
移动互联网、智能终端、物联网等新兴概念的涌现,对园区网建设提出了新的挑战,极大丰富的中终端形态和数据类型,使园区网的数据总量和传输要求不断攀升到新的量级;再加上数据中心这种新的网络形态的产生,其巨大的数据交互和计算需求,更是传统网络不曾面对过的。面对这两方面的挑战,千兆网络已经不能满足业务的需要,万兆网络时代即将到来。从过去几年网络市场的变化情况分析, 2016年将是万兆网络普及元年,并且将以超乎所有人意料的速度快速发展。
万兆以太网技术基于以太网基本原理发展而来,因此对于用户的网络升级、使用的方便性、和网络系统的操作习惯上,都具备平滑切换的天然优势。在升级万兆网络的过程中,用户无需担心现有的程序或服务受到任何影响。包括服务质量(QoS),服务级别(CoS)、安全功能、负载均衡等现有网络功能,均可以按线速比例直接升级到万兆网络中。
万兆以太网由IEEE802.3ae进行定义,遵从802.3协议族的基本要求,数据帧能够被现有网络设备直接识别和处理。而在硬件支持方面,万兆以太网可以在双绞线(超六类级以上)和多模/单模光模块上传输,传输距离覆盖100米到100公里以上,而支持万兆以太网接口的商业交换套片也已经产生超过十年,技术已经相当成熟。
一、新一代园区网的万兆需求
园区网的主要建设目标,是为了满足企业、校园、医疗等用户的终端桌面业务处理需求,然而随着高清多媒体、移动办公、数字办公、云业务等新技术在企业中的广泛应用,无论是满足桌面终端的办公效率,还是应对无线网络在园区的大规模部署,百兆接入,千兆上行的传统组合,从带宽的基础要求上就已经无法满足新一代园区网的建设要求,万兆方案已经是必备之选。
1、有线终端的千兆化趋势
以园区网最为常见的桌面终端—PC为例,从2000年以后,千兆网卡和百兆网卡的成本差距急速缩小,集成千兆网卡已经从高端主板的标志变为标准配置。成本上微乎其微的差异,对于十倍的性能提升而言,几乎可以忽略不计。因此,无论是台式机还是笔记本电脑,都需要网络设备提供千兆接入能力。
抛开成本的因素,业务应用的复杂度和性能需求,也注定了百兆网络快速消失的命运。IT应用在现代化企业中扮演了提升生产效率,加速企业发展的重要角色。各种B/S架构的系统、NAS/SAN存储的加入、视频会议、大容量文件传输、业务系统备份和恢复,这些听起来平常无奇的应用,实际都对网络的传输速率提出了更高的要求。千兆到桌面已经是现代化企业必须具备的网络基础设施能力。
千兆接入的普及意味着汇聚层设备必须提供高密度的万兆接口,来汇集接入设备的流量,这实际上相当于在过去百兆/千兆网络模型上进行一个十倍速率的提升,对于园区网的设计者而言,是最简单直接的升级方式。万兆技术除了汇聚千兆设备的上行流量,在楼宇内或楼宇间实现骨干网络的扩展,或者多园区高速骨干互联的场景下,都是经济性与性能结合的最佳方案
2、无线及物联终端的接入需求
无线网络技术在近几年的发展远快于有线网络,从最早的802.11a标准到现今的802.11ac标准,无线传输速率增长了280倍(从25Mbps到7Gbps),而这一切仅仅用了17年的时间。无线终端的接入速率已经不亚于有线终端,这也为企业部署移动应用提供了技术层面的支持。
无线终端的速率提升除了要求AP、AC等无线设备支持更高的速率和性能,同时也要求骨干网络的汇聚和核心层设备提供充足的带宽资源。以单AP下挂10台802.11n设备为例,下行流量理论峰值已经可以达到3Gbps,即便是正常状态下的流量,也必须用千兆交换机才能够满足,而汇聚和核心设备的万兆能力,也成为了支撑无线网络的刚性需求。
