企业采购万兆交换机产品意味着数据中心将减少端口密度，降低网络布线的复杂程度，升级到万兆可为企业的布线节省整体成本。升级到万兆，意味着企业将能够整合原有的FC SAN到FCOE,去掉原来的FC网络，使得网络架构更加扁平化。
在大数据、云计算等趋势的推动下，数据的大小和类型都呈现爆炸式的增长，视频、语音、Web、电子邮件和数据库等，尤其是服务器虚拟化正在吞噬企业的带宽，有效负载、急剧增长的带宽和低延迟成为目前企业IT工作清单中的高优先级项目。同时技术上的重要进展，以及价格、性能的大幅改进，使得万兆以太网不仅被部署到数据中心，还开始被应用于园区网络。随着带宽需求的增长，以及企业应用总数的增加，万兆以太网的部署范围正在加速扩大。
万兆以太网走向成熟
千兆已无法满足当下大中型企业不断增长的业务数据传输需求，服务器虚拟化和融合成为了目前数据中心发展的主要趋势。万兆以太网能克服千兆的容量限制，同时可支持未来数据中心的带宽增长并简化布线成本。
万兆以太网受服务器虚拟化所驱动。首先，传统的20:80原则正在由于虚拟机的动态迁移发生变化，基于第二层的服务器与服务器之间的数据交互在不断壮大，服务器虚拟化提高了数据中心对网络的需求，使得千兆基础设施不堪重负，虚拟机密度随服务器的换代而不断增加;其次，服务器主板上的插槽数量在不断减少，有些1U服务器只支持一个单一的I/O插槽，因此不可能通过增加多个千兆网卡来满足带宽需求，只能升级到万兆。
此外，服务器所处理的数据要远大于千兆数据中心交换机的安装。在通常情况下，使用千兆交换架构要求一台物理服务器在物理LAN上能提供不少于8个千兆端口，显而易见的是这些端口需要增加网络适配器，而这都将会增加服务器的能耗、热量和空间槽位。采用万兆数据中心交换机设计，服务器的连接端口数将从原来的8个千兆端口减少到2个万兆端口。这将明显的降低数据中心LAN的线缆复杂性。
使用万兆产品，企业就可以通过简化服务器网卡和相关网络设备以达到提升带宽，降低延迟和提升可靠性的目的，以替代多千兆网卡汇聚。选择万兆产品，可使数据中心里每机架功耗降低、网络线缆和交换机的接口减少，企业花费在数据中心基础设施上的成本降低，并使每台服务器的联网带宽提升。
所以为了进一步巩固基础架构，企业正在试图从千兆升级到万兆，并从FC SAN迁移到FCoE以消除HBA卡和光线通道线缆。但现在使用FC SAN的大多数企业并不打算选择以万兆FCoE交换架构整合FC SAN，而是等待40G成为更加经济实惠的选择。
以太网标准已经发展到100G，而不同标准从概念化到商用的时间也在逐渐缩短。如图所示，万兆/40GE的商用速度明显快于快速以太网和千兆以太网，这表明了企业信息化的追求的速度在不断加快，人们希望更快的使用最新的技术。
▲以太网标准成熟趋势
为什么我们认为万兆/40GE的产业链已经成熟?首先，目前业界主流交换机供应商均在全系列(接入/汇聚/核心)交换机上支持了丰富的高密万兆板，在汇聚/核心交换机上也都支持了高密度40GE板;其次，万兆/40GE端口的价格大幅下降，以万兆为例，现有一个万兆端口的售价远远低于10个千兆端口的售价。加上提升的端口利用率，企业在构建一个无收敛的万兆园区网时，所付出的投资已经小于传统组网模式;还有，万兆端口逐渐得到企业认可，出货量不断攀高。根据Gartner的估计，万兆端口在企业网的出货量在未来几年将持续走高，CAGR高达45.2%。
万兆端口出货量预计(Gartner)
根据Dell’Oro在2013年初发布的调查报告显示，预测到2016年，L2-3以太网交换机市场将达到250亿美元，主要推动因素是向大型数据中心的部署提供优化后的以太网交换机。预测到2015年，万兆以太网将超越千兆，成为主要收入来源。同时也预测到2016年，40GB和100G以太网将实现强劲增长，两者的销售额将达30亿美元。
综上可以看出，万兆进入企业园区和数据中心的条件已经具备，此时企业更关心的是引入万兆后，是否能够给园区网和数据中心业务体验带来质的提升?
