【新世代乙太網路接班人】25Gb乙太網路的推廣與發展

乙太網路的發展，在2002到2006年間完成標準化的10Gb乙太網路之後，出現了長時間的停滯期。

從1983年標準化的10Mb乙太網路，到1995年的100MB乙太網路之間，花了長達12年時間，不過接下來只經過3年時間，1Gb乙太網路便在1998年標準化，緊接著在4年後的2002年，10Gb乙太網路也跟著完成了標準化。

但是在10GbE之後，過了8年，新一代的40GbE與100GbE才於2010年標準化。40GbE與100GbE分別是10GbE的「4線化（4-lane）」與「10線化（10-lane）」版本，直接繼承了10GbE的基本架構，但由於成本高昂，推廣速度十分緩慢，主要的應用局限於資料中心的骨幹網路，一直到2015到2016年左右，才開始有少數儲存陣列提供40GbE的選項，但迄今仍不是多數儲存陣列產品的標準規格，遠不如10GbE普及。

有鑒於40/100GbE規格普及緩慢，以Google與微軟為首，加上Arista Networks、Broadcom與Mellanox等網通廠商，在2014年7月組成25Gb乙太網路聯盟（25 Gigabit Ethernet Consortium），開始推廣新的25/50GbE規格，試圖在40/100GbE以外，另外發展更容易部署與推廣的高速乙太網路規格，後來陸續又有Dell、Brocade、Cavium Networks與QLogic、Emulex等廠商先後加25GbE聯盟。

25GbE的概念，可以看成是把100GbE一分為四而成。25GbE與現有的10GbE一樣都是單線，時脈速率從10GbE的10.31GHz提高到25.78GHz，將資料速率提高2.5倍達到25Gb/s。若將25GbE「雙線化」，便成為50GbE，而25GbE的「4線化」，就是100GbE。

基於40GbE推廣緩慢的教訓，25GbE一大特點是重視低成本，透過單線傳輸架構，可顯著節省線材與收發模組（Transceiver）耗用的資源，例如，25GbE的雙同軸纜線與10GbE同樣是4芯（4-wire）形式，成本低於40GbE的16芯雙同軸纜線，而25GbE的收發模組，也只須採用類似10GbE的SFP+、同為單通道形式（single-channel）的SFP28規格，不像40GbE必須使用成本昂貴許多、採用4通道形式（4-channel）的QSFP+或QSFP28規格。

依照25GbE聯盟的說法，比起現有的10GbE，25GbE可提供2.5倍的傳輸頻寬，但成本只提高1.5倍；而比起40GbE，25Gb雙線化而成的50GbE擁有高出1.25倍的頻寬，成本卻相同，同時50GbE耗用的通道/光纖只有40GbE的一半，而且SFP28連接頭的尺寸也比40GbE的QSFP+連接頭更小，可讓交換器的埠配置密度提高2倍。

IEEE已於2016年7月，在802.3bz協定中，正式將25GbE規格標準化。不過IEEE沒有直接取用25GbE雙線化而成的50GbE規格，而是另外成立工作小組，發展單線即有50Gb/s頻寬的單線式50GbE規格，也就是發展中的802.3cd協定，以便更有效率地過渡到200GbE與400GbE規格。

25GbE邁入儲存端應用

雖然25GbE起步較40GbE晚，但由於支援廠商眾多，發展的速度很快，已有取代40GbE的形勢。依照Dell’Oro Group的統計，25GbE問世雖然比40GbE晚了將近4年時間，但只花了不到2年，到2017年後期時的出貨量，就已趕上40GbE。

目前25GbE的應用環境，已經算是初步完整成形。在網路卡方面，已有Intel、Broadcom、Mellanox、Netronome等廠商的25GbE網路卡產品可選；交換器方面， Arista、Mellanox、Cisco、Juniper等廠商的新款交換器也都支援了25GbE。

至於在儲存設備端方面，則是以NetApp的腳步較快，在2017年下半年發表的EF 570全快閃儲存陣列上。率先提供25GbE作為主機端iSCSI介面的選項，稍後2018年中發表的AFF系列新旗艦款式A800，也跟進支援了25GbE，可兼用於區塊與檔案存取服務。Pure Storage在今年改款的FlashArray //X全快閃儲存陣列上，也提供了25GbE的支援，FlashArray //X還同時提供了40GbE與50GbE的選項，應該是目前支援新世代乙太網路規格最廣泛的產品。

另外，IBM旗下的Spectrum Virtual儲存平臺產品家族中，包括Storwize V7000、FlashSystem V9000與FlashSystem 9100，也都在今年新增支援了25GbE規格，透過基於25GbE通道的iWARP/RoCE協定，來支援NVMe-oF傳輸架構。

雖然目前支援25GbE的儲存陣列產品還不多，不過有這方面需求的用戶，已能組成完整的端到端25GbE存取環境，從主機端、網路端到儲存陣列，都有產品支援。預計在2019年上半年的新一輪儲存陣列產品更新中，主要儲存大廠應該都會引進25GbE規格。

後來居上的25GbE

資料來源：Dell’Oro Group，2017

依據Dell’Oro Group在2017年發布的出貨統計來看，10GbE仍是目前資料中心最重要的乙太網路規格，占有的出貨比重最大。至於在新一代的乙太網路規格中，40GbE雖然問世較早，普及速度卻相當緩慢，2016年以後的出貨量甚至還低於100GbE。而25GbE的發展速度則相當驚人，雖然產品推出時間比40GbE晚了3、4年，但追趕速度非常快，只花了不到2年時間便追上了40GbE（以埠數計算的出貨量為基準），依照這樣的趨勢，40GbE很可能會在幾年內便退出市場，由25GbE與新的50GbE取而代之。