人工智能、云计算推动性能换代 以太网交换机进入100G-400G时代丨科技云·视角

近年来，数据中心以太网交换机发展十分强劲，公共云、私有云和混合云的客户在以太网交换机方面支出庞大。根据Crehan Research公司的统计，2016年品牌数据中心以太网交换机销售超过100亿美元，创下了自2013年以来最强劲的市场增长速度。其中40GbE和100GbE交换机是主要的市场动力，总收入超过十亿美元。

自2000年首次亮相以来，10G以太网交换机今年首次损失市场份额。这是因为服务提供商和超大规模客户逐渐开始部署更快的带宽40G和100G交换机。从2016年下半年起，40GbE数据中心开支出现下滑，全年的100GbE支出持续增长。

IDC数据中心网络研究主管Brad Casemore表示，转向更高带宽GbE交换机是受超大规模云计算和电信运营商推动，他们需要更快更有效的设备用于其大规模数据中心。

灵活性、可用性、经济性

以太网交换机三大考量因素

现在100GbE进入快速发展时期，正在取代传统的40GbE基础设施。从整个市场来看，目前仍处于向100GbE转型的初级阶段。私有云、企业和运营商网络还没有规模采用，标准服务器上行链路对100GbE连接也没有直接的需求。

在交换机方案的选择上，数据中心的运营者们会寻找灵活的解决方案，满足他们的吞吐量需求，并降低每位传输成本。许多商用以太网交换机ASIC都针对吞吐量或灵活性进行了优化，从中取得性能的平衡。

例如，业界会需要基于硬件的遥测功能，用来提供网络和缓冲器状态的实时可视性。许多解决方案缺乏这种高级功能，或在降低带宽能力时才能提供该功能。除了吞吐量外，所涉及的电力预算也将成为关键，总体成本也是如此。采用模块化的方法构建交换机可以实现所有这三个指标，并能通过可配置性来匹配特定端口数、速度或扇出要求。

模块化架构意味着系统不会产生不必要的能力过剩，并且可以将适当的I/O组合分配给任何级别的交换机。因此，与交换机设计相关的功耗和成本都较低。此外，客户可以获得应对不同案例所需的I/O和容量可配置性。

在市场中，一些像Mellanox、博通等设备厂商都试图通过打造更具灵活性、经济性的交换机，以满用户对于高带宽设备需求。Mellanox在今年7月正式推出拥有超高可扩展能力的200G和400G开放式以太网交换机解决方案——Spectrum-2。

Spectrum-2可提供拥有高达16个400GbE端口、32个200GbE 端口、64个100GbE端口和128个50GbE 与25GbE 端口，能够实现一系列增强功能，包括提升灵活性和端口密度，从而可以针对云、超大规模、企业级数据中心、大数据、人工智能等多种应用进行优化，构建多个交换平台。

同时，Spectrum-2还支持大量遥测功能，为操作人员提供了全面的网络可见性，并能对操作的各方面进行监控、诊断和分析。

40GbE-100GbE仍是市场主流

400GbE将成为下一个网络速度目标

根据市场研究公司Dell'Oro Group最新预测显示，云数据中心将在网络下一轮大跳跃中发挥重要作用，推动100Gbps过渡至400Gbps，进而对整个以太网交换机和数据中心市场产生积极影响，2021年以太网交换机市场将达到140亿美元。

Dell'Oro预计，随着400Gbps光纤速度成为现实，将成为下一个主要的网络速度目标。

戴尔网络首席技术官John D’Ambrosia曾表示，以太网的发展其实是依赖于整个IT生态圈的努力。服务器领域正处在向万兆的演进过程中，需要把万兆网卡和服务器集成在一起。

在数据中心中我们需要有更多高密度的以太网交换机支持万兆服务器部署。在数据中心汇聚层，我们可以看到40G以太网能够更经济、有效地发挥作用，所以被广泛接受。

越往核心走，带宽的压力越大，因为所有的数据都会从边缘汇聚到核心管道。这就要考虑整个网络和基础设施的配置问题，包括虚拟化服务器、对应的数据流量以及相应的成本、能耗等。成本和可靠性的考虑才使得以太网能够不断地发展。

Mellanox亚太区市场开发总监刘通认为，网络也需要去赋能，要让网络承担更重要的职责，传统数据中心架构也在悄然地进行着变革。原来以CPU为核心的数据中心，正在向以数据为核心的数据中心架构转移。

而数据中心架构则是以400GbE这类高带宽设备为载体，零丢包、可预测性、低延迟、低功耗，将成为业界公认的技术标准。

面对人工智能、云计算的迅猛发展，数据量持续呈指数增长，传统的摩尔定律似乎已经失效，无法满足日益增长的网络和数据传输需要。由物联网和大数据等趋势所推动的数字流量，在未来几年将会有两位数甚至三位数增长，构成网络的基础技术必须相应改变。由此可以预见，新一波互联网基础设施大规模升级换代时代正在来临。

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