【IT168 资讯】现有数据中心通常存在相对独立的3张网：数据网(Data)、存储网(SAN)和高性能计算网(HPC)。数据网采用以太网联网，存储网采用光纤通道用于存储，高性能计算网大多采用Infiniband。
● 数据中心的前端访问接口通常采用以太网互联，构成一张高速运转的数据网络;
● 数据中心后端的存储更多采用NAS、FC SAN等;
● 服务器的并行计算则大多采用Infiniband和以太网。
越来越多的公司希望通过单独产品支持以上3个技术，将数据中心融合为一个网络。
传统服务器、网络和存储设备的端口类型
以太网端口
数据中心的前端访问接口通常采用以太网互联，构成一张高速运转的数据网络。
传统统数据中心以太网的典型架构采用树状结构，按三层交换机制排列，从核心开始成扇形展开。这种设计来源于局域网架构，大概在10多年前开始被数据中心所采用。
服务器以千兆服务器为主，从服务器到TOR(架顶交换机)的网络端口大多为千兆电口，也有部分是千兆光口。
FC光纤通道
FC，Fibre Channel，光纤通道技术，最早应用于SAN(存储局域网络)。FC接口是光纤对接的一种接口标准。
FC具有高带宽，低延时的特点，经过多年的发展，是大型存储的首选技术。FC是端到端的光纤通道，所以其QoS保障出色，转发过程中无丢包，FC的BER为-12级别，非常高。现在已经有了接口可达16Gbps的FC存储设备。FC目前在稳定性、安全、性能上都是存储网络最好的选择。预计在未来6、7年内，FC仍然是高端存储客户的首选技术。
FC标准中对N-port和F-port之间进行标准规范，但是不同厂家之间的FCF设备(导向器设备)不能对接。FC存储和交换技术被少量厂家垄断，特别是交换技术，目前被思科和Brocade垄断，不利于后续的持续发展。FC不能满足未来IDC网络融合的趋势，而FC本身又不能实现融合承载，思科和Brocade都在推FCoE技术，所以后续FC被取代是必然的。
iSCSI接口
严格地说，iSCSI是基于以太网的接口，物理层也是以太网。在这里讨论主要是因为iSCSI是IP化的存储接口，有别于存储设备的FC接口。
现网的存储网络主要部署的是FC和iSCSI。FC主要应用在性能和稳定性要求高的网络，iSCSI主要应用在对价格敏感的小型存储网络，其安全性不如FC。
目前业界已经有了部分10Gbps的iSCSI解决方案。
iSCSI本身就承载在以太网上，具备融合特性。
Infiniband
Infiniband技术目前主要应用在高性能计算机的互联。带宽大、延迟低是其优势。
Infiniband架构是一种支持多并发链接的“转换线缆”技术，在这种技术中，每种链接都可以达到2.5Gbps的运行速度。有效数据传输速率可达上百G。Infiniband提供低CPU占用下的RDMA特性(远程直接内存访问)，RDMA操作延迟低于1微秒。
Infiniband协议虽然出现得比较早，但由于厂商的支持问题，应用范围并不太广泛。
服务器、网络和存储设备的端口类型演进
随着处理器技术的飞速发展和业务的无限丰富，千兆端口不再能够满足服务器对接口的需求。随着数据中心网络建设的融合趋势，局域网、存储网络和高性能计算网络正逐步统一到以太网接口上，这也大大增加了服务器对10G、40G以太网接口的需求。一旦10G、40G接口成为服务器的普及端口，在数据中心内部40G、100G的互联交换机接口就变得十分必要和紧迫了。不仅如此，超大型的数据中心往往有很大的地域跨度，这些数据中心的互联以及同Internet的接入都需要更高速率的链路。
市场预测，2016年10G服务器会成为主流(见图1)。
10G以太网
10G以太网(IEEE 802.3ae)在2002年完成了标准化的最初阶段。
在数据中心内部，我们主要讨论基于光纤的局域网万兆端口和基于双绞线(或铜线)的局域网万兆端口。
基于光纤的局域网万兆端口，光纤本身价格可以忽略，但是万兆光模块的价格目前还比较昂贵，另外万兆服务器目前应用比例还比较低，因此服务器到TOR的万兆光需求处于起步阶段，目前少量数据中心在试点和部署。
数据中心机架内部，从服务器到TOR的距离比较短，几米足够。机架内部互联，另外一种便宜的解决方案就是采用支持10Gbps传输速率的SFP+高速铜缆(Direct Attach Cable直连铜缆)，实际就是把“光模块+光纤”的线缆换成了“铜接口+铜缆”的线缆。比较常用的无源铜缆长度有1m、3m、5m，7m以上的一般是有源的。
目前比较被看好的万兆铜缆方案是10GBase-T，相关技术已经成熟。10GBASE-T标准的目标是建立一个支持100米传输、4连接信道的模型。这个目标决定了我们需要一个增强六类布线标准。七类布线是一个现有的、可行的、定型的布线系统，但七类布线在全球市场上的发展缓慢(目前估计不到全球已安装系统的1%)。数据中心几种主流的万兆铜缆方案中，10GBASE-T的成本最低，后续随着服务器主板直接集成万兆电口，10GBASE-T更具成本优势。
