超高速數(shù)據(jù)中心的那些新困擾

責(zé)任編輯:wendy

作者:harbor

2014-08-20 15:00:10

來(lái)源:企業(yè)網(wǎng)D1Net

原創(chuàng)

隨著信息技術(shù)的普及,全球數(shù)據(jù)量每年都以超過(guò)50%的速度增長(zhǎng)。為了應(yīng)對(duì)信息爆炸性增長(zhǎng)的挑戰(zhàn),建設(shè)超高速數(shù)據(jù)中心迫在眉睫。超高速數(shù)據(jù)中心指的是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用40G/100G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù),向外提供超百G帶寬高速訪問(wèn)能力的數(shù)據(jù)中心。

企業(yè)網(wǎng)D1Net 8月20日 隨著信息技術(shù)的普及,全球數(shù)據(jù)量每年都以超過(guò)50%的速度增長(zhǎng)。為了應(yīng)對(duì)信息爆炸性增長(zhǎng)的挑戰(zhàn),建設(shè)超高速數(shù)據(jù)中心迫在眉睫。超高速數(shù)據(jù)中心指的是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用40G/100G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù),向外提供超百G帶寬高速訪問(wèn)能力的數(shù)據(jù)中心。在超高速數(shù)據(jù)中心中,采用萬(wàn)兆服務(wù)器,接入層網(wǎng)絡(luò)與萬(wàn)兆服務(wù)器對(duì)接,然后通過(guò)40G與核心網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用100G互聯(lián),同時(shí)與外部通過(guò)多條100G端口互聯(lián),這樣的超高速數(shù)據(jù)中心提高超強(qiáng)的業(yè)務(wù)處理能力,可以滿足未來(lái)幾年業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需求。國(guó)內(nèi)在百度、阿里、中國(guó)電信都已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的超高速數(shù)據(jù)中心,并且開始向外提供業(yè)務(wù)服務(wù)。

40G/100G的標(biāo)準(zhǔn)幾年前就已經(jīng)發(fā)布,直到現(xiàn)在才開始逐步普及,原因是多方面的,一面是業(yè)務(wù)的需求推動(dòng),而另一面則是技術(shù)積累的不足。其實(shí),超高速數(shù)據(jù)中心在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中仍然面臨著多個(gè)技術(shù)難題,這些難題在這兩三年內(nèi)將長(zhǎng)期困擾著這些第一批“嘗螃蟹的人”。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)由10G提升到40G,甚至100G,這需要新的光纖、光模塊、光接口、設(shè)備內(nèi)部的高速連接器,所有的通道都必須打通,這里面就存在不少的技術(shù)難題,下面將目前超高速數(shù)據(jù)中心中實(shí)際遇到的最棘手問(wèn)題講述給大家。

CRC錯(cuò)包不斷

傳統(tǒng)的10G互聯(lián)提升到了40G/100G,傳輸效率提升了10倍,然而穩(wěn)定性就降低下來(lái)了。這就好比開汽車撞到一支小鳥,不至于發(fā)生車毀人亡,但如果是飛機(jī)撞到了一支小鳥,就很可能機(jī)毀人亡,根本原因是撞擊的速度不同,破壞力就不同。在一個(gè)10G互聯(lián)的鏈路上如果光信號(hào)不穩(wěn)或者鏈路質(zhì)量不高,偶爾會(huì)出幾個(gè)錯(cuò)包,但是換到40G/100G的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),那么相同的鏈路質(zhì)量在40G/100G網(wǎng)絡(luò)中,錯(cuò)包的數(shù)量就會(huì)放大。不僅錯(cuò)包的數(shù)量會(huì)呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng),嚴(yán)重的情況甚至?xí)尪丝跓o(wú)法正常工作,無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)正常流量。超高速數(shù)據(jù)中心對(duì)光路質(zhì)量有著更高的要求,所以數(shù)據(jù)中心經(jīng)常會(huì)受到鏈路校驗(yàn)CRC錯(cuò)包的困擾,即使是經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格的布線系統(tǒng)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn),這些都是由于超高速數(shù)據(jù)中心對(duì)光路更加敏感而造成的。更換布線系統(tǒng)不太可能,只能是換光纖和端口,然后再觀察。其實(shí)將布線系統(tǒng)放大,每條鏈路都是會(huì)有一些細(xì)微差異,而敏感的40G/100G就對(duì)布線系統(tǒng)質(zhì)量要求很高,通過(guò)換端口,換光纖都無(wú)法緩解的話,有時(shí)就只能放任錯(cuò)包的存在了。

