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新一代數(shù)據(jù)中心不可忽視DAC高速銅纜直連線解決方案

2014-08-05 13:20:49   作者:   來源:光纖在線   評論:0  點擊:


  不斷創(chuàng)新的網(wǎng)絡技術和層出不窮的網(wǎng)絡應用推動著網(wǎng)絡飛速發(fā)展,作為信息數(shù)據(jù)集中交換處理和網(wǎng)絡設備存放的數(shù)據(jù)中心,一直面臨著高帶寬,高可靠性和低延時的挑戰(zhàn)。根據(jù)IDC產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告,截止到2011年,全球IDC市場保持平穩(wěn)增長的趨勢,整體市場規(guī)模達到222.6億美元,增速為21.5%,其中亞太等新興市場成為帶動整個行業(yè)增長的最大動力,未來2-3年,亞太地區(qū)將進入數(shù)據(jù)中心部署和升級的高增長期。在國內(nèi),很多傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心都是按照90年代的標準建設的,在結(jié)構(gòu)的可靠性、能耗和制冷系統(tǒng)都不能滿足擴展和升級的需要,面臨高能耗和高運營成本問題。同時,數(shù)據(jù)中心運營商剛剛脫離經(jīng)濟危機,比以往更加重視成本和預算,在不斷增加的業(yè)務量的壓力下,數(shù)據(jù)中心正在尋求合適有效的方法,以更加經(jīng)濟型的方式進行升級擴容,面對上述的IDC的市場趨勢以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所面臨的種種問題,數(shù)據(jù)中心接入層從千兆走向萬兆將是不可逆轉(zhuǎn)的大的趨勢。

  10G SFP+ DAC電纜嶄露頭角

  SFP(Small Form-factor Pluggables)是GBIC(Gigabit Interface Converter)的升級版本,體積比GBIC模塊減少一半,功能上與GBIC基本一致,實現(xiàn)千兆位電信號轉(zhuǎn)換為光信號的功能。而10G模塊經(jīng)歷了從300Pin,XENPAK,X2,XFP的發(fā)展,最終實現(xiàn)了用和SFP一樣的尺寸傳輸10G的信號,這就是SFP+。SFP+憑借其小型化低成本等優(yōu)勢滿足了設備對光模塊高密度的需求,從2002年標準推行了,到2010年已經(jīng)取代XFP成為10G 市場主流。SFP由多家廠商共同制定的協(xié)議MSA進行規(guī)范,SFP+ 遵從的協(xié)議:IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432。

  用于網(wǎng)卡之間互連的電纜組件(含兩端接口模塊)稱作直接連接電纜----- Direct Attach Cables(DAC)。DAC電纜組件主要應用于以太網(wǎng)10G交換機的堆疊連接,TOR交換機和服務器互連,光纖通道設備互連,InfiniBand設備互連以及服務器/存儲設備之間的互連。

  SFP+ DAC也被稱為10GSFP+銅,10GBASE-CR或SFP+,10GBASE-CX1,或10GbE銅SFP電纜。直接連接,采用的是無源式雙軸電纜組件,并直接連接到SFP+模塊。SFP+直接連接具有一個固定長度的電纜,通常3,5或7米的長度,使用體積不大電纜的和小尺寸的SFP+模塊,具有低功率,低成本和低延時的優(yōu)勢。

  SFP+ DAC直連電纜

  過去,服務器廠商在主板上采用自帶的RJ45的端口基本上是免費的,而現(xiàn)在10G端口價格不菲,可插拔的端口模塊成了不可忽視的成本障礙。目前,10G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心主流服務器網(wǎng)卡有三種:10G Base-CR SFP+網(wǎng)卡,這種光網(wǎng)卡需要配合10G SFP+ DAC(Direct Attach Cable)直連銅纜組件連接。另外還有10G Base-T銅網(wǎng)卡和10G Base-SR光網(wǎng)卡。使用這三種網(wǎng)卡的鏈路根據(jù)當前的技術發(fā)展狀態(tài),從整體成本和功耗進行比較,光鏈路成本是銅鏈路的1.3倍左右。10GBase-T銅網(wǎng)卡使用的是RJ45接口,目前市場上批量銷售的網(wǎng)卡相對功耗較大,目前許多用戶還在觀望之中,期待10G Base-T功率能有較大幅度的降低。

