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過去3、4年以來,從雲端服務業者到各大企業,陸續展開了將資料中心交換器架構從1GbE到10GbE的轉型,以獲得更高的效能與吞吐量,目前10GbE在乙太網路交換器銷售的佔有率,已達到20%以上。

不過,隨著雲端、虛擬化、巨量資料與行動存取服務等各式新型應用的發展,帶來了持續升高的應用程式負載,顯示10GbE還不足以滿足資料中心的需求,而40GbE正是升級既有10GbE網路效能的頭號選擇。

資料中心高速乙太網路接班人:40GbE

其實40Gb乙太網路(40GbE)是一項頗有歷史的規格,相關發展可以追溯到IEEE 802.3工作小組從2006年開始的100GbE高速網路計畫,成果便是2008年1月發表草案、2010年6月正式獲得通過的IEEE 802.3ba協定。

IEEE 802.3ba規範了40GbE與100GbE兩種乙太網路連線規格,其中40GbE定位於伺服器區域網路應用,更高速的100GbE則是針對骨幹網路應用。

我們可以把40GbE理解為一種「4線(lane)化」的10GbE,介面單元由8條10Gb/s速度的傳輸通道組成,接收與發送各有4條通道,一共含4條10Gb/s的收發通道,類似的,100GbE則是「10線化」的10GbE。

40GbE與100GbE可以沿用802.3標準的訊框格式與訊框大小,在維持訊框相容之餘,同時在MAC層提供40Gb/s與100Gb/s的傳輸速度,還擁有更低的誤碼率。

既有的10GbE由於頻寬相對有限,只能透過在電路板上內建更多交換器晶片來擴充連接埠數量,或是增加交換器數量、匯聚更多10GbE連接埠等方式,來擴展可用的傳輸頻寬,但連帶也會帶來交換器數量增加,導致網路管理複雜化,以及占用空間、功耗與成本大幅攀升等問題。

而40GbE則可藉由提升4倍的傳輸頻寬,為資料中心帶來擴充性、尺寸與機架部署彈性方面的優勢。以提供相同傳輸總頻寬為基準時,由於40GbE一埠的頻寬就抵的上4埠的10GbE,所需占用的空間只有10GbE的一半以下,而且功耗更低(可減少20%~40%),無論管理與維護也都更方便。

 

40GbE擁有高密度優勢

40GbE只需1個埠,就能提供等同4個10GbE埠的頻寬,不僅效能密度大幅提高,無論對於建置與布線管理來說,也都更為便利。

 

40GbE進入應用實用化階段

自2012年以來,陸續有Cisco、Dell Force10、Mellanox、HP、Extreme Networks、Gnodal、Brocade與Chelsio等廠商,推出了包括網路卡與交換器在內的40GbE產品,目前已形成完整的產品線,可滿足用戶部署40GbE網路環境的需求,無論供應商還是產品的選擇已相當多樣化。

更進一步,目前已有部分儲存廠商為NAS導入了40GbE網路的介面,可做為InfiniBand外的另一種高速儲存傳輸通道選擇,為檔案存取與iSCSI儲存提供更大的網路傳輸頻寬。

 

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