Но выбор пути миграции в основном зависит от конкретных требований и условий, поэтому сетевым менеджерам лучше опираться на профессиональные предложения, прежде чем принимать решение. Компания FS поставляет различные оптические продукты и решения для удовлетворения различных применений в центрах обработки данных и корпоративных сетях. Если вы хотите узнать более подробную информацию о сетях 100G, пожалуйста, посетите FS.