40G/100G以太网
IEEE 802.3ba(40G和100G以太网)从工作组在2008年初正式成立，到2010年6月标准的正式获批和发布，经历了两年半的时间。
40G的光模块主要是CFP和QSFP，QSFP体积小，使用更广泛。CFP和QSFP都支持100m/2km/10km的距离传输。40G一般可支持拆分成4个10G口。
目前主流的100G光模块有CFP、CFP2和CXP三种。
CFP支持100m/10km传输，光模块尺寸和功耗都很大，是中长距离传输的主流模块;CFP2支持100m/10km传输，与目前传统的CFP模块相比，功率更低，尺寸更小;CXP支持100m传输，用于短距传输。
后续新型100G光模块主要是CFP4和QSFP28。CFP4的光模块已经有个别厂家发布了;QSFP28体积更小，预计在数据中心会成为主流。
25G以太网
服务器和数据中心机架顶式网络设备之间用25G以太网进行单线互联。
2014年7月1日，包括谷歌、微软、Mellanox、Arista网络和Broadcom在内的成员单位成立了25G以太网联盟，希望发展可优化成本的带宽扩容25G/50G以太网。
2014年，思科向IEEE全会提交25G以太网，支持者有87人、来自48个公司。未来大型数据中心将从4×10G的40G以太网接口到4×25G的100G以太网接口，服务器提供单通道25G接口将更高效。2014年7月16日IEEE投票，成立“用于服务器互联的单通道25G以太网”研究组。IEEE已经正式成立专项研究小组，旨在推动25Gbps以太网标准的创建工作。
根据Dell'Oro Group预测，到2018年25G以太网将是10G以太网之后，最流行的网络端口。与现行的10G和40G以太网链路相比，单通道25G和双通道50G协议，预计会将机架顶式交换机的性能提升2.5倍。
FC光纤通道
光纤通道行业协会(Fibre Channel Industry Association)已经确定了第6代光纤通道(Gen 6)标准，该标准预计将在2016年正式实施。
作为下一代光纤通道技术和全球最快的存储网络协议，Gen 6技术可提供32GB(32G FC)的基础速度，这一速度是满足不断演变的服务器工作负载需求和I/O聚合的关键。目前16Gbps的光纤通道技术每秒吞吐量为3200MB，而在全双工模式下，新标准的Gen 6基础通道将提供每秒6400MB吞吐量。此外，新一代技术还提供了一个选项，可以翻两番32Gbps到128Gbps，从而实现全双工速率25600Mbps，同时实现基于光纤通道技术的无缝衔接并且向下兼容。
据悉，光纤通道领域的相关厂商均已有所动作。博科表示将在2016年出货Gen 6新品，Qlogic也承诺持续为Gen 6光纤通道标准的创新和研发提供支持，并在2015年出货32G FC套件。
预计在未来6、7年内，FC仍然是高端存储客户的首选技术。
FC演进到FCoE
FCoE是由Brocade、IBM、HP、EMC、NetApp、Cisco等厂商所共同支持与贡献的T11标准委员会制定的协议，目的是直接在增强型无损以太网基础设施上传输光纤信道信号。
FCoE技术通过以太网封装光纤通道帧，可以把数据中心的数据传输和FC光存储网络融合，从而实现数据中心的网络融合。FCoE可以实现IDC网络下的存储和交换网的融合，减少服务器接口的数量，方便布线和管理。另外因为设备连接的物理设备少了，也可以简化服务器的虚拟机迁移。
FCoE满足IDC网络融合，又能够兼容现有的FC网络，符合技术前后兼容的发展要求。FCoE需要DCB(Data Center Bridge)支持，只有满足DCB要求的以太网上才可以部署FCoE。FCoE同样存在安全的问题，需要MACSEC来确保网络安全。另外还存在生成树的问题，需要TRILL技术来解决。
Dell'Oro的高级分析师Casey Quillin认为，FCoE将作为FC技术的一个潜在的替代方案，但不是一个必须的替代方案。
“以太网就像一个压路机，它将所有竞争者都压在脚下。现在它唯一还没有打败的就是光纤通道，但随着时间的推移，它将最终吞没光纤通道。”Gartner公司分析师Skorupa说，“但是让大部分数据中心将存储连接到以太网会需要5年以上的时间。目前有超过500亿美元已安装的光纤通道资产。”
预计FCoE大规模应用是在6、7年之后。
数据中心内部网络端口演进，近期以服务器网络端口演进为主，以及前端网络和后端网络的融合。高性能计算机互联还是传统的Infiniband接口，高端存储仍然是FC的天下，短期内没有实质性的改变。