万兆的优势和应用实现
提到万兆的优势，我们首先会想到性能上的提升，而这只是最基本的。万兆与千兆相比拥有绝对的优势，它不仅继承了以太网、快速以太网和千兆以太网技术的MAC协议、以太网帧格式和帧尺寸，并对使用便捷性、互操作性和简易性上都有极大的改进，用户不必担心既有的程序和服务会受到影响，因为升级的风险很低，同时能够为未来升级到40G、100G做好准备。
第一，万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，数据中心依赖铜缆和光纤混合布线，可提供足够的灵活性;第二，万兆能够提供更远的传输距离，通过下文的线缆介绍，你可更详细了解;第三，万兆属于两层架构，可简化网络拓扑结构，提升网络性能，并带来更高的可扩展性;第四，万兆可大大提升QoS，更好满足安全、链路保护、简化网络配置复杂度等方面的需求;第五，随着网络应用的深入，万兆能够顺应潮流，可为云计算、电子商务、游戏娱乐、网络视频、分布式计算、CDN分发等应用进行良好的支持;最后，这种扁平化的网络架构，可大大降低布线成本。
目前万兆网技术主要应用在金融、政府、教育、能源、网络服务、高端制造、医疗健康等行业，可用在高频发金融交易，航空航天计算，网络搜索和视频，分子模拟和医学影像等领域。而在人们的工作、生活、学习中也有越来越多的宽带消耗型应用被开发出来，为此数据中心和企业网希望尽快地提升自身网络效能，万兆明显的应用特征属性也将在未来发挥愈发重要的作用。
桌面应用。覆盖整个企业的万兆以太网部署可以支持不断增多的桌面应用，因为这些应用大大提升了企业对于带宽的需求。首先总桌面数据负载量增长和新应用对带宽提出了更高要求，比如企业中频繁的PC备份会个网络带来负担，尤其是大尺寸文件所带来的压力，另外企业正在从传统的客户端/服务器应用转向基于Web的应用，浏览器更多的与服务器进行通信，导致更高的带宽使用量;其次，企业部署高带宽的视频应用，以提高工作效率和降低成本，比如培训、视频监控和协作等，如果企业对视频质量更看重，则会占用更大的带宽;还有在特定行业的应用，比如医疗、教育、媒体与广告、金融、制造等行业。
在这里，不妨看下目前行业主流万兆应用场景。在高校的多媒体网络教学、数字图书馆应用;在城域网的流媒体视频和多媒体互动游戏;在医疗行业的数字成像应用和远程医疗应用;在制造业的大型设计文件的协作和分享;在金融行业，对高频发和实时信息的需求。这些应用示例和其他一些桌面应用的不断发展，都推动了在企业网络中使用万兆以太网的强烈需求。
存储网络。在客户服务、消息传递、电子商务、在线多媒体和目录内容等应用的推动下，企业对于存储容量的需求一直在不断的增长。这样的“信息爆炸”要求CIO找出经济有效地访问、管理和保护这些数据的方法。利用万兆以太网，CIO们现在可以将他们的网络存储环境提升到新的水平。
集群计算和网格计算。集群和网格计算旨在满足那些需要进行大量CPU计算、任务处理和I/O传输的应用的要求，这些应用需要多台服务器才能有效地完成工作负载。集群为将计算需求扩展到多台服务器提供了一种经济高效的方法，可以让多个计算节点作为一个庞大的、虚拟的计算节点协同工作。集群应用可能对计算节点之间的互联性能极为敏感，因而对于连接这些节点的网络基础设施提出了很高的要求。因此，通过借助万兆以太网的低延时特性最大限度地提高网络性能，集群应用可以获得有力的支持。虽然集群计算部署主要供科研机构使用，但是越来越多的商业机构也开始采用这项技术。
满足这些应用需求，并从千兆升级到万兆最好是考虑整体交换架构的线缆、网卡和交换机。如下我们将从这三个角度逐一阐述。
万兆的接口、线缆和传输范围
2002年万兆以太网(10GbE)标准颁布，万兆要完全依赖于光纤标准;2004年万兆双绞线布线方案面世;2006年万兆UTP(铜缆)布线标准确定。不像早期的以太网标准工作在半双工或全双工，万兆仅工作在全双工状态，没有固有距离的限制，万兆以太网与千兆以太网类似，CSMA/CD机制即带碰撞检测的载波监听多重访问的机制不再重要，但保留了以太网帧结构，兼容802.3标准中定义的最小和最大以太网帧长度。