端口UP/DOWN

40G/100G端口對(duì)收光功率有著更加苛刻的要求,和錯(cuò)包問(wèn)題一樣,端口UP/DOWN情況也會(huì)隨之出現(xiàn),由于40G/100G端口商用不久,各廠家的端口實(shí)現(xiàn),光模塊技術(shù)都有差異,再加上要適配各種類型的PHY器件(通過(guò)PHY器件可以將流量的物理光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)),所以難免會(huì)出現(xiàn)這類UP/DOWN問(wèn)題,嚴(yán)重的情況甚至無(wú)法對(duì)接UP。有些40G/100G就要求兩端要用一個(gè)廠家,甚至是一個(gè)廠家相同型號(hào)的設(shè)備,光模塊也要用相同型號(hào),才能保證適配UP,這類的問(wèn)題屢見不鮮,在40G/100G相關(guān)器件還沒(méi)有通用化的情況下,出現(xiàn)這類問(wèn)題也是必然,這和當(dāng)初10G逐漸推廣與使用時(shí)遇到的情況如出一轍。

功耗大、發(fā)熱高

40G/100G由于要處于高速轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),光模塊功率較高,發(fā)熱量大,當(dāng)將一個(gè)運(yùn)行一段時(shí)間的光模塊拔下來(lái),會(huì)有燙手的感覺。這類高速模塊高速運(yùn)轉(zhuǎn),自然功率都比較大,這樣就需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供更多的電。一般擁有40G/100G端口的設(shè)備耗電量要比普通設(shè)備高得多,給端口供電就要消耗很大一部分。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還要考慮端口發(fā)熱的問(wèn)題,端口之間的距離不能過(guò)密,影響散熱。目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單板卡/單設(shè)備最多只能提供24口的40G或者8口的100G,如果端口密度再高,散熱就是大問(wèn)題了。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部同樣都是40G高速連接,這些地方都是發(fā)熱點(diǎn),必須通過(guò)有效的通風(fēng)將熱量及時(shí)帶出去。

信號(hào)干擾

當(dāng)速率從10G提升到40G/100G,光信號(hào)的OSNR將會(huì)提升6dB,色散容限將降低到前者的1/16,PMD容限將降低到前者的1/4,光纖非線性危害程度也隨之增加,這將帶來(lái)一系列信號(hào)干擾問(wèn)題。當(dāng)傳輸速率更高時(shí),其輻射越大,抗干擾能力也就越差。所以40G/100G端口要解決抗信號(hào)干擾的問(wèn)題,這些高速傳輸?shù)脑O(shè)備不宜放置在輻射過(guò)大的物體旁,容易對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)流量造成影響,甚至中斷。40G/100G的抗干擾能力有待進(jìn)一步提升。

成本

價(jià)格是不能不考慮的重要因素,40G/100G之所以普及推進(jìn)的如此緩慢,高昂的價(jià)格是最大的“攔路虎”?,F(xiàn)在僅僅一個(gè)100G的光模塊就要幾萬(wàn)元,支持100G端口的設(shè)備更是要幾十萬(wàn),甚至上百萬(wàn),這么高的價(jià)格的原因是40G/100G的制造成本太高,而且正是因?yàn)椴⒉皇撬械木W(wǎng)絡(luò)廠家都能提供這樣的產(chǎn)品,稀少性決定了其價(jià)格也異常昂貴。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,相信價(jià)格會(huì)越來(lái)越低,直到像現(xiàn)在的10G一樣普及使用。有人預(yù)計(jì)到2016年,100G光模塊市場(chǎng)將達(dá)到30億美元的規(guī)模,到2017年100G光模塊市場(chǎng)將超過(guò)10G光模塊市場(chǎng),可以推想到那時(shí)超高速數(shù)據(jù)中心已經(jīng)會(huì)開始普及化,10G逐漸退出歷史的舞臺(tái)。

當(dāng)信息的“洪水”來(lái)得愈加兇猛時(shí),將會(huì)有更多的超高速數(shù)據(jù)中心出現(xiàn),一切問(wèn)題都將變得不是問(wèn)題,因?yàn)槿藗儧](méi)有選擇只能接受,只有采用40G/100G的高速數(shù)據(jù)中心才有未來(lái)。任何的技術(shù)在發(fā)展進(jìn)程中總會(huì)遇到各種各樣的困難,有困難才會(huì)有進(jìn)步,才能有機(jī)會(huì)。再多的困難也早已無(wú)法阻止人們對(duì)超高速數(shù)據(jù)中心的渴望,因?yàn)橹挥谐咚贁?shù)據(jù)中心才有能力應(yīng)對(duì)這個(gè)信息大爆炸的時(shí)代。我們只有邁過(guò)40G/100G這道坎,逐一解決這些問(wèn)題,只有這樣,再過(guò)十年才會(huì)有更高速的數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)。

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