以太網(wǎng)吞吐量在不斷地提升。數(shù)據(jù)傳輸速度從1983年初始的10Mbps提升到2010年的40Gbps和100Gbps。既然40Gbps和100Gbps從2010年開始就可以使用，那么為什么25GbE標(biāo)準(zhǔn)的制定工作直到2014年才開始呢?

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“增加服務(wù)器性能”和“服務(wù)器到交換機(jī)連接的開銷”是制定25GbE標(biāo)準(zhǔn)的原因。目前，許多云和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器都支持10GbE網(wǎng)絡(luò)接口，并且通過銅線或光纖連接到***機(jī)架交換機(jī)。新一代的處理器芯片，以及由于虛擬化帶來更高水平的CPU使用率，都有可能讓10GbE鏈接變成瓶頸。

消除這種瓶頸只是25GbE理事會(huì)(25 Gigabit Ethernet Consortium)的目標(biāo)之一。這個(gè)組織在2014年7月成立并致力于制定一個(gè)新的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)組織得到了Arista Networks、Broadcom、谷歌、Mellanox和微軟等公司的支持，它表示，希望“在工作負(fù)載有可能超過10或40GbE鏈路的下一代云基礎(chǔ)架構(gòu)中”實(shí)現(xiàn)“以經(jīng)濟(jì)的方式擴(kuò)展交付給服務(wù)器和存儲終端的網(wǎng)絡(luò)帶寬。”

這個(gè)小組開發(fā)了一個(gè)關(guān)于25GbE和50GbE的規(guī)范，然后在說服其他供應(yīng)商采納這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。之后，在2014年7月，IEEE組建了一個(gè)研究小組專門探討25GbE標(biāo)準(zhǔn)。到12月，這個(gè)研究小組轉(zhuǎn)而加入負(fù)責(zé)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的802.3by工作小組。

雖然服務(wù)器到交換機(jī)的連接預(yù)計(jì)將成為25GbE技術(shù)的主要應(yīng)用場景，現(xiàn)在支持10GbE上行鏈路的接入交換機(jī)預(yù)計(jì)會(huì)隨著最終用戶設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸速度的提升而增加到25GbE。25GbE技術(shù)預(yù)計(jì)將會(huì)在今年末正式通過批準(zhǔn)，它也會(huì)支持存儲瀏覽。

單線25GbE將符合新的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

一直以來，提升服務(wù)器性能是通過直接從10GbE升級到已有的40GbE標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的，而不是通過開發(fā)新的25GbE標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。但是，雖然40GbE能夠提供大于需求的吞吐量，但是問題是成本太高。服務(wù)器和交換機(jī)的接口會(huì)變得更加昂貴，并且網(wǎng)絡(luò)線路基本上要進(jìn)行更換。

以太網(wǎng)接口使用序列化器/反序列化器(SerDes)組件來生成64位單元的序列化數(shù)據(jù)。然后，這個(gè)64位單元的數(shù)據(jù)又會(huì)編碼加上2個(gè)位，用于支持時(shí)鐘同步。總共66位的數(shù)據(jù)會(huì)通過物理編碼子層從接收者的PCS線路傳輸?shù)揭粋€(gè)SerDes上，然后由它將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁邔哟蔚慕涌谏稀Ｒ蕴W(wǎng)線路在每一個(gè)終端都包含一個(gè)SerDes及一條傳輸路徑。

在10GbE標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，SerDes組件僅限于在10GbE上使用。這些組件現(xiàn)在支持25GbE，因此它可以在一條線路上傳輸25Gbps。25GbE接口目前價(jià)格高于10GbE，但是增加幅度并不是按比例的：價(jià)格并不會(huì)增加到2.5倍。成本一般會(huì)隨容量的增加而下降。從10GbE升級到25GbE并不需要安裝新線路，因?yàn)樗鼈兌伎梢酝ㄟ^同一條雙絞線或單模、雙模光纖傳輸數(shù)據(jù)。

40GbE則需要使用4條10Gbps線路。每一條線路都需要使用一個(gè)獨(dú)立的SerDes。然后，PCS會(huì)將4組66位數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式分發(fā)到4條線路上。在接收端，這些數(shù)據(jù)會(huì)以正確順序回放，發(fā)送到4個(gè)SerDes組件上。

有兩種方法可以通過光纖傳輸4條線路。每一條線路可以通過一對獨(dú)立的光纖傳輸數(shù)據(jù)，也可以使用波分復(fù)用技術(shù)將全部4條線路組合成為一組，其中每一條線路都采用不同的波長來傳輸數(shù)據(jù)。在銅線上傳輸4條線路的方法是由40GBASE-CR4標(biāo)準(zhǔn)定義的。每一條線路都使用一條獨(dú)立的屏蔽雙絞線。無論是采用光纖或是銅線，4條線路都會(huì)增加成本和能耗。

25GbE聯(lián)合會(huì)在發(fā)布25Gbps標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也發(fā)布了50Gbps標(biāo)準(zhǔn)。它使用2條25Gbps線路來實(shí)現(xiàn)比40GbE標(biāo)準(zhǔn)更高的吞吐量，同時(shí)只需要2條線路，而不需要4條線路。

新以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)商支持

IEEE在今年秋季前都不會(huì)最終發(fā)布802.3by標(biāo)準(zhǔn)，但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)開始測試他們的產(chǎn)品了。以太網(wǎng)聯(lián)盟去年6月在美國新罕布什爾大學(xué)(UNH)互操作實(shí)驗(yàn)室開展了25GbE技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。有很多的供應(yīng)商參與了實(shí)驗(yàn)，其中包括交換機(jī)和服務(wù)器供應(yīng)商Arista、思科、戴爾和日立;網(wǎng)絡(luò)連接器供應(yīng)商Amphenol和Molex;以及以太網(wǎng)適配器供應(yīng)商英特爾和QLogic。生產(chǎn)交換機(jī)、連接器和適配器的Mellanox也測試了它的產(chǎn)品，而Ixia、Spirent和Xilinx則是測試設(shè)備提供商。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告的成功率86%是一個(gè)非常鼓舞人心的結(jié)果，特別是考慮到6月份時(shí)這個(gè)新的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)才僅僅發(fā)布一年時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)反饋回IEEE委員會(huì)，幫助他們確定標(biāo)準(zhǔn)的最終細(xì)節(jié)。

成功的UNH實(shí)驗(yàn)預(yù)示著供應(yīng)商已經(jīng)在他們的25GbE產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中做得很好了。而與此同時(shí)，Arista、思科、華為和Mellanox都已經(jīng)發(fā)布了支持新標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，而惠普則宣布準(zhǔn)備在服務(wù)器和交換機(jī)中都支持25GbE接口。