在详细了解万兆以太网的接口、线缆介质和传输范围前，首先让我们清楚万兆在物理层接口的命名规范：
万兆以太网的物理层接口通常使用下列命名规范：
▲表格1：例如，10GBASE-LX4光传输模块使用一个1310纳米(nm)的激光束，LAN PHY(8B/10B)编码，4个WWDM波长。10GBASE-SR光传输模块使用一个串行850nm的激光束，LAN PHY (64B/66B)编码，1个波长。
万兆光纤包括局域网PHY和广域网PHY两种类型，局域网PHY是基于光纤的的短距离传输，广域网PHY是基于光纤的长距离传输。在数据中心中往往选择局域网PHY规格，如10GBASE-SR(该规范支持波长为850nm的多模光纤，传输距离最大为300m)，10GBASE-LR(该规范支持波长为1310nm的单模光纤，传输距离最大为10km),10GBASE-ER(该规范支持超长波1550nm单模光纤，传输距离最大为40km)，10GBASE-LX4(采用波分复用技术，该规范支持波长为850nm的多模光纤，传输距离最大为300m;支持波长为1310nm的单模光纤，传输距离最大为10km)，如表格2所示。
▲表格2：万兆光纤物理接口、介质和传输距离。只要万兆以太网的物理接口类型在光纤链路的两端是一样的，模块的规格是可以互通使用的。例如，可以通过连接一个10GBase-SR XFP光纤模块和一个10GBase-SR SFP+来部署一条光纤链路。然而，一个10GBase-SR SFP+的光纤模块不能连接到10GBase-LRM SFP+光纤模块。
与光纤介质相比，铜缆具有价格便宜、使用方便等优点，而且越来越流行，随着交换标准和铜缆标准的改进，在目前主流的万兆交换机产品中铜缆的低成本、低功耗优势愈加明显。10GBase-CX4的传输介质是CX4铜缆，要比光纤便宜，但传输距离仅为15m;10GBase-T，采用屏蔽或非屏蔽铜缆双绞线，CAT6线上数据传输速度可达万兆，传输距离最大50m,CAT6A、CAT7上传输距离为100m。
▲表格3：万兆铜缆的物理接口、介质和传输距离。CX4是最早的万兆铜缆标准，延迟低而且经济，但由于规格问题无法在密度较高的汇聚交换机使用;SFP+直连线缆以其低价格、低延迟和小规格成为连接机架上服务器和存储的主要解决方案;10GBase-T最具发展前景。
不管是用户、系统集成商还是设备制造厂商，关于选择光纤还是铜缆的争论不断，尤其是数据中心内部，不能简单选定，要根据用户实际环境需求，结合网络技术和综合布线技术的发展来确定。
首先，从传输距离方面来看，光纤传输是实现园区万兆网络主干的理想解决方案。目前大部分的企业网络主干采用OM1或OM2多模光纤，为了能够在以前安装的传统多模光纤(OM1、OM2)上传输万兆，10GBase-LRM光纤标准能够使以前安装的传统多模光纤平滑升级为万兆以太网。但与10GBase-SR解决方案相比，10GBase-LRM要比10GBase-SR的价格高，而万兆铜缆传输距离为100米，因此10GBase-SR解决方案仍然是实现园区万兆网络主干的理想解决方案。当传输距离超过100米小于300米，如园区网络主干或者楼内垂直网络主干，可以采用OM3多模光纤;当超过300米，如城域网或广域网必须采用单模光纤。
然而，铜缆比光纤传输有很大的架构优势。数据中心内部由于传输距离短，在100米范围内适合于用万兆比铜缆传输，在100米距离内6A类双绞线是万兆以太网理想的解决方案。
不同规模的数据中心取决于开放的业务，网络的架构与设备的容量，以及计算机房的布局和面积大小，可以包含若干或全部数据中心布线组成部分。数据中心规模与构成模式不一定形成固定搭配，也可以在其内部共存混合模式。许多数据中心依赖铜缆和光纤的混合布线，在机柜中千兆和万兆铜缆都有，采用万兆光纤从柜顶top-of-rack到列末end-of-row。