而未来的智能终端,将从现在的智能手机、平板电脑向高清大屏显示、多CPU核心、多频多模的方向演进,而可穿戴设备,VR设备等新的产品形态也会催生对网络性能的更高要求,万兆汇聚网络势在必行。
二、数据中心的万兆普及化
数据中心是对海量数据进行存储和运算的专用网络架构,性能是数据中心网络追求的永恒主题。与传统网络不同的是,数据中心的终端形态较为固定,以高性能服务器和大吞吐量的存储设备为主,或者说,服务器的性能和存储的数据交付能力,是决定网络架构的根本因素。
1、万兆服务器已成主流
从2013年开始,万兆服务器的出货量呈现快速增长的趋势,这一方面得益于万兆网卡的成本下降和更多集成方案的面世,而最重要的则是数据中心的快速建设对万兆服务器的需求激增。出于对数据访问和综合计算的需求,数据中心的
流量70%是东西向流量,即要求服务器能够快速从存储网络中获取数据,并完成与其它服务器进行协同运算或集群运算的工作,因此数据中心服务器普遍要求使用万兆网卡作为数据传输的能力支持。
以2015年新建的互联网企业数据中心为例,如金山、58同城、滴滴出行等企业,其采用的数据中心网络均采用两层结构,服务器全部配备万兆网卡,接入交换机使用万兆端口接入、40G端口上行至核心交换机,这种模型集性能和经济性于一身,在同等规模的互联网数据中心中得到广泛应用。
从网络设备厂商的角度看,2015年H3C在互联网企业销售的万兆光模块数量占到40%以上,其中大多数为服务器接入使用,而其余份额并不是千兆模块,而是40G模块,用于汇聚设备或40G服务器的接入。可见在新建数据中心时,千兆服务器已经不在企业的考虑范围之内。
2、虚拟化的榨干效应
虚拟化技术的产生,对提高服务器资源的使用率和业务的交付速度起到了至关重要的作用,但另一方面,虚拟化后服务器的平均工作负载大幅提高,数据处理和输出能力都达到前所未有的水平。
以淘宝的双十一活动为例,数万台服务器的平均负载达到80%,这在传统非虚拟化环境下是不可想象的。如此巨大的数据处理量,对服务器和网络的性能提出严峻的挑战。纵然SDN方案可以最大程度上完成现有资源的快速调度,但在接近满负荷工作的情况下,网络设备的转发能力才是满足业务服务的硬指标。因此,万兆交换机的部署已经不是超前的规划,而只是满足数据中心基本性能要求的标准配置。
3、网络资源在云时代的新价值
越来越多的客户正在部署自己的云数据中心,无论最终是要搭建企业私有云还是公有云,最关注的仍然是用户的使用感受。随着数据和应用越来越多,各种新业务需要更快的交付给用户,万兆以太网可以帮助我们的网络快速实现这一点,而这种业务的交付,往往意味着为企业创造了直接或间接的价值。
网络作为一种资源,可以在云运营中作为商品向最终用户进行出售,而千兆“有损”以太网对用户的吸引力远不如可靠的万兆“无损”以太网。尤其对于数据中心特有的数据结构而言,流量模型通常是32位或64位的数据包,相对于以往4KB、8KB的规格减小很多,万兆交换机对于处理小数据包线速转发相对于千兆交换机有天然的优势,也能够作为一种更优的资源,给企业带来更多的价值。
结束语
万兆网络的普及是综合技术层面与需求层面共同作用的必然趋势,H3C作为国内交换机市场的领导者,已经提前洞察到市场趋势,并率先交付满足各场景需求的万兆产品和方案。无论是园区万兆汇聚,还是数据中心万兆接入,都能帮助用户快速搭建主流的万兆网络,满足用户更多的业务需求,使网络真正能够成为企业经营的重要资源。