數(shù)據(jù)中心100GE接入技術(shù)的趨勢(shì)分析

隨著大數(shù)據(jù)、分布式存儲(chǔ)、AI和高速計(jì)算等業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心規(guī)模急劇增長(zhǎng)。IDC 預(yù)測(cè)全球數(shù)據(jù)總量2020 年達(dá)到 47 個(gè)ZB（1ZB＝10億TB＝1萬(wàn)億GB），2025 年達(dá)到 163 個(gè) ZB。服務(wù)提供商以及各大企業(yè)亟需將現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心內(nèi)部交換系統(tǒng)從10GE／40GE提速到100GE／400GE互聯(lián)，服務(wù)器接入從GE／10GE演進(jìn)到25GE／100GE，滿足于當(dāng)前高吞吐、大帶寬的發(fā)展趨勢(shì)。

在我國(guó)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)較快的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從2017年就已經(jīng)開(kāi)始規(guī)模部署25GE服務(wù)器；企業(yè)客戶和部分金融客戶今年也已經(jīng)開(kāi)始部署 25GE 服務(wù)器。目前階段，服務(wù)器的10GE／25GE 接入速率仍占主流。隨著數(shù)據(jù)中心Fabric從100GE演進(jìn)到400GE，預(yù)計(jì)100GE 服務(wù)器會(huì)從2020年開(kāi)始部署并在2021 年左右達(dá)到規(guī)模商用，主要應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)是 GPU 集群。在服務(wù)器接入的演進(jìn)階段中，50GE 速率的服務(wù)器將不占主流市場(chǎng)，直接從25GE演進(jìn)到100GE接入。

現(xiàn)有100GE QSFP28接口局限性

當(dāng)前服務(wù)器的主流網(wǎng)卡是10GE／25GE網(wǎng)卡，也有少量的100GE QSFP28網(wǎng)卡，該100GE QSFP28網(wǎng)卡端口由4個(gè)25GE物理通道組成，只能適配100GE QSFP28接口的交換機(jī)。目前業(yè)界最高密度的100GE QSFP28 TOR接入交換機(jī)包含32個(gè)100GE QSFP28接口，交換機(jī)帶寬不超過(guò)3．2T，最多只能提供32臺(tái)服務(wù)器接入，上行帶寬不超過(guò)100GE，也不具備400GE上行匯聚的能力，不能滿足數(shù)據(jù)中心高吞吐和大帶寬的要求。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的100GE QSFP28接口不利于100GE服務(wù)器在數(shù)據(jù)中心的部署。

下一代100GE接口

基于數(shù)據(jù)中心高吞吐和大帶寬的發(fā)展趨勢(shì)，服務(wù)器網(wǎng)卡和接入交換機(jī)都在往下一代100GE接口演進(jìn)。下一代100GE接口由2個(gè)50GE物理通道組成，相對(duì)上一代QSFP28接口物理通道數(shù)目減半，端口密度得到提升。

下一代100GE接口目前有SFP－DD 和 DSFP 兩種封裝選項(xiàng)：

1）SFP－DD（Small Form－factor Pluggable－Double Density ）為阿里等企業(yè)主推的封裝類(lèi)型，比SFP接口密度提高一倍，并保持同SFP族模塊向下兼容。

2）DSFP （Dual Chanel Small Form－factor Pluggable）是個(gè)別設(shè)備商發(fā)起和主推的封裝類(lèi)型，取消了很多控制和指示腳，用軟件來(lái)讀寫(xiě)寄存器，進(jìn)行通信和控制。

類(lèi)別管腳信號(hào)完整性電源及其可靠性工作可靠性向下兼容性后續(xù)發(fā)展方向

SFP－DD相比SFP，管腳數(shù)翻倍有利于高頻信號(hào)扇出，可使用同個(gè)GND參考面，SI可靠性好電源和地管腳比較多，過(guò)流能力強(qiáng)，可靠性好保留了若干硬件控制和告警管腳，可靠性高具有向下的兼容性，支持SFP封裝光模塊支持平滑擴(kuò)展

DSFP增加了兩個(gè)管腳不利于高頻信號(hào)扇出，必須使用不同GND參考面。SI可靠性差電源和地比較緊張，可靠性一般刪除了所有的硬件控制和告警管腳，僅保留IIC通信。光模塊僅工作在全軟件模式，容易造成系統(tǒng)故障和問(wèn)題，可靠性不高不具有任何向下的兼容性類(lèi)似打補(bǔ)丁

表1：SFF－DD與DSFP兩種封裝選項(xiàng)技術(shù)的差異對(duì)比

基于上面的對(duì)比分析可以看出，數(shù)據(jù)中心100GE接入最佳選擇是采用SFP－DD封裝技術(shù)。中興通訊順勢(shì)而為，推出了大容量、高密度的下一代100GE 服務(wù)器接入的TOR交換機(jī)，其交換容量高達(dá)8Tbps，提供48 個(gè) 100GE 端口用于服務(wù)器接入，以及8 個(gè)400GE 端口用于上行匯聚。 不同于現(xiàn)有的100GE QSFP28接入交換機(jī)，下一代100GE接入交換機(jī)采用SFP－DD封裝的100GE接口，100GE端口由2個(gè)50GE 的物理通道組成，400GE端口由8個(gè)50GE 的物理通道組成，整機(jī)包括160個(gè) 50GE 物理通道，大大提高了1U設(shè)備的100GE端口密度。

中興通訊一直致力于推出超大交換容量、超低時(shí)延的TOR交換機(jī)產(chǎn)品，不但具有高密度100GE、40GE、25GE、10GE端口，同時(shí)提供豐富的數(shù)據(jù)中心特性、承載級(jí)的可靠性和可擴(kuò)展性，配合高性能的數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)智能控制器為客戶提供高性能，高品質(zhì)，高可靠的新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案。