万兆端口和万兆以太网网卡
2012年初，主流的服务器厂商都推出了基于英特尔最新处理器(Intel Xeon E5系列)的服务器，是直接在主板或附近的子板上采用了万兆以太网连接的服务器。通过在单独服务器上提供万兆以太网接口的出厂选项，使得过渡到万兆以太网将会更加容易。为了进一步释放服务器I/O插槽的使用率，并降低能耗，采用万兆以太网卡在提供充足带宽的同时，可满足I/O插槽用作其他目的。双端口万兆以太网卡需要一个PCIe 2.0 x8插槽，以保证在全双工模式下的最大带宽，一些双端口万兆以太网卡支持PCIe 1.0 x16插槽。单端口万兆以太网卡可以工作在PCIe 1.0 x8插槽或者PCIe 2.0 x4插槽上。
万兆以太网卡可以提供额外的功能。不同的万兆网卡产品具有TCP/IP卸载引擎(TOE)、iSCSI卸载、基于以太网的光纤通道协议(FCoE)等功能。在某些情况下，这些功能可以提升性能，并且在大多数情况下，可以通过把这些功能降级到网卡上执行，以降低对主机CPU的占用。同时支持TCP/IP、iSCSI以及FCoE的网卡叫做聚合以太网卡(CNA)，而且可在同一时间同一线路上提供混合流量，但需要交换机支持数据中心桥接(DCB)协议。
主流万兆交换机一览
数据中心依赖光纤和铜缆的混合布线获得了足够的灵活性，并降低布线成本;依赖万兆网卡，服务器可释放I/O使用率，降低服务器能耗，并替代多千兆网卡汇聚，还可执行额外的功能，降低服务器CPU占用率，提供混合流量。而万兆交换机能够取代位于机架柜顶中的千兆交换机，以降低端口数量，并节约成本。
万兆交换机销售正在增长，每个端口的价格还在回落，主要的供应商都在致力于top-of-rack交换机的研发。在数据中心万兆接入应用中，不但要考虑其性能、转发率，还要对端口密度、虚拟化、管理维护、易用性和散热风道等进行综合考量。这里我们将介绍目前业界重要网络设备供应商的数款万兆接入交换机产品，供大家选型参考。
思科Nexus 5000系列：Nexus 5548P/Nexus 5548UP
思科Nexus 5000系列包含多个子系列产品，本次我们选择了Nexus 5548P/Nexus 5548UP两个产品型号是5000系列的第二代产品。该系列具备以太网、光纤通道和以太网光纤通道 (FCoE) 等多种连接选项，可根据数据中心的发展需要进行灵活选择。适用于企业数据中心汇聚和接入网络，中小企业数据中心汇聚、mini核心和高性能计算网络。支持二层多路径FabricPath私有协议，支持分布式Fabric扩展技术FEX。具体技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://www.cisco.com/en/US/products/ps9670/prod_models_comparison.html
华为S6700系列：S6700-24-EI/S6700-48-EI
华为S6700系列万兆交换机是华为公司自主开发的全万兆盒式交换机，本次我们选择了S6700-24-EI、S6700-48-EI两个产品型号。其端口支持千兆和万兆灵活接入，可自动识别安装光模块类型，具有丰富的安全控制策略，丰富的QoS等特性，以满足数据中心扩展性、可靠性、可管理性、安全性等诸多挑战，该系列产品已通过北美权威机构Miercom认证。该系列产品仅具备以太网连接选项，不支持光纤通道和FCoE。具体技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://enterprise.huawei.com/cn/products/network/switch/data-center-switch/hw-132126.htm
H3C S5800系列交换机：S5820X-28C/S5820X-26S/S5820X-28S