  TIA942-A-1標準草案附錄中已經(jīng)提到數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的新的發(fā)展趨勢,與更加扁平化的大二層網(wǎng)絡架構(gòu)(Fabric)相配套。傳統(tǒng)的HDA已經(jīng)和EDA融合,采用TOR的架構(gòu)已經(jīng)是虛擬化數(shù)據(jù)中心的方向之一,接入層交換機放置在每臺機柜上方,減少每臺機柜與列頭柜之間的布線,但是每臺機柜服務器密度提高了,服務器與接入交換機的互連數(shù)量增加,距離縮短,延遲也大大縮小,在這種架構(gòu)下,10G SFP+ DAC直連方式能體現(xiàn)出成本與功耗低的優(yōu)勢,而對于無源的DAC直連線7米以下的距離限制將不再是問題。

  如何看待40G QSFP DAC電纜

  服務器端口速率從1Gbps提升到10Gbps,接入層上行到核心的主干鏈路提升到40Gbps/100Gbps是網(wǎng)絡要實現(xiàn)無阻塞全線速的基礎,從2011年起,各大廠家已經(jīng)相繼推出MSA規(guī)范的40G甚至100G接口的交換機。每臺交換機上行至少有4-8個40G端口,向下為至少24個10G端口。以前很多人認為40G只是100G的過渡階段,目前在整體大環(huán)境下,數(shù)據(jù)中心建設成本的緊縮,而且 40G光鏈路成本相比較銅鏈路,已經(jīng)不止10G鏈路的3-4倍。100G光鏈路成本更高,最初采用WDM技術的的4x25Gbps的100G收發(fā)器是10G收發(fā)器的250倍,特別是超過10km的100G單模光鏈路成本更是讓人望而卻步。雖然現(xiàn)在成本逐步下降,相對價格仍然居高,至少成本降至40G的2-3倍,10G的5-6倍,才能真正進入100G的時代。因此,至少未來3年內(nèi),40G將成為以太網(wǎng)服務器端口的主流趨勢。以太網(wǎng)聯(lián)盟在2010年6月發(fā)布的《40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)技術概述》中針對物理層介質(zhì):單模光纖,OM3和OM4多模光纖,背板,銅纜以及相應的接口做了技術分析,并給出了相應的要求,如雙工速率,傳輸距離,誤碼率,最大/最小數(shù)據(jù)幀。

  針對40G傳輸速率的QSFP+(Quad Small Form-factor Pluggable)接口模塊應運而生,QSFP+可插拔模塊以每通道10Gbps的速度支持四個通道的數(shù)據(jù)傳輸最高可達40Gbps。QSFP+適用于高密度,高速的I/O;多通道互連;存儲網(wǎng)絡設備互連;交換路由設備互連。QSFP+同樣由MSA規(guī)范,遵從的協(xié)議IEEE 802.3ba,SFF-8436,QDR InfiniBand。

  40GQSFP+轉(zhuǎn)4x10GSFP+ DAC直連銅纜

  40GQSFP+轉(zhuǎn)4x10GSFP+ DAC直連銅纜可將TOR接入層交換機下行40G端口方便轉(zhuǎn)換成4個10G通道連接到柜內(nèi)服務器端口,將與前述10G SFP+直連銅纜在服務器機柜內(nèi)的應用。而40GQSFP+ DAC直連銅纜將應要應用于數(shù)據(jù)中心接入層網(wǎng)絡到核心網(wǎng)絡的主干鏈路,但由于40GQSFP+ DAC直連銅纜最長距離不超過7米,對于一般數(shù)據(jù)中心主干鏈路來說,由于長度的限制比較難以應用,由于40GQSFP+ DAC直連銅纜的成本優(yōu)勢,將可以部分思考應用于集裝箱式的數(shù)據(jù)中心以及設備間的高速堆疊。對于主干鏈路在當前的技術狀況下,更多的將需要采用支持更長距離的并行多模光纖鏈路。

  結(jié)束語:

  10GSFP+以及40GQSFP+轉(zhuǎn)4x10GSFP+ DAC 直連電纜在接入層網(wǎng)絡與服務器之間的傳輸應用已經(jīng)規(guī)模化部署,第三方市場調(diào)研機構(gòu)預測,到2015年,支持10G及以上的DAC直連銅纜市場份額將從2010年2800萬美元增加到15億美元,DAC直連銅纜將在未來2-3年將呈現(xiàn)一個較大幅度的增長,在未來萬兆服務器端口應用中將有30%-40%左右的市場份額。而40GQSFP+ DAC直連銅纜由于距離的限制,將會應用于特定的數(shù)據(jù)中心或設備堆疊以及工業(yè)領域內(nèi),數(shù)據(jù)中心的主干在今后較長時間內(nèi)仍將由光纖作為主導。TIA與ISO標準化組織已經(jīng)在開發(fā)基于40G銅纜支持100米的解決方案,對于銅纜40G的標準化的發(fā)展我們?nèi)孕枋媚恳源?/p>

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