H3C S5800系列交换机为其自主开发的数据中心万兆以太网交换机，本次我们选择了其5820X子系列，共包含三款产品型号。支持千兆和万兆灵活接入，支持IRF2(第二代智能弹性架构)技术，该系列可集成多业务功能模块，采用灵活的散热风道方案，也具有丰富安全控制策略和QoS特性。为数据中心提供丰富的服务器接入方案，也可以用于园区网的汇聚层或接入层以及中小企业核心。三款型号仅S5820X-28C通过扩展模块支持FCoE连接，其他两款型号只提供以太网连接。具体技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://www.h3c.com.cn/Products___Technology/Products/Switches/Catalog/S5800/S5800S5820X/
戴尔PowerConnect 8100系列：PowerConnect 8132F/PowerConnect 8164F
戴尔PowerConnect 8100系列交换机是实施线速、高密度的万兆/40G交换机，本次我们选择了其两款产品型号。并提供高可用性堆栈、两个热插拔冗余电源以及可拆卸风扇模块。可提供40G能力QSFP+端口的扩展选件，使用戴尔ReadyRails无工具安装积水可快速完成安装。主要适合于数据中心、企业园区、分公司或小型企业网络提升视频点播性能、统一通信、VoIP和富媒体应用。这两款产品也不支持FCoE连接，仅支持以太网和iSCSI存储连接。具体的技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://china.dell.com/cn/enterprise/p/powerconnect-8100/pd
锐捷网络RG-S6200系列：RG-S6200-48XS
RG-S6200-48XS交换机是锐捷网络在国内率先推出的支持云计算数据中心特性的盒式数据中心交换机。在1U内可提供最大48个全线速万兆端口，固定配置32端口，其中16个万兆SFP+端口可通过扩展模块实现。支持万兆、FCoE连接，该产品具有丰富的数据中心特性，比如支持大二层TRILL标准、支持虚拟化802.1Qbg和VEPA标准等。需要提出的是，目前锐捷网络在数据中心万兆交换机方面所提供的产品系列并不丰富。具体的技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://www.ruijie.com.cn/product/Switches/data-center-switch/RG-S6200-48XS
瞻博网络QFabric系列：QFX3500
瞻博网络QFX3500是其QFabric架构边缘解决方案。其具有丰富的端口连接方式，63个双模SFP+/SFP端口和4个QSFP+端口，QFX3500还可以作为一种基于标准的FCoE中继交换机和FCoE-FC网关，以保护客户在现有数据中心聚合和光纤通道SAN基础架构方面的投资。能够支持广泛的部署环境，如传统的数据中心、虚拟化数据中心、高性能计算、网络附加存储(NAS)、融合的服务器I/O和云计算。如要充分发挥QFX3500的fabric性能需要与QFabric系列中其他解决方案一起。具体的技术参数和产品规格可参考：
官方地址：
http://www.juniper.net/cn/zh/products-services/switching/qfx-series/qfx3500/#overview
因篇幅所限，本文仅提供了6家主流的网络设备商的万兆交换机产品供用户选型参考，而在这块竞争日趋激烈的市场中，还有众多的产品可供选择，比如博科的VDX系列、ICX系列产品，Arista的7100系列、7050系列、Extreme的Summit X650，IBM Rackswitch系列等等。
